Exemplo de Plotter Bluetooth com Arduino UNO R4 WiFi - Tutorial de Visualização de Dados em Tempo Real via BLE
Visão Geral
O exemplo de Plotter Bluetooth transmite dados em tempo real para o app DIYables Bluetooth STEM, para visualização ao vivo. Feito para o Arduino UNO R4 WiFi usando BLE (Bluetooth Low Energy) para exibir leituras de sensores, formas de onda e dados multicanal como gráficos em tempo real no seu smartphone. Ideal para registro de dados, análise de sinais, calibração de sensores e experimentos de ciências.
Nota: O Arduino UNO R4 WiFi só suporta BLE (Bluetooth Low Energy). Ele não suporta Bluetooth Clássico. O app DIYables Bluetooth suporta BLE e Bluetooth Clássico no Android, e BLE no iOS. Como esta placa usa BLE, o app funciona no Android e no iOS.
Recursos
- Gráfico Multicanal: até 6 canais de dados ao mesmo tempo
- Eixos Configuráveis: títulos, rótulos e faixa do eixo Y personalizados
- Rótulos de Legenda: dê um nome a cada canal de dados para ficar mais claro
- Limite de Amostras: defina o máximo de amostras exibidas
- Transmissão Rápida: até 10 atualizações por segundo (intervalo de 100ms)
- Funciona no Android e no iOS: o BLE é suportado nas duas plataformas
- Sem Necessidade de Pareamento: o BLE conecta automaticamente, sem pareamento manual
Hardware Necessário
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables STEM V4 IoT Starter Kit (Arduino included) | |
| 1 | × | DIYables STEM V4B IoT Starter Kit (Arduino included) | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
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Código Arduino UNO R4 WiFi
Passos Rápidos
Siga estas instruções passo a passo:
- Se esta é a primeira vez que você usa o Arduino UNO R4 WiFi, consulte o guia de primeiros passos do Arduino UNO R4 WiFi.
- Conecte a placa Arduino UNO R4 WiFi ao seu computador usando um cabo USB.
- Abra o Arduino IDE no seu computador.
- Selecione a placa Arduino UNO R4 WiFi e a porta COM apropriada.
- Vá até o ícone Libraries na barra lateral esquerda do Arduino IDE.
- Pesquise "DIYables Bluetooth" e encontre a biblioteca DIYables Bluetooth, da DIYables
- Clique no botão Install para instalar a biblioteca.
- Será pedido que você instale algumas outras dependências da biblioteca
- Clique no botão Install All para instalar todas as dependências da biblioteca.
Código BLE
- No Arduino IDE, vá em File Examples DIYables Bluetooth ArduinoBLE_Plotter para abrir o exemplo, ou copie o código acima e cole no editor do Arduino IDE
/*
* DIYables Bluetooth Library - Bluetooth Plotter Example
* Works with DIYables Bluetooth STEM app on Android and iOS
*
* This example demonstrates the Bluetooth Plotter feature:
* - Real-time data plotting via Bluetooth
* - Plot multiple data series simultaneously
* - Configurable plot settings
*
* Compatible Boards:
* - Arduino UNO R4 WiFi
* - Arduino Nano 33 BLE / BLE Sense
* - Arduino Nano 33 IoT
* - Arduino MKR WiFi 1010
* - Arduino Nano RP2040 Connect
* - Any board supporting the ArduinoBLE library
*
* Setup:
* 1. Upload the sketch to your Arduino
* 2. Open Serial Monitor to see connection status
* 3. Use DIYables Bluetooth App to connect and view the plot
*
* Tutorial: https://diyables.io/bluetooth-app
* Author: DIYables
*/
#include <DIYables_BluetoothServer.h>
#include <DIYables_BluetoothPlotter.h>
#include <platforms/DIYables_ArduinoBLE.h>
// BLE Configuration
const char* DEVICE_NAME = "Arduino_Plotter";
const char* SERVICE_UUID = "19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214";
const char* TX_UUID = "19B10001-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214";
const char* RX_UUID = "19B10002-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214";
// Create Bluetooth instances
DIYables_ArduinoBLE bluetooth(DEVICE_NAME, SERVICE_UUID, TX_UUID, RX_UUID);
DIYables_BluetoothServer bluetoothServer(bluetooth);
// Create Plotter app instance
DIYables_BluetoothPlotter bluetoothPlotter;
// Variables for generating sample data
unsigned long lastPlotTime = 0;
const unsigned long PLOT_INTERVAL = 100; // Plot every 100ms
