KABLOSUZ İLETİŞİM. Bölüm 7 1) XBEE KABLOSUZ SERİ İLETİŞİM

Transkript

1 Bölüm 7 KABLOSUZ İLETİŞİM IOT uygulamaları geliştirirken, IOT donanım alt yapısını oluşturan bileşenler arasında çeşitli şekillerde iletişim kurulması gerekmektedir. Bu iletişim genellikle kablosuz iletişim şeklinde gerçekleşmektedir. Alt yapıda kullanılan donanımsal bileşenler ya doğrudan internete erişmekte ya da diğer bağlantı teknolojileri üzerinden dolaylı olarak internete erişmektedir. Bu bölümde XBee, Bluetooth ve Wi-Fi iletişim protokollerini kullanarak uygulamalar gerçekleştireceğiz. 1) XBEE KABLOSUZ SERİ İLETİŞİM yıllarında kullanılmaya başlayan ZigBee, WiFi ve Bluetooth a göre çok yeni bir teknolojidir. XBee cihazlar, seri iletişim protokolü olan ZigBee protokolünü kullanarak kablosuz haberleşmeyi sağlayan modüllerdir. IEEE standartına göre en önemli özelliği düşük güç tüketimi, uzun menzilde veri iletimi ve network desteği. ZigBee nin diğer teknolojilerden en büyük artısı bu yönleridir. Xbee Cihazlarının üzerlerinde bulunan analog, dijital pinler vasıtası ile analog ve dijital değerleri okuyabilir. UART seri iletişim pinleri vasıtası ile başka cihazlarla iletişim kurabilir. Özellik ZigBee Bluetooth Wi-Fi b Gprs/Gsm Kullanım Sahası İzleme ve Kontrol Kablo Yerine Web, Video, E- WAN, Ses ve Mail Veri Sistem Kaynağı 4 KB 32 KB 250 KB+ 1 MB+ 16 MB+ Pil Ömrü (gün) Ağdaki Cihaz Sayısı 255/ Bant Genişliği (kbps) Kapsama Alanı (metre) Öne Çıkan Özellikleri Dayanıklılık, düşük güç tüketimi, ucuz Pahalı, rahatlık Hız, esneklik Kalite, ulaşılabilirlik. ZigBee protokolünün diğer iletişim protokolleri ile karşılaştırılması XBee modüller XBee ve XBee Pro şeklinde olmak üzere başlıca 2 modele sahiptir. XBee XBee Pro

2 Modeller arasındaki farklılıkları aşağıdaki tabloda inceleyebilirsiniz. Özellik XBee XBee Pro İç Mekân Kapsama Alanı (metre) Açık Alan Kapsama Alanı (metre) RF Veri Gönderme Hızı (kbps) Çalışmadığında Elektrik Sarfiyatı (µa) 10 1 İletim Sırasında Güç Çıkışı 1 mw (0dbm) 2 mw (+3dbm) İletim Sırasında Çekilen Akım 45 ma (3.3.V) 250 ma (3.3.V) Ağ Topolojisi Point-to-Point, Star, and Mesh Point-to-Point, Star, and Mesh XBee cihazları birbirleri ile bağlamak için üç çeşit topoloji kullanılabilir. Bunlar Star, Mesh ve Tree topolojileridir. -Star (Broadcast) Topolojisi: Merkezde bulunan koordinatör modül diğer bütün modüllerle iletişim kurar. Merkezdeki koordinatör modül dışındaki modüller son cihaz durumundadır. İletişim koordinatör modül üzerinden yürütülür. -Mesh Topolojisi: Mesh topolojisinde, hedef modülün yerini ve yönünü belirten bir paket için kaynak modül tarafından ağa bırakılmaktadır. Bu paketi alan cihazlar kaynağın gitmek istediği cihaza ait yön bilgilerini, kaynağa gönderir. Aynı anda birden fazla cihazdan cevap geldiğinde, içlerinde en kısa yoldan veriler gönderilir.

3 - Tree (Ağaç) Topolojisi: Ağaç topolojisinde en başta koordinatör modül, daha altta router modül, en altta ise son modüller bulunur. Çizimimizde son cihazın diğer son cihaz ile iletişimi router üzerinden sağlanmaktadır. Koordinatör ise hem router hem de son cihazlarla doğrudan bağlantı kurabilmektedir. Bu üç topoloji birlikte kullanılarak çeşitli kombinasyonlar yapılabilir. 1.1) XBEE LER ARASI DİREKT İLETİŞİM XBee modüller arasında, Arduino gibi devre geliştirme kartlarını kullanarak bu kartlar üzerinde yazacağımız kodlar yardımı ile iletişim kurabileceğimiz gibi, XBee modüller üzerinde direkt olarak uygulayacağımız

