Micro:Bit手柄试用之一MagicPad (解决蓝牙与gamePad包共存)
本帖最后由 pATAq 于 2018-6-5 10:46 编辑# 前言
原创文章，转载引用务必注明链接。由于本人初次接触Micro:Bit，水平有限，如有疏漏，欢迎指正。
**Micro:Bit真好玩！**
DFRobot的论坛相关资料算是国内比较丰富的了，个人感觉MB比Arduino更有趣！感谢DFRobot，总会带来各种新奇、有趣价格相对不贵的模块，无论是Intel Edison还是micro:bit，都设计了大量模块，非常棒。
### 1、MagicPad设想
这次拿到(https://www.dfrobot.com.cn/goods-1674.html) ，把玩了一下，发现很多神奇的功能，查阅了大量资料文档，算是管中窥豹，后续会分享给大家。这次做一个小项目，涉及到部分知识。目前想做的是:mb作为蓝牙遥控器，控制手机拍照(自拍)、查找手机、自动切歌、丢失报警(GamePad震动)等等。
### 2、硬件解析
这里用到的硬件如下：
* (https://www.dfrobot.com.cn/goods-1395.html)
* (https://www.dfrobot.com.cn/goods-1674.html)
* MicroUSB数据线(烧录、临时供电)
* Android SmartPhone
micro:bit会在另一篇文章里进行介绍，其具有加速度与电子罗盘、温度及亮度传感器。这里主要说说DFRobot出品的GamePad拓展板。
#### 2.1 GamePad 4 MicroBit by DFRobot
板载资源包括：
> 8个可编程按键，1个振动电机，一个蜂鸣器，一个LED 。
相关资料可以在[产品维库](https://wiki.dfrobot.com.cn/index.php?title=(SKU:DFR0536)_micro:bit%E6%B8%B8%E6%88%8F%E6%89%8B%E6%9F%84%E6%89%A9%E5%B1%95%E6%9D%BF)上找到，文档上提供了诸多示例，把玩了一下，非常有趣。然而由于产品并不是开源硬件，没有提供相关硬件引脚信息，只有封装好的MakeCode操作库，经过一番思索查找，在[官方产品github页面](https://github.com/DFRobot/pxt-gamePad)找到引脚定义。
#### 2.2 寻找 GamePad 引脚定义
1. 从面板上可以看到标记了部分引脚如P0、P12、P16等，另外A、B就是复用microbit板上的A、B按钮。
2. 打开main.ts文件，第20行看到如下代码：
```c
enum GamerBitPin {
//% block="X button"
P1 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P1,
//% block="Y button"
P2 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P2,
//% block="D-PAD up"
P8 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P8,
//% block="D-PAD down"
P13 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P13,
//% block="D-PAD left"
P14 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P14,
//% block="D-PAD right"
P15 = <number>DAL.MICROBIT_ID_IO_P15,
}
```
至此，我们结合相关，可知对应引脚信息如下：
| 引脚 | 对应 |
| ---- | ---------------- |
| P1 | 按钮X |
| P2 | 按钮Y |
| P8 | 按键UP |
| P13| 按键Down |
| P14| 按键Left |
| P15| 按键Right |
| P5 | 按键A |
| P11| 按键B |
| P0 | Buzzer\|蜂鸣器 |
| P16| LED |
| P12| Vibrator\|振动器 |
参考mb引脚定义：
P0/P1/P2又叫TouchPin，就是那三个大的引脚，其中音乐通常从P0输出。
#### 2.3 测试一下
我们不借助DFRobot提供的MakeCode软件包，直接使用相关引脚看看：
https://makecode.microbit.org/_Cxpdt5MEVE8f
【直接操作引脚模式】注意初始化引脚方向，否则会乱跑。TouchPi和BtnA/B好像会初始化执行这一操作。但是程序会跑飞，需要进一步测试完善。
【DFRobot软件包操作模式】简洁很多，而且程序稳定。
### 3、软件部分
mb有诸多开发语言及开发环境可供选择，这里我们以MakeCode为例。
#### 3.1 microbit Client —— MakeCode
MakeCode由微软开发，基于(https://github.com/Microsoft/pxt)，这种Visual Blocks开发最早在Scratch上看到，后来用过(https://blockly.webduino.io/)，彼时个人对它[评价颇低](http://www.cnblogs.com/sjqlwy/p/smart_all_in_1.html)。
这次拿到mb本来是奔着microPython去的，其间测试的时候用了一下MakeCode，甚是喜欢，支持自定义函数，提供丰富的文档和拓展支持，下限上限都非常高，既适合小孩子入门，面对更复杂的需求也能完成。
由于我们的设想是mb通过蓝牙控制手机，所以需要使用`Bluetooth`软件包，但是添加DFRobot官方的*(https://github.com/DFRobot/pxt-gamePad)*包时会提示冲突。
这优点类似`radio`与`bluetooth`包的冲突，那么如何解决呢？想到两个思路：
* 加法：既然知道了引脚定义，我们不用`gamePad`包，直接操作相关引脚
* 减法：使用官方提供的更为完善的`gamePad`包，进行移植修改及删减，由于软件包较小，这也未尝不可
##### 3.1.1 加法
在直接操作Pin的示例中，D-Pad多按几次程序就跑飞了，如图所示显示乱码，mb无响应。回过头来，看到`on pin Px pressed`模块比较稳定，但是仅限于3个TouchPin，有没有类似的手写模块呢？我们找到了在控制组件里找到`on event`模块，拖拽右击选择help，可以看到相关帮助手册。
看了相关的(https://makecode.microbit.org/reference/control/on-event)/(https://lancaster-university.git ... cs/ubit/messageBus/)/(https://lancaster-university.git ... s/data-types/event/)/(https://makecode.microbit.org/device/mes-events)/(https://www.microbit.co.uk/device/reactive)，表示还没看懂，这里按下不表，后面搞懂再来。
##### 3.1.2 减法
思路就是剥离`gamePad`包里面与蓝牙功能冲突的部分，只保留需要的功能，这就需要阅读`gamePad`源码进行修改移植，本以为很难，不想十分简单。
参考如下：
* (https://github.com/Microsoft/pxt)
* (https://github.com/Microsoft/pxt-microbit)
* (https://github.com/Microsoft/pxt-sample)
阅读MakeCode关于`Creating Packages`相关的[手册内容](https://makecode.com/packages)，我们了解到了`pxt.json`文件，打开github上`gamePad`包的主页，果不其然：
```json
{
"name": "gamePad",
"version": "0.0.0",
"description": "This library is DFRobot gamer:bit provides the game handle control function.",
"license": "GNU",
"dependencies": {
"core": "*",
"radio": "*"
},
"files": [
"README.md",
"gamerpad.cpp",
"main.ts",
"_locales/zh/gamePad-strings.json"
],
"testFiles": [
"test.ts"
],
"public": false
}
```
第8行`"radio": "*"`提示该软件包依赖`radio`包，但是`radio`与`bluetooth`冲突，因此解决方法显而易见，我们fork一份`gamePad`包到自己的github账户下，修改`pxt.json`文件，删除`radio`包依赖，其实`gamePad`并不需要无线电功能才能运行，希望Lee可以改动一下。这里我改好的包地址为：
> https://github.com/sjqlwy/pxt-gamePad
添加我的软件包地址即可以同时使用GamePad与蓝牙功能了。
至此我们解决了开发环境的冲突问题。
#### 3.2 Android Server —— micro:bit APP
手机上需要安装一个服务软件，用来连接mb，并响应mb的指令。一种方式是使用可视化的MIT APP Invetor自己写程序，我们这里使用现成的`micro:bit`APP即可，(https://play.google.com/store/ap ... om.samsung.microbit)，无法访问的请下载附件。
### 4、开始动手！
目前实现的功能包括：
* 蓝牙控制
* 照片视频拍摄控制（切换前后摄像头）
* 音乐播放控制（音量+/-，切换歌曲）
* Find My Phone
* 手机丢失告警
代码如下：
https://makecode.microbit.org/_5aY3heCgtLud
这里我们借助`Devices`包中的相关block，如果你默认使用的是`Radio`包，则需要手动添加并替换radio。
部分说明：
1. D-Pad控制音量加减和歌曲前后切歌，需要事先打开音乐播放器，如网易云音乐。
2. 按A键开启前置摄像头5s后自拍，摇晃mb切换前后摄像头
3. 按Y键，只要手机在蓝牙范围内，则会相应，这样就不怕手机丢在角落找不到了
4. 当手机-mb之间距离发生变化时（读取RSSI值Received signal strength indication），进行判断，返回0-4的数值，0=no signal，4=full signal
下载烧录此程式到mb后，在Android手机上你需要执行以下步骤：
1. 把MakeCode生成的hex文件拷贝到microbit磁盘内
2. 在安卓手机上，如果micro:bit已经在`已配对设备`里，则选择`取消保存`。每次更新hex文件都要取消配对并重新配对，否则蓝牙通讯会失败。
3. 在手机上运行Samsung micro:bit程序，选择Connect并与micro:bit进行配对。
4. 按照图示操作让mb进入蓝牙配对模式：同时按住A和B键，短按Reset键，此时可以看到显示“PARING MODE”，松开A和B键。
5. 回到手机端，输入密钥即可完成配对。
6. `reset`键重置mb使其进入我们烧入的程序，初始化成功会显示一个笑脸。
7. 手机端选择mb进行连接，成功后mb会显示"C"(Connected)，断开会显示"D"(Disconnect)。
8. 使用相关按键就可以实现功能了，快去试一试
### 5、后记
* 官方也提供了iOS的程序，但是本人没条件测试
* 测试过程使用microUSB供电，会出现不稳定情况
* 目前我们实现了mb远程控制手机的功能，了解了基础的蓝牙操作，下一步尝试安卓蓝牙串口发送自定义程序；APP Inventor手写程序；mb与Linux 蓝牙串口通讯
* 看到论坛里遥控小车用的mb作为主控，两块mb进行通讯更方便些，后面会尝试手写BeagleBone Blue|RPi的Linux蓝牙服务端与mb连接接收控制，暂时还没看到有人做
楼主的帖子行文学术范浓郁~ digi_cow 发表于 2018-6-4 18:58
楼主的帖子行文学术范浓郁~
谬赞，micro:bit新手，大家一起进步~ 楼主技术牛人，一上手就玩这么高大上，佩服。{:5_148:}
同时，也有看到很多东东，虽然还消化不动。您多发教程，带我们一起玩吧。{:5_145:} pATAq 发表于 2018-6-4 22:12
谬赞，micro:bit新手，大家一起进步~
强烈支持，楼主行文专业严谨。 rzyzzxw 发表于 2018-6-5 09:52
强烈支持，楼主行文专业严谨。
哈哈，跟着你的文章学了很多东西 pATAq 发表于 2018-6-4 18:16
# 前言
原创文章，转载引用务必注明链接。由于本人初次接触Micro:Bit，水平有限，如有疏漏，欢迎指正 ...
大神，你顺手把DF的Micro:bit电机驱动板软件包也改个蓝牙版吧。或者再写个自己造软件包的教程带我们玩。
rzyzzxw 发表于 2018-6-5 23:32
大神，你顺手把DF的Micro:bit电机驱动板软件包也改个蓝牙版吧。或者再写个自己造软件包的教程带我们玩。
...
你仔细看我的链接和内容就会了啊，全都有～
修改这个文件
https://github.com/DFRobot/pxt-motor/blob/master/pxt.json
取消radio的依赖
自己做软件包的话，看我的链接，微软makecode提供了相关文档 本帖最后由 rzyzzxw 于 2018-6-6 10:55 编辑
谢谢指导，我试试看。{:5_132:}英文不懂，学起来吃力，但还是改造了一个DF的电机驱动扩展。{:5_146:} rzyzzxw 发表于 2018-6-6 10:13
谢谢指导，我试试看。英文不懂，学起来吃力，但还是改造了一个DF的电机驱动扩展。 ...
看你已经fork修改过了，应该可以用了，有问题继续pm
计算机英语学起来不很难，词汇多认认就好啦，毕竟英文资料多 pATAq 发表于 2018-6-6 11:53
看你已经fork修改过了，应该可以用了，有问题继续pm
计算机英语学起来不很难，词汇多认认就好啦，毕竟英 ...
y谢谢鼓励哈。学习很快乐。{:5_132:} pATAq 发表于 2018-6-4 18:16
# 前言
原创文章，转载引用务必注明链接。由于本人初次接触Micro:Bit，水平有限，如有疏漏，欢迎指正 ...
大神，控件高级事件不明白，据说用它对接写出的APP运行很稳定。很想有突破，可是查了几天资料，亳无头绪。 rzyzzxw 发表于 2018-6-11 18:11
大神，控件高级事件不明白，据说用它对接写出的APP运行很稳定。很想有突破，可是查了几天资料，亳无头绪 ...
你说的是on event那种吗？我也没看甚懂，私以为类似于中断。其实你看df的gamepad包，可知用的就是on event。使用蓝牙会跑飞的原因怀疑是速率跟不上，具体在microbit faq里面有人提过。但是确认可能需要调试，最近在研究板载DAPLink仿真器配合pyOCD和gdb进行调试 pATAq 发表于 2018-6-12 16:10
你说的是on event那种吗？我也没看甚懂，私以为类似于中断。其实你看df的gamepad包，可知用的就是on even ...
Iphone手机模拟gamepad蓝牙控制小车
https://mc.dfrobot.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=38013&fromuid=727937
(出处: DF创客社区 - 分享创造的喜悦)
看这个帖子，和沈老师交流，运行很稳定，所以感觉这是一种更好的蓝牙方案。 rzyzzxw 发表于 2018-6-12 16:22
Iphone手机模拟gamepad蓝牙控制小车
https://mc.dfrobot.com.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=38013&from ...
不错，谢谢分享~
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