float phase = 0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
while (!Serial);
Serial.println("DIYables Bluetooth - Plotter Example");
// Initialize Bluetooth server with platform-specific implementation
bluetoothServer.begin();
// Add plotter app to server
bluetoothServer.addApp(&bluetoothPlotter);
// Configure plotter settings
bluetoothPlotter.setPlotTitle("Sensor Data");
bluetoothPlotter.setAxisLabels("Time", "Value");
bluetoothPlotter.setYAxisRange(-15, 30); // Fixed range
bluetoothPlotter.setMaxSamples(100); // Show last 100 samples
bluetoothPlotter.setLegendLabels("Sine", "Cosine", "Tangent"); // Custom legend labels
// Uncomment to enable auto-scaling instead of fixed range:
// bluetoothPlotter.enableAutoScale(true);
// Set up connection event callbacks
bluetoothServer.setOnConnected([]() {
Serial.println("Bluetooth connected!");
});
bluetoothServer.setOnDisconnected([]() {
Serial.println("Bluetooth disconnected!");
});
// Optional: Handle requests for current plot data (when app loads)
bluetoothPlotter.onDataRequest([]() {
// Send initial data when app requests it
Serial.println("App requested plot data");
// Could send recent historical data here if needed
});
Serial.println("Waiting for Bluetooth connection...");
}
void loop() {
// Handle Bluetooth server communications
bluetoothServer.loop();
// Send plot data at regular intervals
if (millis() - lastPlotTime >= PLOT_INTERVAL) {
lastPlotTime = millis();
// Generate sample data (sine and cosine waves)
float sine = sin(phase);
float cosine = cos(phase);
float tangent = tan(phase) * 0.3; // Scaled down
// Send data to Bluetooth plotter (multiple series)
// You can send 1 to 4 values, or use array for more
bluetoothPlotter.send(sine, cosine, tangent);
// Also print to Serial for Arduino IDE Serial Plotter comparison
// Format: value1 value2 value3 (space-separated for Serial Plotter)
Serial.print(sine, 2);
Serial.print(" ");
Serial.print(cosine, 2);
Serial.print(" ");
Serial.println(tangent, 2);
// Alternative methods:
// bluetoothPlotter.send(sine); // Single value
// bluetoothPlotter.send(sine, cosine); // Two values
// float values[] = {sine, cosine, tangent};
// bluetoothPlotter.send(values, 3); // Array of values
phase += 0.1;
if (phase > 2 * PI) {
phase = 0;
}
// TODO: Replace sample data with your actual sensor readings
// Examples:
// - Temperature sensor: bluetoothPlotter.send(temperature);
// - Accelerometer: bluetoothPlotter.send(accelX, accelY, accelZ);
// - Multiple sensors: bluetoothPlotter.send(sensor1, sensor2, sensor3);
}
delay(10);
}
- Clique no botão Upload no Arduino IDE para carregar o código no Arduino UNO R4 WiFi
- Abra o Serial Monitor
- Veja o resultado no Serial Monitor. Ele deve ficar parecido com o abaixo:
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Uno R4 WiFi' on 'COM15')
New Line
9600 baud
DIYables Bluetooth - Plotter Example
Waiting for Bluetooth connection...
App para Celular
Nota: O app DIYables Bluetooth suporta BLE e Bluetooth Clássico no Android, e BLE no iOS. Como o Arduino UNO R4 WiFi usa BLE, o app funciona no Android e no iOS. Não é preciso pareamento manual para o BLE — basta procurar e conectar.
- Abra o app DIYables Bluetooth
- Ao abrir o app pela primeira vez, ele vai pedir permissões. Conceda as seguintes:
- Permissão de Dispositivos por Perto (Android 12+) / permissão de Bluetooth (iOS) - necessária para procurar e conectar dispositivos Bluetooth
- Permissão de Localização (somente Android 11 e anteriores) - exigida por versões mais antigas do Android para procurar dispositivos BLE
- Verifique se o Bluetooth está ligado no seu celular
- Na tela inicial, toque no botão Connect. O app vai procurar dispositivos BLE.
- Encontre e toque em "Arduino_Plotter" nos resultados da busca para conectar.
- Depois de conectado, o app volta automaticamente para a tela inicial. Selecione o app Plotter no menu de apps.
Nota: Você pode tocar no ícone de configurações na tela inicial para ocultar/mostrar apps na tela inicial. Para mais detalhes, veja o Manual do Usuário do DIYables Bluetooth App.