4 komutlar yardımı ile de bu işlemi gerçekleştirebiliriz. Bu komutları ise ister AT komutları şeklinde direkt olarak bir seri port terminal programı üzerinden göndererek ya da XCTU uygulaması üzerinden kendimiz ayarlayarak girebiliriz. XBee cihazlarını kontrol edebilmek için öncelikle cihazımızı bilgisayara tanıtmamız lazım. Cihazımızı bilgisayara tanıtmak için gerekli sürücüyü adresinden indirebilirsiniz. XCTU yazılımını adresinden indirebilirsiniz. XBee cihazımızın bağlı olduğu elektronik sistemleri kontrol etmek için bilgisayarınıza usb portundan bağlayacağınız xbee explorer usb adlı cihazı kullanabilirsiniz. Kontrol edilecek sistemin bağlı olduğu xbee modül router ya da son cihaz, router ya da son cihazı kontrol edecek xbee modül ise koordinatör durumundadır. Koordinatör xbee cihazı, xbee explorer usb isimli shield yardımıyla bilgisayarınıza bağlayarak bilgisayarınızdan xbee cihazlarınızı kontrol edebilirsiniz. Örnek olarak 2 XBee modülden birine buton, diğerine de led bağlayarak butona basıldığında ledin yanmasını sağlayan bir uygulama yapalım. Öncelikle uygulamamızın devre kurulumunu gerçekleştirelim. Uygulamamızın birinci kısmı olan, butona basıldığında bu bilgiyi karşıdaki XBee ye ileten devremizin kurulumu aşağıdaki gibidir:

5 Butonun bir ucunu şaseye, diğer ucunu ise XBee üzerindeki D0 pinine bağlıyoruz. Bu pini okuma amaçlı olarak kullanarak, butona basılıp basılmadığını algılatacağız. Bu amaçla kullanacağımız AT komutları aşağıdaki gibi olacaktır: ID PAN ID 1234 MY 16-Bit Source Address 5000 DH Destination address high 13A200 DL Destination address low 4069C322 D0 Pin 0 I/O configuration 3 (digital input) IR Sample rate 14 (20 ms, 14 in hexadecimal = 20 in decimal) PR Pull-up resistors 0 (disable internal pull-up resistors on all pins) Bu işlemleri herhangi bir serial monitör programı kullanmadan da XCTU uygulaması yardımıyla gerçekleştirebilirsiniz.

6 Uygulamamızın ikinci kısmı olan, karşıdaki XBee cihazından butona basıldığında bunu algılayarak XBee üzerindeki ledi yakan ve bağlı olan motoru çalıştıran devremizin kurulumu aşağıdaki gibidir:

7 Led in bir ucunu şaseye, diğer ucunu ise XBee üzerindeki D0 pinine bağlıyoruz. Ayrıca led in + ucunu transistörün base ucuna bağlayarak led yandığında transistörün de tetiklenerek, transistörün emiter ucuna bağlı olan motorun çalıştırılmasını sağlıyoruz. Bu amaçla kullanacağımız AT komutları aşağıdaki gibi olacaktır: ID PAN ID 1234 MY 16-Bit Source Address 5001 DH Destination address high 13A200 DL Destination address low D0 Pin 0 I/O configuration 4 (digital output, LOW on startup) IA I/O input address 5000 (address of the transmitting radio) Yukarıdaki işlemlere dair XCTU uygulaması ile yapılan ayarlara dair ekran görüntüsü aşağıdaki gibidir:

8 1.2) XBEE ARDUINO ARASI İLETİŞİM Her bir xbee cihazın seri numarası mevcuttur. Xbee cihazların birbirleriyle iletişim kurabilmesi için karşılıklı olarak seri numaralarının birbirlerine tanıtılması gerekmektedir. Bu işlem için xbee explorer usb shield üzerine xbee cihazlarımızı takarak tanıtmaktayız. X-CTU yazılımını çalıştırıp xbee cihazın seri numarasını öğreniyoruz.

9 Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi modülün seri numarası modül ismi ile birlikte COORDINATOR1 0013A şeklindedir. Koordinatör ve son cihaz Xbee modüller için seri numaralarını bu şekilde elde ettikten sonra Xbee modüllerin birbirleriyle iletişim kurabilmesi amacıyla seri numaralarını birbirlerine tanıtmamız gerekmektedir. Bunun için öncelikle koordinatör Xbee modülümüz takılı iken X-CTU yazılımını çalıştırarak cihazın bilgilerini okuyoruz. Cihazımıza ait olan seri numarası bilgisi SH (Serial Number High) ve SL (Serial Number Low) kısmında yer almaktadır. Seri numarasının 13A200 şeklinde olan kısmı Serial Number High, geri kalan kısmı ise Serial Number Low bilgisi olmaktadır. Koordinatör modülümüzün iletişim kuracağı son cihaza ait seri numarası bilgilerini de DH (Destination Number High) ve DL(Destination Number Low) kısımlarına giriyoruz. Bunun için daha önce elde ettiğimiz seri numarası bilgisini kullanıyoruz. Seri numarasının 13A200 şeklinde olan kısmını Destination Number High bölümüne, kalan kısmını ise Destination Number Low bölümüne yazıyoruz. PAN ID bölümüne ise modüllerimizin bağlanacağı ağ ismini yazıyoruz. Bu ismi kablosuz ağlardaki SSID ismi gibi düşünebiliriz. İletişim kuracak her modül için PAN ID değeri aynı olmalıdır. Biz de 1234 şeklinde bir isim veriyoruz. Write butonuna tıklayarak girdiğimiz bilgilerin modülümüz içerisine kaydedilmesini sağlıyoruz. Aynı işlemleri son cihaz için de tekrarlıyoruz. Son cihazımızın Destination Number High ve Low bölümlerine koordinatör modülümüzün seri numarası bilgilerini giriyor ve PAN ID değerini yazarak Write butonuna tıklıyoruz. Artık Xbee modüllerimiz birbiri ile iletişim kurmaya hazır.

10 XBee yardımıyla bir ledi yakma söndürme uygulaması yapalım. Uygulamamızda iki adet XBee modülü birbiri ile haberleştireceğimiz için Star topolojisini kullanıyoruz. Modüllerimizden bir tanesi karşı cihazdaki ledi yakmak için değer gönderiyor olsun(koordinatör),son cihaz olan Arduino ise gelen veriye göre ledi yakıp söndürüyor olacak. Son Cihaz arduino üzerine Xbee wireless shield i yerleştirerek, shield üzerindeki bölüme Xbee modülümüzü yerleştiriyoruz. Led imizi D2 pinine bağlıyoruz. Son cihaz arduino içerisine yazacağımız kod aşağıdaki gibi olacak: //H AÇAR, L KAPATIR const int ledpin = 2; int kontrol; void setup() { Serial.begin(9600); pinmode(ledpin, OUTPUT); void loop() { if (Serial.available() > 0) { kontrol = Serial.read(); if (kontrol == 'H') { digitalwrite(ledpin, HIGH); if (kontrol == 'L') { digitalwrite(ledpin, LOW);

11 Kodumuzda Serial.read() fonksiyonu ile koordinatör arduinonun yolladığı değerler okunur ve kontrol değişkenine aktarılır. if yapısı bu değer incelenir. Gelen değer H karakterine eşitse, 2 nolu pine bağlı olan Led yakılır. Gelen değer L karakterlerine eşitse, 2 nolu pine bağlı olan Led söndürülür. Koordinatör arduino içerisine yazacağımız kod aşağıdaki gibi olacak: void setup(){ Serial.begin(9600); void loop(){ Serial.print('H');//H AÇ delay(1000); Serial.print('L');//L KAPAT delay(1000); Kodumuzda Serial.print() fonksiyonu ile Son Cihazlara birer saniye aralıklarla H ve L karakterleri gönderiliyor. Böylelikle Son cihazda birer saniye aralıklarla ledi yakıp söndürüyor olacak. 1.3) XBEE ARDUINO ve PC ARASI İLETİŞİM Her bir xbee cihazın seri numarası mevcuttur. Xbee cihazların birbirleriyle iletişim kurabilmesi için karşılıklı olarak seri numaralarının XBee yardımıyla bir ledi yakma söndürme uygulaması yapalım. Uygulamamızda iki adet XBee modülü birbiri ile haberleştireceğimiz için Star topolojisini kullanıyoruz. Modüllerimizden bilgisayara bağlanan modül koordinatör modül, netduino üzerindeki modül ise son cihaz olarak kullanılacaktır. Bilgisayara usb porttan bağlanan XBee Explorer Usb cihazı yardımıyla diğer bir XBee modülüne bağlı olan led diyotu yakıp söndüreceğiz. XBee Explorer USB cihazı üzerine XBee modüllerimizi takarak USB port üzerinden programlama yapabilmekteyiz. XBee Explorer USB cihazımızın bağlı olduğu bilgisayarda bir C# Windows Form uygulaması yazarak XBee modül ile haberleşmeyi sağlayacağız. Netduino üzerine Xbee wireless shield i yerleştirerek, shield üzerindeki bölüme Xbee modülümüzü yerleştiriyoruz. Led imizi D2 pinine bağlıyoruz.

12 Arduino içerisine yazacağımız kod aşağıdaki gibi olacak: String gelenveri; void setup() { Serial.begin(9600); pinmode(13, OUTPUT); void loop() { if(serial.available()>0) { gelenveri=serial.readstring(); Serial.print(gelenVeri); if(gelenveri=="l") digitalwrite(13, LOW); else if(gelenveri=="h") digitalwrite(13, HIGH); Kodumuzda if(serial.available()>0) satırında eğer seri portdan gelen bir değer varsa işlem yapılmasını sağlıyoruz. gelenveri=serial.readstring();

