Uso eficaz de un módulo Bluetooth

La mayoría de los ingenieros suelen tener dificultades para gestionar la conectividad de sus proyectos; sin embargo, un módulo Bluetooth puede solucionar este problema fácilmente. Por ello, los expertos en automatización y los entusiastas del IoT suelen basar sus proyectos en microcontroladores como Arduino o Raspberry Pi. Por lo tanto, estos microcontroladores no pueden comunicarse con otros dispositivos a menos que se les proporcione conectividad. Por ello, esta conectividad suele proporcionarse mediante un módulo Bluetooth.

Los módulos Bluetooth son compactos, por lo que podemos integrarlos fácilmente en nuestros proyectos con Arduino y otros microcontroladores. Como su nombre indica, este módulo se comunica con los dispositivos que lo rodean mediante tecnología Bluetooth. Esto abre un abanico de posibilidades, desde la simple transferencia de datos hasta el control remoto.

Descripción de pines y asignación de pines del módulo Bluetooth

Los módulos Bluetooth típicos constan de cuatro pines básicos. Por lo tanto, a continuación se describen sus nombres y funciones.

1) Tierra

Este pin sirve básicamente para proporcionar la conexión a tierra del circuito. Por lo tanto, proporcionar una conexión a tierra es un concepto esencial en ingeniería electrónica, y sin ella, ningún dispositivo electrónico puede funcionar correctamente. Por lo tanto, este pin es una parte crucial de un módulo BLE.

2) VCC

Usamos este pin para alimentar el módulo BLE. Por lo tanto, es el punto clave que permite que el módulo Bluetooth obtenga la energía necesaria. Por lo tanto, VCC es, con diferencia, el pin más importante de cualquier módulo Bluetooth.

3) RX

Este pin funciona principalmente para recibir datos designados del nodo de red especificado o de un dispositivo cercano. Por lo tanto, lo usamos para recibir las instrucciones o la información deseadas de otros dispositivos dentro de una red Bluetooth o de la propia red. Por lo tanto, este pin sienta las bases para el uso del módulo BLE en implementaciones de IoT.

4) TX

Este pin permite que los módulos Bluetooth envíen los datos designados a la red o a dispositivos cercanos. Estos datos suelen ser los que recopilan los sensores conectados a los microcontroladores. Por lo tanto, este pin libera todo el potencial de un módulo Bluetooth. Siempre que queramos colocar un módulo Bluetooth en una ubicación remota para recopilar datos, dependemos de este pin para que nos envíe regularmente los datos recopilados y la información procesada.

Módulo Bluetooth ofrecido por MOKOSMART

1) HZX

Especificaciones técnicas

1. Incorpora el chip nRF51822qfaa. Sin embargo, también puede usar el nRF51822qfac si lo prefiere.
2. Este módulo Bluetooth de Arduino tiene una distancia de comunicación de alrededor de 30 metros.
3. Entonces, tiene un rango de frecuencia de 2.4 GHz.
4. Tiene múltiples capacidades de RAM compatibles. Puedes elegir entre 16 KB, 32 KB o 256 KB.
5. Por lo tanto, puede funcionar sin problemas dentro del rango de temperatura de 40 ℃ a 85 ℃.
6. Cuenta con un acelerómetro lineal de 3 ejes que ofrece un rendimiento muy alto. Sin embargo, consume muy poca energía.
7. Además, este módulo tiene una antena incorporada.
8. Tiene un reloj en tiempo real (RTC). Por lo tanto, puede actuar como contador de tiempo.
9. Este módulo es altamente seguro y cuenta con encriptación a través de AES HW.
10. Cuenta con una función QDEC, por lo que este módulo es fácilmente implementable.

Características eléctricas

1. Tiene un voltaje de funcionamiento de 2.0 V ~ 3.6 V para LDO interno.
2. Para LDO externo, tiene un voltaje de funcionamiento de 1.8 V ~ 3.6 V.
3. Puede programar su potencia de salida dentro del rango de -20 a +4 dBm.
4. Además, cuenta con un PPI que es independiente de la CPU.
5. Cuenta con un conector de expansión para todas las entradas y salidas. Sin embargo, P0.27 y P.026 son una excepción.
6. Este módulo presenta interfaces digitales especiales para UART (CTS/RTS), SPI maestro/esclavo e I2C.
7. Se puede configurar con un ADC de 8, 9 y 10 bits. Por lo tanto, es totalmente compatible con la serie NRF24L.