- Você verá um gráfico em tempo real das formas de onda de Seno, Cosseno e Tangente
Agora volte ao Serial Monitor no Arduino IDE. Você verá:
8
Serial.println("Hello World!");
Message (Enter to send message to 'Arduino Uno R4 WiFi' on 'COM15')
New Line
9600 baud
Bluetooth connected!
Sending plot data...
Sine: 0.00, Cosine: 10.00, Tangent: 0.00
Personalização Criativa - Adapte o Código ao Seu Projeto
Configurar a Aparência do Gráfico
// Set plot title
bluetoothPlotter.setPlotTitle("My Sensor Data");
// Set axis labels
bluetoothPlotter.setAxisLabels("Time", "Value");
// Set Y-axis range
bluetoothPlotter.setYAxisRange(-100, 100);
// Set maximum samples to display
bluetoothPlotter.setMaxSamples(200);
// Set legend labels for each channel
bluetoothPlotter.setLegendLabels("Temperature", "Humidity", "Pressure");
Enviar Pontos de Dados
// Send a single value
bluetoothPlotter.send(sensorValue);
// Send two values
bluetoothPlotter.send(temperature, humidity);
// Send three values
bluetoothPlotter.send(value1, value2, value3);
// Send up to six values
bluetoothPlotter.send(ch1, ch2, ch3, ch4, ch5, ch6);
Tratar a Solicitação de Dados
bluetoothPlotter.onDataRequest([]() {
Serial.println("App requested data");
// App just connected or needs initial config
});
Exemplos de Programação
Registrador de Temperatura e Umidade
DIYables_BluetoothPlotter bluetoothPlotter(bluetoothServer);
void setup() {
bluetoothPlotter.setPlotTitle("Environment Monitor");
bluetoothPlotter.setAxisLabels("Time", "Value");
bluetoothPlotter.setYAxisRange(0, 100);
bluetoothPlotter.setMaxSamples(100);
bluetoothPlotter.setLegendLabels("Temp (°C)", "Humidity (%)");
}
void loop() {
bluetoothServer.loop();
static unsigned long lastTime = 0;
if (millis() - lastTime >= 1000) {
lastTime = millis();
float temp = readTemperature();
float humidity = readHumidity();
bluetoothPlotter.send(temp, humidity);
}
}
Plotter de Entradas Analógicas
void loop() {
bluetoothServer.loop();
static unsigned long lastTime = 0;
if (millis() - lastTime >= 100) {
lastTime = millis();
int a0 = analogRead(A0);
int a1 = analogRead(A1);
int a2 = analogRead(A2);
bluetoothPlotter.send(a0, a1, a2);
}
}
Solução de Problemas
Problemas Comuns
1. Não consigo encontrar o dispositivo no app
- Verifique se o Arduino UNO R4 WiFi está ligado e se o sketch foi carregado
- Verifique se o Bluetooth do seu celular está ativado
- No Android 11 e anteriores, ative também os serviços de Localização
2. O gráfico não atualiza
- Confirme que os dados estão sendo enviados na função loop()
- Verifique se bluetoothServer.loop() está sendo chamado
- Garanta que o app está na tela do Plotter
3. Os dados parecem errados ou com ruído
- Verifique a ligação e as leituras do sensor
- Confirme que a faixa do eixo Y corresponde à faixa dos seus dados
- Considere adicionar suavização/filtragem dos dados
4. O título ou os rótulos do gráfico não aparecem
- Defina a configuração do gráfico em setup() antes de conectar
- Garanta que o callback onDataRequest reenvie a configuração, se necessário
5. O upload falha ou a placa não é reconhecida
- Instale o pacote de placas Arduino UNO R4 mais recente pelo Board Manager
- Tente outro cabo ou outra porta USB
Ideias de Projetos
- Monitoramento ambiental (temperatura, umidade, pressão)
- Visualização de dados de acelerômetro/giroscópio
- Ferramenta de calibração de sensores analógicos
- Análise e comparação de sinais
- Registrador de dados para experimentos de ciências
Próximos Passos
Depois de dominar o exemplo de Plotter Bluetooth, experimente:
- Bluetooth Table - Para exibir dados estruturados
- Bluetooth Monitor - Para exibir dados em texto
- Bluetooth Temperature - Para exibir a temperatura em estilo de medidor
- Multiple Bluetooth Apps - Combinando o plotter com outros apps
Suporte
Para ajuda adicional:
- Consulte a documentação de Referência da API
- Visite os tutoriais da DIYables
- Fóruns da comunidade Arduino