13 satırında seri porttan gelen string değerleri okuyarak gelenveri değişkenine aktarıyoruz. Eğer gelen değer H ise 13 nolu pine bağlı olan ledi yakıyor, gelen değer L ise ledi söndürüyoruz. C# Windows Form uygulamamızın form tasarımı aşağıdaki gibi olacak: 1 ) cmbcomport 2) btnportac 3) btnportkapat 4) txtgonderilecekveri 5) btngonder 6) serialport1 uygulamamızın kodu ise aşağıdaki gibi olacak: Windows Form using System; using System.IO.Ports; using System.Text; using System.Windows.Forms; namespace xbee_kontrol { public partial class Form1 : Form { public Form1() { InitializeComponent(); private void Form1_Load(object sender, EventArgs e) { foreach (string portname in SerialPort.GetPortNames()) cmbcomport.items.add(portname); private void btngonder_click(object sender, EventArgs e) { if (serialport1.isopen) serialport1.write(txtgonderilecekveri.text); private void btnportac_click(object sender, EventArgs e) { serialport1.portname = cmbcomport.text; if (!serialport1.isopen) serialport1.open(); private void btnportkapat_click(object sender, EventArgs e) { if (serialport1.isopen) serialport1.close(); private void Form1_FormClosing(object sender, FormClosingEventArgs e) { if (serialport1.isopen) serialport1.close();

14 Kodumuzda formun Load olayı içerisinde foreach (string portname in SerialPort.GetPortNames()) cmbcomport.items.add(portname); satırları ile foreach döngüsü içerisinde GetPortNames metodu ile bilgisayarda yüklü olan seri port isimlerini elde ederek combobox içerisine ekliyoruz. serialport1.portname = cmbcomport.text; if (!serialport1.isopen) serialport1.open(); Satırlarında combobox içerisinde seçili olan port ismini PortName özelliğine aktarıyoruz. IsOpen özelliği portun açık olup olmadığını belirtir. Eğer açıksa geriye true değeri, açık değilse false değeri dönmektedir. Kodumuzda (!) operatörü ile bu işlemin tersini alarak, port açık değilse Open metodu ile portun açılmasını sağlıyoruz. Aynı işlemi portu kapatmak için de uygulayarak pert açıksa Close metodu ile portun kapatılmasını sağlıyoruz. if (serialport1.isopen) serialport1.write(txtgonderilecekveri.text); satırlarında ise eğer seri port açıksa textbox içerisine girilen verileri seri porta yazıyoruz. 2) BLUETOOTH İLE İLETİŞİM Bluetooth, 2.4 ghz frekans aralığında kısa mesafe iletişim amaçlı olarak kullanılan bir haberleşme protokolüdür. Günümüzde kullanılmakta olan başlıca bluetooth protokolleri aşağıdaki gibidir: - Bluetooth v2.1 + EDR Bluetooth 1.2. versiyonunun gelişmiş hali olan bu protokol EDR (enhanced data rate-gelişmiş Veri Hızı) şeklinde de isimlendirilmiştir. Veri iletişim hızı 2.1 Mbps dir (maksimum 3 Mbps). Bu protokolle birlikte cihazlar arası güvenli eşleşme için SSP (secure simple pairing) protokolü de kullanılmaya başlanmıştır. Günümüzde elektronik cihazlar arasında haberleşmek için kullanılan modüllerden en uygun fiyatlı ve yaygın olan modül tipidir. İletişim alanı m arasında değişmektedir. - Bluetooth v3.0 + HS Veri iletişim hızı 24 Mbp dir. Bu hız ancak bir Wi-Fi iletişim protokolü üzerinden gerçekleştirilebilir. Bluetooth yalnızca bağlantı kurmak ve bağlantıları yönetmek amacıyla kullanılır. Çünkü Bluetooth 3.0 cihazlar maksimum 3 Mbps veri iletişim hızına sahiptir. - Bluetooth v4.0 + Bluetooth Low Energy Bluetooth 4.0 protokolü 3 ayrı kategoriye sahiptir. Bunlar classic, high-speed, and low-energy şeklindedir. Classic ve high speed versiyonları sırasıyla v2.1+edr ve v3.0+hs şeklinde isimlendirilmektedir. Bluetooth v4.0 ise Bluetooth low energy (BLE) olarak isimlendirilmektedir. Bu versiyonu daha fazla haberleşme alanı (100 m) ve düşük güç tüketimi ile ön plana çıkmaktadır. Ancak veri iletişim hızı yüksek değildir. (0.27 Mbps) 2.1) BLUETOOTH KULLANARAK ANDROID İLE ARDUINO KONTROLÜ Android üzerinden bluetooth protokolünü kullanarak Arduino ile iletişim kurarak değer gönderebilir ya da değer okuyabiliriz. Öncelikle Arduino ya değer gönderen bir uygulama, ardından da değer okuyan bir uygulama yapacağız.