 2) Módulos BLE MK02 nRF52832 y MK04 nRF52832

Especificaciones técnicas

1. Tiene un transceptor multiprotocolo que opera a 2.4 GHz.
2. Tiene un modo de bajo consumo que le permite tener una sensibilidad Bluetooth de -96 dBm.
3. Este módulo de audio Bluetooth cuenta con una RAM de 64 kB y una Flash de 512 kB.
4. Hay más de 30 pines de E/S, todos ellos configurables.
5. Este módulo WIFI Bluetooth permite el cifrado AES HW a través de EasyDMA.
6. Este módulo BLE cuenta con su propio sensor de temperatura.
7. Tiene unas dimensiones de 21×13.8×0.8mm.
8. Este módulo Bluetooth de bajo consumo cuenta con hasta cinco temporizadores de 32 bits. Estos temporizadores cuentan con su propio modo de contador.
9. Tiene una etiqueta NFC-A que potencia significativamente la conectividad.

Características eléctricas

1. Este módulo Bluetooth 4.0 tiene una corriente máxima de 5.3 mA en el pin TX.
2. Este módulo Bluetooth de bajo consumo presenta una corriente máxima de 5.4 mA en el pin RX.
3. El módulo BLE cuenta con su propio PPI.
4. Estos tienen un ADC de 12 bits y 200 ksps, y 8 canales configurables. Por lo tanto, también se puede programar su ganancia.
5. Suministra voltaje en el rango de 3.6 V a 1.7 V.
6. Este módulo tiene una interfaz que tiene una antena de un solo pin.

 3) MK10

Especificaciones técnicas

1. Tiene una sensibilidad de -95dBm en modo BLE.
2. Tiene una sensibilidad de -103dBm en el largo alcance.
3. Este módulo Bluetooth 5.0 cuenta con RSSI que tiene una resolución de 1dB.
4. Tiene una RAM de 256kB y una Flash de 1MB.
5. Su seguridad está acelerada por HW.
6. Tiene múltiples coprocesadores de 128 bits que incluyen AAR, ECB, CCM y AES.
7. Este módulo BLE cuenta con un controlador USB2.0.
8. Tiene alrededor de 48 pines de E/S.
9. Sus dimensiones son 30.0×20.0x0.8mm.
10. Tiene un oscilador interno de 64MHz que permite un despertar rápido.

Características eléctricas

1. El pin Tx tiene +8dBm de potencia.
2. Es compatible con las series nRF24L, nRF52, nRF24AP y nRF24L.
3. Puedes programar su salida desde -20dB hasta +8dBm.
4. Esto ofrece un sistema de gestión de energía bastante flexible.
5. Suministra voltaje en el rango de 5,5 V a 1.7 V.
6. Para componentes externos, regula la alimentación de 3.3V a 1.8V.

La función del módulo Bluetooth

1) Conectividad entre dispositivos

Usamos principalmente un módulo BLE en nuestros proyectos Arduino cuando queremos que nuestro proyecto se comunique con los dispositivos que lo rodean. Por lo tanto, se puede decir que el propósito principal de un módulo Bluetooth es integrar la conectividad en el proyecto del microcontrolador. Por lo tanto, una vez que nuestro proyecto pueda comunicarse con los dispositivos que lo rodean, podremos continuar con el desarrollo.

2) Recopilación y transmisión de datos

Una de las principales razones para implementar proyectos de IoT es la recopilación de datos. Algunos ejemplos son la monitorización de temperatura, presión, humedad, etc. Por lo tanto, una vez que los sensores de nuestro proyecto de IoT recopilan los datos, necesitamos que nos los envíen. Para ello, utilizamos un módulo BLE que permite al microcontrolador transmitir eficazmente los datos recopilados.

3) automatización

Una de las principales razones por las que desarrollamos e implementamos proyectos de IoT mediante microcontroladores es nuestra búsqueda de automatización. La automatización es el concepto mediante el cual las tareas rutinarias se realizan automáticamente con la ayuda de la tecnología. Por ejemplo, activar una alarma en caso de incendio o vaciar un depósito de gas cuando la presión es demasiado alta. Por lo tanto, la automatización es altamente preferible en aplicaciones industriales de IoT. Sin embargo, no podemos lograr la automatización sin aprovechar las capacidades de un módulo BLE. Por lo tanto, un módulo BLE permite a los microcontroladores enviar instrucciones a los sistemas mecánicos relevantes mediante señales Bluetooth.

4) Mando a distancia

Controlar objetos distantes se conoce como control remoto. Sin embargo, esto solo es posible con un módulo BLE. