AndroidアプリとArduinoをBluetooth接続したい

Question

AndroidとArduinoをBluetooth接続したい

初心者です。いつもお世話になっております。

AndroidとArduinoをBluetooth接続したくて、
まずはAndroidアプリからArduinoへテキスト送信できるようにしようと
こちらのサイトを参考にプログラム、配線を試しました。（ArduinoStudio、AndroidIDEを使用しています）

しかし、
AndroidStudioやArduinoIDE上ではエラーはないのですが、Androidアプリ内の「connectボタン」を押すと、
エラーが表示され、テキスト送信もできないでいます。
（端末は、RN-42とBluetoothで接続できてはいます）

参考にしているサイトに書いてあることから、さらにどうすればうまくいくのか解りたいです。

AndroidアプリとArduinoをBluetoothで接続することに関して詳しいかたいらっしゃいましたら、
ご教授いただけると幸いです。
よろしくお願い申し上げます。

発生している問題・エラーメッセージ

下のエラーテキストが実機に表示されたエラー文です。

java.lang NullPointerException:Attempt to invoke virtual method 'android bluetooth.BlutetoothSocket android.bluetooth.Bluetooth Device.createRfcommSocket ToServiceRecrod(java.util.UUID)'on a null object reference

実機で表示されたエラー

初期画面

CONNECTボタン押した後に

このように表示され、うまくいきません…
（端末は、RN-42とBluetoothで接続できてはいます）

該当のソースコード

念のため、記載します。
ArduinoStudioの、activity_main/xml、AndroidManifest.xmlもサイトを参考に記載しました。

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial android(2,3);

void setup(){
  // Bluetooth用のシリアルのポートを設定
  android.begin(115200);
  // arduinoのシリアルモニタ用
  Serial.begin(19200); 
  
  Serial.write("init");
}

void loop(){
  
  if(android.available()){
    Serial.println(android.read());
  } 
  
  if(Serial.available()){
    android.write(Serial.read());
  } 
  
}

package com.example.gcluemybluetooth;

import android.bluetooth.BluetoothAdapter;
import android.bluetooth.BluetoothDevice;
import android.bluetooth.BluetoothSocket;
import android.os.Bundle;
import android.os.Handler;
import android.os.Message;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.TextView;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.util.Set;
import java.util.UUID;


//public class MainActivity extends ActionBarActivity implements Runnable, View.OnClickListener {
public class MainActivity extends AppCompatActivity implements Runnable, View.OnClickListener {
    /* tag */
    private static final String TAG = "BluetoothSample";

    /* Bluetooth Adapter */
    private BluetoothAdapter mAdapter;

    /* Bluetoothデバイス */
    private BluetoothDevice mDevice;

    /* Bluetooth UUID */
    private final UUID MY_UUID = UUID.fromString("00001101-0000-1000-8000-00805F9B34FB");

    /* デバイス名 */
    private final String DEVICE_NAME = "RNBT-205F";

    /* Soket */
    private BluetoothSocket mSocket;

    /* Thread */
    private Thread mThread;

    /* Threadの状態を表す */
    private boolean isRunning;

    /** 接続ボタン. */
    private Button connectButton;

    /** LED ONボタン. */
    private Button ledOnButton;

    /** LED OFFボタン. */
    private Button ledOffButton;

    /** ステータス. */
    private TextView mStatusTextView;

    /** Bluetoothから受信した値. */
    private TextView mInputTextView;

    /** Action(ステータス表示). */
    private static final int VIEW_STATUS = 0;

    /** Action(取得文字列). */
    private static final int VIEW_INPUT = 1;

    /** BluetoothのOutputStream. */
    OutputStream mmOutputStream = null;

    /** Connect状態確認用フラグ. */
    private boolean connectFlg = false;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(savedInstanceState);
        // Layoutにて設定したビューを表示
        setContentView(R.layout.activity_main);

        // TextViewの設定(Layoutにて設定したものを関連付け)
        mInputTextView = (TextView)findViewById(R.id.inputValue);
        mStatusTextView = (TextView)findViewById(R.id.statusValue);

        // Buttonの設定(Layoutにて設定したものを関連付け)
        connectButton = (Button)findViewById(R.id.connectButton);
        ledOnButton = (Button)findViewById(R.id.ledOnButton);
        ledOffButton = (Button)findViewById(R.id.ledOffButton);

        // Buttonのイベント設定
        connectButton.setOnClickListener(this);
        ledOnButton.setOnClickListener(this);
        ledOffButton.setOnClickListener(this);

        // Bluetoothのデバイス名を取得
        // デバイス名は、RNBT-XXXXになるため、
        // DVICE_NAMEでデバイス名を定義
        mAdapter = BluetoothAdapter.getDefaultAdapter();
        mStatusTextView.setText("SearchDevice");
        Set< BluetoothDevice > devices = mAdapter.getBondedDevices();
        for ( BluetoothDevice device : devices){

            if(device.getName().equals(DEVICE_NAME)){
                mStatusTextView.setText("find: " + device.getName());
                mDevice = device;
            }
        }

    }

    // 別のアクティビティが起動した場合の処理
    @Override
    protected void onPause(){
        super.onPause();

        isRunning = false;
        connectFlg = false;

        try{
            mSocket.close();
        }
        catch(Exception e){}
    }

    // スレッド処理(connectボタン押下後に実行)
    @Override
    public void run() {
        InputStream mmInStream = null;

