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Lighting

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Julian Chu edited this page Sep 4, 2013 · 4 revisions

CAUTION: this page is working in progress and will be modified frequently. (at least, it will be translate into English)

Introduction

本裝置乃是 ISSC 為了測試 Automation IO 功能製作

  • 使用 BM77SPP
  • 支援 Automation IO Service
    • Digital IO - 以七個 LED 燈作為指示
    • Analog IO - 以一個 RGB 三色 LED 燈作為指示

Developing Information

關於 Automation IO 的資訊可以在 Bluetooth.org 的網站找到，目前為止尚在制定 Specification，因此該頁面需要先登入帳號才能閱讀。

相關的 UUID 如下

UUID Description
0x1815 Automation IO Service
0x2A56 Digital Input Characteristic
0x2A57 Digital Output Characteristic
0x2A58 Analog Input Characteristic
0x2A59 Analog Output Characteristic
0x2A5A Aggregate Input Characteristic

以及 ISSC Proprietary

UUID Description
49535343-6C1F-401D-BAA3-EC966D1A3AA1 ISSC Proprietary Digital Input Description Characteristic
49535343-F82E-4B2B-847C-DBEA67318E35 ISSC Proprietary Digital Output Description Characteristic
49535343-A742-442B-9D20-24C6709FBD16 ISSC Proprietary Analog Output1 Description Characteristic
49535343-B011-4081-9C96-C3990D17A69E ISSC Proprietary Analog Input1 Description Characteristic

Digital IO

透過 Digital Input / Output 控制七個 LED 燈的亮滅，下圖為七個燈全亮的狀態

會使用到的 UUID 如下

  • 1815 - Automation IO Service
  • 2A57 - Digital Out

對 Automation IO Service 裡的 Digital Out Characteristic 寫入兩個 byte 長度的數值，即可控制七個 LED 燈。每個 LED 燈使用 2 bits，可參考 org.bluetooth.characteristic.digital_output(需登入)

  • 0b 01 - 燈亮
  • 0b 00 - 燈滅

LED 燈對應的 Value Index 為

LED Number Index
0 5
1 3
2 2
3 6
4 1
5 0
6 4

展開成 byte array 的圖示如下

byte [0] byte [1]
#### - LED3 - LED0 - LED6 LED1 - LED2 - LED4 - LED5
bit 7,6 - bit 5,4 - bit 3,2 - bit 1,0 bit 7,6 - bit 5,4 - bit 3,2 - bit 1,0

舉例來說

char value[] = {0b00010000, 0b00010000};

將此值寫入 Digital Output 的 Characteristic，便是點亮 LED 3 與 LED 2，其餘 LED 燈皆熄滅

Analog IO

透過 Analog IO 能夠控制 RGB 三色燈的顏色，對 Lighting 的裝置而言，紅綠藍三色各有 10 階程度的明亮，因此可以顯示 10 * 10 * 10 = 1000 種顏色。

三色燈的控制比較複雜，使用 PWM 來控制，改變顏色的方式是控制 RGB 三色不同程度的明亮。主要的操作邏輯為

  • 在 ISSC Proprietary 的 Characteristic 寫入數值，決定 RGB 三個顏色的燈，何者該亮，何者該滅
  • 對 R 的 Characteristic 寫入明亮程度 - 如果需要點亮紅色
  • 對 G 的 Characteristic 寫入明亮程度 - 如果需要點亮綠色
  • 對 B 的 Characteristic 寫入明亮程度 - 如果需要點亮藍色

也就是說，要改變一次顏色，最多會寫出四次 Characteristic，最少會寫出一次(全關)。

舉例來說

  • if (R, G, B) = (5, 2, 4)
    1. 設定 R=on, G = on, B = on
    2. 寫出 R 的 level
    3. 寫出 G 的 level
    4. 寫出 B 的 level
  • if (R, G, B) = (0, 2, 4)
    1. 設定 R=off, G = on, B = on
    2. 寫出 G 的 level
    3. 寫出 B 的 level
  • if (R, G, B) = (0, 2, 0)
    1. 設定 R=off, G = on, B = off
    2. 寫出 G 的 level
  • if (R, G, B) = (0, 0, 4)
    1. 設定 R=off, G = off, B = on
    2. 寫出 B 的 level
  • if (R, G, B) = (0, 0, 0)
    1. 設定 R=off, G = off, B = off

注意：根據 Lighting 裝置的實作，如果設定某個顏色為 off，後續卻寫入該顏色的 level，仍然會打開該顏色並調整至對應亮度

會用到的 UUID 有

  • 1815 - Automation IO Service
  • 2A59 - Analog Output Characteristic
  • 49535343-A742-442B-9D20-24C6709FBD16 - ISSC Proprietary Analog Output Description Characteristic

注意：在 Lighting 的實作上，三個 Analog Output Characteristic 的 UUID 皆相同，從 Service Table 裡頭的 Characteristic 順序分別對應到 R G B (根據目前的測試，寫出數值到 UUID 重複的不同 Characteristic，會使得系統 callback 的回應不正確)

Set RGB

要設定 RGB 的開關，使用到 ISSC Proprietary Analog Output Description Characteristic，該 Characteristic 的有 4 bytes，在 Byte 1 裡頭指定 RGB 的開關，1 為開，0 為關。使用 Lighting 的時候固定都將 Top Value 設定為 0x9F

byte[ 0 ] byte[ 1 ] byte[ 2 ] byte[ 3 ]
Reserved _____RGB Top Value
0x00 11111 bit 2,1,0 0x9f 0x00

舉例來說

char foo[] = {0x00, 0b11111001, 0x9f, 0x00};  // R=off, G=off, B=on
char bar[] = {0x00, 0xfb, 0x9f, 0x00};        // R=off, G=on, B=on

Set Level

決定開關之後，接著就是要寫入明暗的程度，也就是 Duty Cycle，Duty Cycle 設定愈大則愈暗(FIXME: Why? Please comment)，設定的值有 9 階，從最暗 Level=1(0x8F)，較亮 Level=2(0x7F)，更亮 Level=3(0x6F)....到最亮 Level=9(0x0F)。(若要完全關閉，就是不設定明暗程度，而在 Set RGB 的時候關掉)

  1. 0x8F
  2. 0x7F
  3. 0x6F
  4. 0x5F
  5. 0x4F
  6. 0x3F
  7. 0x2F
  8. 0x1F
  9. 0x0F

Analog Output 的資料格式請參考 org.bluetooth.characteristic.analog_output (需登入)， 16 bits 的整數即 2 bytes，所以寫入的欄位是

byte[ 0 ] byte[ 1 ]
Duty 0x00

舉例來說

  1. 0x8F00 - 最暗
  2. 0x0F00 - 最亮

Summary

綜合前述舉出一些例子

  • 設定 (R, G, B) = (0, 1, 9)
    1. 0x00, 0xfe, 0x9f, 0x00
    2. 0x8f, 0x00 - write to G
    3. 0x0f, 0x00 - write to B
  • 設定 (R, G, B) = (9, 2, 0)
    1. 0x00, 0xfb, 0x9f, 0x00
    2. 0x0f, 0x00 - write to R
    3. 0x8f, 0x00 - write to G
  • 設定 (R, G, B) = (1, 9, 9)
    1. 0x00, 0xff, 0x9f, 0x00
    2. 0x8f, 0x00 - write to R
    3. 0x0f, 0x00 - write to G
    4. 0x0f, 0x00 - write to B
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