15 İlk olarak Android uygulaması kullanarak Arduino ya bağlı olan bir ledi bluetooth protokolünü kullanarak yakıp söndüren bir örnek yapacağız. Öncelikle Arduino uygulamamızı yapalım. Arduino ile Bluetooth uygulamalarında genellikle 2 modül tercih edilmektedir. Bu modüller HC-05 ve HC-06 modülleridir. Bu modüller Bluetooth 2.1 protokolünü kullanarak 2.4 Ghz frekansında haberleşmektedirler. 10 metrelik bir haberleşme alanına sahiptirler. Uygun fiyatlarıyla pek çok bluetooth haberleşme projesinde tercih edilmektedirler. HC-05 modülü master veya slave olarak kullanılabilirken, HC-06 modülü yalnızca slave olarak kullanılabilir. Uygulamamızın devre yerleşimi aşağıdaki gibi olacak:

16 Arduino kodlarımız ise aşağıdaki gibi olacak: String gelenveri; void setup() { Serial.begin(9600); pinmode(13, OUTPUT); void loop() { if(serial.available()>0) { gelenveri=serial.readstring(); Serial.print(gelenVeri); if(gelenveri=="off") digitalwrite(13, LOW); else if(gelenveri=="on") digitalwrite(13, HIGH); Kodumuzda seri porttan gelen değerleri Serial.readString( ) metodu ile okuyarak, gelen değer OFF ise 13 nolu pine bağlı olan ledin sönmesini, gelen değer ON ise ledin yanmasını sağlıyoruz.

17 Gerekli bağlantıları yapıp Arduino ya güç verdiğimizde bluetoth modülümüz HC-05 adıyla telefonumuzdan görüntülenebilir. Varsayılan şifre 1234 şeklindedir. Bundan sonraki aşamada Android uygulama kodlarını yazmaya geçiyoruz. Android uygulamamızı yazmak için MIT App Inventor uygulamasını tercih ediyoruz. AppInventor temel seviye Android uygulamaları için yeterli olacaktır. AppInventor ile kod yazmadan sürükle bırak yöntemiyle kolayca uygulamalarınızı geliştirebilirsiniz. Bu uygulamayı kullanabilmek için bir gmail elektronik posta hesabınızın olması gerekmektedir. Uygulamayı adresinden online olarak kullanabilirsiniz. Uygulamayı açarak Start new project seçeneği ile yeni bir uygulama oluşturuyoruz. AppInventor proje ekranı aşağıdaki bileşenlerden oluşmaktadır: 1) Uygulamanızda kullanacağınız form ekranlarına erişebileceğiniz ve yeni form ekranları ekleyip silebileceğiniz bölümdür. 2) Tasarım ve kodlama ekranları arasında geçiş yapacağınız bölümdür. Tasarım ekranına geçiş için Designer butonu, kodlama ekranına geçiş için Blocks butonu kullanılmaktadır. 3) Palette: Uygulamanızda kullanacağınız bileşenlerin bulunduğu bölümdür. Bu bölümdeki bileşenleri tıklayarak ya da sürükle bırak yöntemiyle proje formuna ekleyebilirsiniz. 4) Viewer: Palette bölümünde bulunan bileşenleri kullanarak uygulamanızın tasarımını yapacağınız bölümdür.

18 5) Components: Uygulamanızda kullandığınız bileşenlerin listelendiği bölümdür. Bu bölümde, bileşenlerin ismini değiştirebilir ve silebilirsiniz. 6) Properties: Uygulamanızda kullandığınız bileşenlerin özelliklerini değiştirdiğiniz bölümdür. Örnek uygulamamızda öncelikle bir adet HorizontalArrangement bileşeni ekliyoruz. Bu bileşen, içerisine eklenen diğer bileşenlerin yatay olarak hizalanmasını sağlamaktadır. Bu bileşenin içerisine iki adet Button bileşeni ekleyerek Text özelliklerini Led On ve Led Off olarak değiştiriyoruz. Daha sonra raspberry pi ile bluetooth üzerinden iletişim kurabilmek için formumuza bir adet BluetoothClient bileşeni ekliyoruz.

19 Bağlı bulunan bluetooth cihazların listelenmesi için bir adet ListPicker kontrolüne ihtiyacımız var. Bu kontrolü bir adet Label kontrolü ile birlikte yine bir HorizontalArrangement kontrolü içerisine ekliyoruz. Ayrıca bluetooth bağlantı durumunu görüntülemek için de bir adet Label kontrolü daha ekliyoruz. Ayrıca tüm bu eklediğimiz kontrollerin formun üst orta tarafında hizalanması için Properties bölümünden AlignHorizontal özelliğini Center, AlignVertical özelliğini ise Top olarak belirliyoruz.

20 Bir sonraki aşamada artık kodlamaya geçiyoruz. Uygulamamızda bağlı bulunan bluetooth cihazların listesi listpicker içerisinde listeleneceği için öncelikle listpicker ın BeforePicking olayını Blocks bölümünden seçerek form üzerine ekliyoruz.

21 ListPicker içerisinde listelenecek değerleri Elements özelliğinde listelemek için ListPicker ın Elements özelliğini BeforePicking olayı içerisine ekliyoruz. AppInventor olayları ve özellikleri birleştirirken, birleştirme işleminin doğru yapılması için puzzle benzeri bir yapı kullanmaktadır. Eğer doğru olay ve özellikleri birleştiriyorsanız bileşenler doğru bir şekilde birleşecektir. Elements özelliğine BluetoothClient bileşenimizin AddressesAndNames özelliğini ekleyerek Bluetooth cihazların ListPicker içerisinde listelenmesini sağlıyoruz. İlk aşamada henüz bluetooth cihazımız ListPicker içerisinde seçilmediğinden bluetooth bağlantısı kurulmamıştır. Bu bilgiyi Label1 içerisinde görüntülemek için Label1 in Text özelliğini ListPicker ın BeforePicking olayı içerisine ekliyoruz.