        Message valueMsg = new Message();
        valueMsg.what = VIEW_STATUS;
        valueMsg.obj = "connecting...";
        mHandler.sendMessage(valueMsg);

        try{
            // 取得したデバイス名を使ってBluetoothでSocket接続
            mSocket = mDevice.createRfcommSocketToServiceRecord(MY_UUID);
            mSocket.connect();
            mmInStream = mSocket.getInputStream();
            mmOutputStream = mSocket.getOutputStream();

            // InputStreamのバッファを格納
            byte[] buffer = new byte[1024];

            // 取得したバッファのサイズを格納
            int bytes;
            valueMsg = new Message();
            valueMsg.what = VIEW_STATUS;
            valueMsg.obj = "connected.";
            mHandler.sendMessage(valueMsg);

            connectFlg = true;

            while(isRunning){

                // InputStreamの読み込み
                bytes = mmInStream.read(buffer);
                Log.i(TAG,"bytes="+bytes);
                // String型に変換
                String readMsg = new String(buffer, 0, bytes);

                // null以外なら表示
                if(readMsg.trim() != null && !readMsg.trim().equals("")){
                    Log.i(TAG,"value="+readMsg.trim());

                    valueMsg = new Message();
                    valueMsg.what = VIEW_INPUT;
                    valueMsg.obj = readMsg;
                    mHandler.sendMessage(valueMsg);
                }
            }

        }
        // エラー処理
        catch(Exception e){

            valueMsg = new Message();
            valueMsg.what = VIEW_STATUS;
            valueMsg.obj = "Error1:" + e;
            mHandler.sendMessage(valueMsg);

            try{
                mSocket.close();
            }catch(Exception ee){}
            isRunning  = false;
            connectFlg = false;
        }
    }

    // ボタン押下時の処理
    @Override
    public void onClick(View v) {
        // Connectボタン
        if(v.equals(connectButton)) {
            if(!connectFlg) {

                mStatusTextView.setText("try connect");

                mThread = new Thread(this);
                // Threadを起動し、Bluetooth接続
                isRunning = true;
                mThread.start();
            }
        }
        // ledOnボタン
        else if(v.equals(ledOnButton)) {
            if(connectFlg) {
                try {
                    mmOutputStream.write("1".getBytes());
                    mStatusTextView.setText("LED ON:");
                } catch (IOException e) {
                    Message valueMsg = new Message();
                    valueMsg.what = VIEW_STATUS;
                    valueMsg.obj = "Error3:" + e;
                    mHandler.sendMessage(valueMsg);
                }
            } else {
                mStatusTextView.setText("Please push the connect button");
            }
        }
        // ledOffボタン
        else if(v.equals(ledOffButton)) {
            if(connectFlg) {
                try {
                    mmOutputStream.write("0".getBytes());
                    mStatusTextView.setText("LED OFF:");
                } catch (IOException e) {
                    Message valueMsg = new Message();
                    valueMsg.what = VIEW_STATUS;
                    valueMsg.obj = "Error4:" + e;
                    mHandler.sendMessage(valueMsg);
                }
            } else {
                mStatusTextView.setText("Please push the connect button");
            }
        }
    }

    /**
     * 描画処理はHandlerでおこなう
     */
    Handler mHandler = new Handler() {
        @Override
        public void handleMessage(Message msg) {
            int action = msg.what;
            String msgStr = (String)msg.obj;
            if(action == VIEW_INPUT){
                mInputTextView.setText(msgStr);
            }
            else if(action == VIEW_STATUS){
                mStatusTextView.setText(msgStr);
            }
        }
    };
}

配線

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

ーー開発環境ーー
MacOS.Catalina.10.15
ArduinoIDE1.8.10
AndroidStudio3.4.1

ーーAndroid端末ーー
Elephone P8 Mini(Android OS v7.0)

ーーArduinoなどーー
ArduinoUno
RN-42使用Bluetoothモジュール評価キット

Answer 1

RN-42 モジュールの回路構成の違いだと思います

RN-42 は、3.3V Arduino UNO は、5V で動作しています

参考先 RN-42モジュール 回路図

秋月 RN-42 接続例

秋月RN-42モジュール
USB から 5V 供給
RTS - CTS 接続
RXD , TXD 3.3V-5V信号レベル変換
が必要です

また LED に電流制限抵抗がついていません、 LEDは抵抗内蔵型ですか？

Comments

[Taiga_s]

ご回答、誠にありがとうございます。

提示いただいたサイト拝見いたしました。また回路構成について調べても、
ArduinoUnoと3.3v駆動のモジュールを接続する場合は回路を抵抗等使用して分圧する必要があることが分かりましたので試してみます。

使用しているLEDは抵抗内蔵型なので抵抗無しで問題ないと考えています。

[Taiga_s]

以下2点を行い解決できました！

・ご提示いただいたサイトに記載されていた回路構成にした（ソフトウェアシリアル）
・AndroidStudioのMainActivity.java内コードのBluetoothデバイス名を、Bluetooth検索で端末が検出したデバイス名に変更した

ありがとうございました！

ー追記ー
Arduino側で、
SoftWareSerial.begin(115200)としていて、シリアル通信がうまくいってなかったのですが、
シリアル通信は重い処理のため、ボーレートは低めにしてあげた方が安定するみたいで、
試しに9600にしたところ、うまくいきました。