Применение Bluetoolth интерфейса совместно с микроконтроллерами ардуино, позволяет создать беспроводной канал связи между различными устройствами. Какой модуль bluetooth arduino выбрать, как его подключить и на что стоит обратить внимание?
Протокол передачи данных разработанный в девяностых годах, актуален и получает дальнейшее развитие. За время его существования дальность связи была увеличена с 10 метров до 100. Диапазон используемых каналов отличается в разных странах.
Популярные сферы применения Bluetooth и arduino
- Разработка систем дистанционного управления для технологических процессов.
- Беспроводные системы охранно-пожарной сигнализации, системы контроля доступа. Очень актуально для систем «Умный дом», «Умная теплица».
- Творческое моделирование. Не очень подходит для авиационных моделей так как возможет вылет за пределы зоны уверенного приёма.
- Получение данных с удалённых устройств телеметрии.
- Обучение созданию простого беспроводного интерфейса в среде ардуино.
- Управление компьютерной гарнитурой, принтерами и другим интерфейсом.
- Передача данных в химически агрессивной среде, в зоне экстремальных температур.
- Корректировка параметров системы без необходимости рестарта микроконтроллера.
- Решение в случаях когда прокладка проводного интерфейса физически затруднено.
Bluetooth стандартизирована в большинстве стран мира. Это обеспечивает совместимость различных устройств. Использование выделенного диапазона частот, комбинаций каналов связи, автоматическое переключение на свободный канал, позволяет исключить помехи и сбои в работе.
Как использовать блютуз модуль
Для подключения используется готовый блютуз модуль для ардуино. Наиболее распространены модули HC-05 и HC-06. Так же можно применять их аналоги SPP-C, JDY-31 и другие. При использовании аналогов, может понадобиться подключение сторонних библиотек. Все эти модули обеспечивают связь на стороне платы Arduino.
Для подключения к компьютеру обычно используют самые простые Bluetooth адаптеры подключаемые к USB порту. Устройства на базе андроида, чаще всего имеют встроенный модуль BT (BlueTooth). Если такой модуль отсутствует, то подключают через тот же адаптер, что и компьютер.
Читайте также: 18650 аккумулятор — как заряжать и при этом ничего не испортить?
HC-05 считается более продвинутым, по сравнению с HC-06. Основное их отличие в том, что HC-05 изначально может работать в двух режимах Master и Slave. HC-06 только Slave. Режимы Master и Slave обозначают способ установления связи, активный или пассивный.
Можно расширить функционал модуля HC-06 изменив ему прошивку с помощью TTL программатора. Прошивки есть в свободном доступе, на форумах есть информация как обойтись без программатора. После такой модификации, плата будет работать со всеми возможностями HC-05.
За подключение модулей к ПК или ардуино, отвечает проводной интерфейс UART. Все вышеперечисленные модули выпускаются в различных исполнениях. Стандартно они имеют шесть выводов. Шина обмена данными подключается к контактам RX, TX. Питающее напряжение 3,3 вольта, можно взять с платы ардуино. Встречаются модули с питающим напряжением до 5В. Обозначается обычно -GND и +VCC. Контакт STATE отвечает за режим работы модуля (используется для настройки), а EN обеспечивает подключение светодиода. Светодиод сигнализирует о состоянии связи. В зависимости от производителя, последние два контакта могут отсутствовать.
По умолчанию плата ардуино использует напряжение +5В как логическую единицу. Модуль BlueTooth работает от 3,3В. Кроме стандартной схемы подключения напрямую, встречаются варианты с делителем напряжения на базе двух резисторов. Делитель позволяет снизить уровень сигнала в адресной шине. Так же встречаются модули Bluetooth с напряжением питания 3,6-5В.
Из наиболее важных характеристик модуля Bluetooth для ардуино является дальность связи и потребление тока. Для HC-05 это 10 метров и 30-50мА соответственно.
Подготовка bluetooth модуля для работы с ардуино
Чтобы запрограммировать модуль, необходимо использовать команды АТ через интерфейс последовательного порта. Для этого на контакт STATE кратковременно подаётся +3,3В. Модуль переходит в режим, в котором он будет принимать АТ команды.
Для начала работы необходимо настроить номер порта и скорость передачи данных.
Формат команды должен быть таким: АТ + команда + параметр, если надо.
Чтобы проверить работоспособность платы и переход в нужный режим, необходимо отправить команду AT. Система должна ответить ОК.
Полный список команд и их ответов есть в интернете в свободном доступе. При прямом подключении по UART интерфейсу дополнительные библиотеки не нужны. Скетч для ПК и устройств на базе андроида одинаковый.
Bluetooth arduino модуль запоминает последнюю скорость передачи данных. По умолчанию в нём часто выставлена скорость 38400 бит в секунду. Это может понадобиться при первом подключении.
Полезные советы
- Если это Ваш первый проект, берите за основу связку наиболее распространённых компонентов. Например: HC-05 и Arduino Uno. По таким связкам bluetooth arduino много уроков, есть информация на форумах, подсказки как решить те или иные задачи и проблемы.
- При разработке проектов, необходимо учитывать среды для электромагнитных волн. По стандарту, между приёмником и передатчиком не требуется идеальная прямая видимость, но толстые стены могут стать преградой.
- Использование собственного программного интерфейса с графической оболочкой, многократно расширит Ваши возможности по сравнению с обычным терминалом.
- Беспроводной модуль связи предоставляет прекрасную возможность гальванической развязки. Нет необходимости учитывать от каких источников питания запитаны управляющая часть и исполнительная.
Преимущества применения интерфейса bluetooth arduino и его недостатки
Из недостатков можно отметить ограничение по расстоянию, как правило до 10м, но бывают модули до 30м.
Из положительных моментов: ориентировочная стоимость модуля связи в Китае около 2-3 долларов. Система помехоустойчива. Лёгкое программирование и наличие множества информации, делает разработку данных проектов доступным всем желающим.