22 Label1 in Text özelliğine değer atamak için Built-in bölümünden Text özelliğini seçiyoruz ListPicker ın BeforePicking olayı içerisine ekledikten sonra bu özelliği Disconnected olarak belirliyoruz. Bir sonraki aşamada listpicker tıklandıktan sonra yapılacak işlemleri belirleyeceğiz. listpicker içerisinde listelenen bluetooth cihazlardan seçili olanına bağlantı sağlanacak. Bunun için öncelikle listpicker ın AfterPicking olayını Blocks bölümünden seçerek form üzerine ekliyoruz. ListPicker içerisinde seçili olan değer üzerinde işlem yapmak için ListPicker ın Selection özelliğini AfterPicking olayı içerisine ekliyoruz. Selection özelliğine BluetoothClient bileşenimizin Connect olayını ekleyerek listpicker içerisinde listelenen Bluetooth cihazlardan seçili olanına bağlanacağız. BluetoothClient bileşenimizin Connect olayının address özelliğine listpicker ın Selection özelliğini ekleyerek listpicker içerisinde listelenen Bluetooth cihazlardan seçili olanına bağlanılmasını sağlıyoruz.

23 listpicker ın BeforePicking olayında olduğu gibi Label1 in Text özelliğini AfterPicking olayı içerisine ekleyerek, Connected değerini veriyoruz. Daha sonra butona tıklandığında bluetooth üzerinden mesaj gönderme olaylarını gerçekleştireceğiz. Birinci butona tıklandığında ON mesajı, ikinci butona tıklandığında ise OFF mesajı gönderilecek. Öncelikle birinci butonun Click olayını form üzerine ekliyoruz. Butona tıklandığında bluetooth üzerinden mesaj gönderilmesi için BluetoothClient bileşenimizin SendText olayını, Button1 in Click olayı içerisine ekliyoruz. BluetoothClient bileşenimizin Text özelliğine değer atamak için Built-in bölümünden Text özelliğini seçiyoruz BluetoothClient in SendText olayı içerisine ekledikten sonra bu özelliği ON olarak belirliyoruz. Butonlara tıklandığında renklerinin değişmesi için butonların BackGroundColor özelliklerini değiştiriyoruz.

24 Built-in başlığı altında Colors bölümünden istediğimiz rengi seçebiliriz. Birinci butona tıklandığında rengi için kavuniçi rengini belirledik. Aynı şekilde ikinci buton için de renk özelliğini ekliyoruz. Aşağıda görüldüğü gibi renk değiştirme işlemini renk bileşeni eklendikten sonra da değiştirebilirsiniz. İkinci buton için de benzer işlemleri yapacağımız için form üzerine eklenmiş olan Buton1 e farenin sağ tuşu ile tıklayarak Duplicate seçeneği ile çoğaltıyoruz.

25 Form üzerinde Button1 adlı bileşen ve buna bağlı olaylardan aynı isimde ikişer tane bulunduğu için uyarı mesajı görüntülenecektir. Çoğalttığımız diğer bileşene ait özellikleri düzenledikten sonra bu mesaj kaybolacaktır. Blocks ekranında uygulamamızın son hali aşağıdaki gibi olacaktır:

26 Uygulamamızı cep telefonuna yüklemek için AppInventor içerisinde Connect menüsü altında bulunan AI Companion ya da USB seçeneklerini kullanabiliriz. USB seçeneği uygulamamızı telefona USB üzerinden yükleyecektir. AI Companion seçeneğinde ise ekranda bir QR kodu görüntülenecektir. Bu kodu telefonumuza Android marketten yükleyeceğimiz MIT AI2 Companion uygulaması ile okutarak telefonumuza yükleyebilir ve Arduino ya bağlı olan led i yakıp söndürebiliriz. Sıradaki örneğimizde ise Arduino ya bağlı olan DHT-11 sıcaklık ve nem sensöründen gelen değerleri Android uygulamamız içerisinde okuyacağız. Uygulamamızın devre yerleşimi aşağıdaki gibi olacak:

27 Arduino kodlarımız ise aşağıdaki gibi olacak: #include <dht.h> dht DHT; void setup() { Serial.begin(9600); delay(1000); void loop() { DHT.read11(A0); Serial.print("Humidity = % "); Serial.print(DHT.humidity); Serial.print("temperature = "); Serial.print(DHT.temperature); Serial.print(" C"); delay(3000); Uygulamamızda DHT-11 sıcaklık ve nem sensöründen gelen değerleri okumak için adresinden indirebileceğiniz DHTlib isimli kütüphaneyi kullanıyoruz. DHT.read11(A0);

28 satırında A0 analog pinine bağlı olan DHT-11 sensöründen gelen değerleri okuyoruz. DHT.humidity( ) metoduyla nem, DHT.temperature( ) sıcaklık değerlerini elde ediyor ve bu değerleri Serial.print metoduyla seri porta gönderiyoruz. Seri porta gönderilen bu değerler bluetooth üzerinden Android uygulamamıza gönderilecek. Bundan sonraki aşamada Android uygulama kodlarını yazmaya geçiyoruz. Bir önceki uygulamamızda yapmış olduğumuz tasarımı kullanacağız. Ancak led yakma söndürme gibi bir işlem yapmayacağımız için tasarımdaki butonları kaldırıyoruz. Sonuç olarak tasarım yandaki gibi olacak. Uygulamamızda Label1 i bluetooth bağlantı durumu bilgisini görüntülemekte kullanıyoruz. Label1 i aynı zamanda Arduino dan gelen sıcaklık ve nem verilerini görüntülemekte de kullanacağız. Uygulamamızın kodlama (Blocks) kısmında Listpicker1.BeforePicking ve Listpicker1.AfterPicking olayları aynı şekilde kalacak. Ek olarak aşağıdaki gibi işlemleri gerçekleştireceğiz: Palette bölümünde Sensors başlığı altında Clock bileşenini uygulamamıza ekliyoruz. Bu bileşeni kullanarak belirlediğimiz aralıklarla bluetooth üzerinden gelen değer var mı yok mu kontrol edeceğiz. Clock bileşeninin zaman aralığını ayarlamak için Clock bileşeni seçili iken Properties bölümünden TimerInterval özelliğini 1000 olarak belirliyoruz. Bu değer milisaniye cinsinden olup 1000 ms, 1 saniyeye karşılık gelmektedir.

29 Clock1 in olaylarından Timer olayını seçerek ekliyoruz. Daha sonra Built-in bölümünde Control başlığı altından if then karar yapısını ekliyoruz. if karar yapısına şart olarak BluetoothClient nesnesinin IsConnected özelliğini ekleyerek Bluetooth bağlantısı olduğu müddetçe işlem yapılmasını sağlıyoruz. Şart sağlandığında Arduino dan gelen bilgiler Label1 üzerinde görüntüleneceği için set Label1.Text olayını ekliyoruz. Label1 üzerinde Bluetooth üzerinden gelen verileri okumak için BluetoothClient nesnesinin ReceiveText metodunu ekliyoruz. BluetoothClient nesnesinin ReceiveText metoduna BytesAvaliableToReceive özelliğini ekleyerek Bluetooth üzerinden gelen değerleri elde ediyoruz. Sonuç olarak Blocks ekranımız aşağıdaki gibi olacak:

30 Bu işlemin ardından uygulamamızı AppInventor içerisinde Connect menüsü altında bulunan AI Companion seçeneğini kullanarak telefonumuza yükleyerek Arduino ya bağlı olan DHT-11 sensöründen gelen sıcaklık ve nem değerlerini okuyabiliriz. 2.2) BLUETOOTH KULLANARAK ANDROID İLE RASPBERRY PI KONTROLÜ Android uygulaması kullanarak Raspberry Pi ye bağlı olan bir ledi bluetooth protokolünü kullanarak yakıp söndüren bir örnek yapalım. Android kısmında, daha önce Arduino ile yaptığımız led yakma söndürme projesindeki Android uygulamasını kullanacağımız için burada bu konuyu tekrar yazmıyoruz. Raspberry Pi 3, dâhili olarak bluetooth modülüne sahiptir. Bluetooth cihazlarımızla bağlantı kurmak için Raspberry Pi içerisinde iki yöntem kullanabiliriz. 1. Yöntemde Linux komut ekranı üzerinden bluetoothctl komutu ile bağlantı sağlıyoruz, 2. Yöntemde ise masaüstünden Bluetooth Manager isimli uygulama simgesine tıklayarak çalıştırmaktır. 1. Yöntemde sırasıyla aşağıdaki komutları yazarak bağlantı sağlayabiliriz.

31 bluetoothctl power on agent on scan on pair mac adresi (Bluetooth bağlantı komutu) (Bluetooth cihazı aktif etme) (Bluetooth yazılımını aktif etme) (Çevredeki bluetooth cihazları tarama) (Seçilen mac adresli bluetooth cihazı ile bağlantı kurma) trust mac adresi (Seçilen mac adresli bluetooth cihazı güvenli olarak belirtme) 2. Yöntem için öncelikle Bluetooth Manager uygulamasını Raspberry Pi içerisine yüklemeliyiz. Bunun için aşağıdaki işlemleri gerçekleştirmeliyiz. Komut satırında öncelikle sudo apt-get update sudo apt-get upgrade -y sudo apt-get dist-upgrade -y sudo rpi-update komutlarını yazarak Raspbian işletim sistemini güncellemeliyiz. Ardından aşağıdaki komut satırı ile pi-bluetooth paketini kurmalıyız. sudo apt-get install pi-bluetooth

32 Daha sonra Raspberry Pi bluetooth modülünün firmware ini güncelliyoruz. sudo apt-get install bluez bluez-firmware Son olarak blueman isimli görsel masaüstü bluetooth yazılımını yüklüyoruz. sudo apt-get install blueman Bu işlemlerin ardından masaüstünde sağ üst köşede görev çubuğunda bluetooth menüsü görüntülenecektir. Buradaki Add Device seçeneğine tıklayarak bluetooth cihazlarımızı ekleyeceğimiz pencereyi görüntülüyoruz. İlk olarak Introduction sekmesi görüntülenecektir. Buradaki Next butonuna tıklayarak cihaz ekleme işlemine başlıyoruz. Device sekmesinde o an bluetooth erişimine açık olan cihazlar listelenecektir. Burada bağlanmak istediğimiz bluetooth cihazı seçerek Next butonuna tıklıyoruz. Pairing sekmesinde bluetooth cihazımızla bağlanmak için kullanılacak yöntem seçimi yapılır. Use Random Passkey seçeneği işaretlendiğinde rastgele bir şifre oluşturularak bağlantı kurulacak cihazda görüntülenecektir. Use Custom Passkey seçeneği işaretlendiğinde belirtilen şifre bağlantı kurulacak cihazda görüntülenecektir.

33 Proceed Without Pairing seçeneği işaretlendiğinde herhangi bir şifre sorulmadan direkt olarak diğer cihazla bağlantı kurulacaktır. Eğer ilk iki bağlantı seçeneğinden birini seçip, Next butonuna tıklamamışsak karşıdaki cihazın bizim ekranımızda da görüntülenen şifreyi girmesi beklenecektir. Karşı tarafın şifreyi girmesinin ardından Connect sekmesine geçiş yapılarak bağlantı işlemine onay vermemiz istenecektir. Bu işlemin ardından ilgili cihazla bağlantı kurulması tamamlanacaktır.

34 Görev çubuğundaki bluetooth simgesine tıklayarak bağlantı kurulmuş olan bluetooth cihazların listesine ulaşabiliriz. Bluetooth bağlantılarını gerçekleştirdikten sonra artık Raspberry Pi üzerinde çalışacak Python kodlarımızı yazabiliriz. Kodumuz aşağıdaki gibi olacak: import os import glob import time import RPi.GPIO as GPIO from bluetooth import * #GPIO.cleanup() GPIO.setwarnings(False) GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(17, GPIO.OUT) GPIO.output(17,False) server_sock=bluetoothsocket( RFCOMM ) server_sock.bind(("",port_any)) server_sock.listen(1) port = server_sock.getsockname()[1] uuid = "94f39d29-7d6d-437d-973b-fba39e49d4ee" advertise_service( server_sock, "Bluetooth-pi-server", service_id = uuid, service_classes = [ uuid, SERIAL_PORT_CLASS ], profiles = [ SERIAL_PORT_PROFILE ], # protocols = [ OBEX_UUID ] ) while True:

35 try: print ("Waiting for connection on Raspberry Pi %d" % port) client_sock, client_info = server_sock.accept() print ("Accepted connection from ", client_info) break except IOError: pass except KeyboardInterrupt: print ("Connection stoped.") break if ((client_sock is None) == False): while True: try: data = client_sock.recv(1024) if len(data) == 0: pass print "received [%s]" % data if data == 'ON': GPIO.output(17,True) elif data == 'OFF': GPIO.output(17,False) #client_sock.send(data) #print "sending [%s]" % data except IOError: GPIO.output(17,False) print ("GPIO Port Error") pass except KeyboardInterrupt: print ("disconnected") client_sock.close() server_sock.close() break GPIO.cleanup() Uygulamamızda bluetooth ile ilgili işlemleri gerçekleştirmek üzere bluetooth kütüphanesini kullanıyoruz. uuid = "94f39d29-7d6d-437d-973b-fba39e49d4ee" satırında bluetooth bağlantısında kullanılmak üzere Raspberry Pi kartımıza bir uuid değeri belirliyoruz. advertise_service( server_sock, " Bluetooth-pi-server ", service_id = uuid, service_classes = [ uuid, SERIAL_PORT_CLASS ], profiles = [ SERIAL_PORT_PROFILE ], # protocols = [ OBEX_UUID ] ) Satırlarında Bluetooth modülüne dışarıdan gelen bağlantıları bulmak üzere dinleme modunda başlatıyoruz. client_sock, client_info = server_sock.accept() satırında dışarıdan gelen bağlantı isteğini kabul ediyoruz. data = client_sock.recv(1024) satırında gelen veriyi yakalıyoruz. Kodumuzda try except yapısı ile hata yakalama işlemi gerçekleştirdiğimiz için eğer bluetooth bağlantısı sonlanırsa bir hata oluşacak, oluşan bu hata except IOError satırı ile yakalanacaktır. pass komutu ile de kodumuz bir sonraki

36 adımdan çalıştırılmaya devam edecektir. Eğer klavyede bir tuşa basılırsa except KeyboardInterrupt ile tuşa basma olayı yakalanacak ve client_sock.close( ) ve server_sock.close( ) metodları ile bluetooth bağlantısı sonlandırılacaktır. break metodu ile de while döngüsünden çıkılacaktır.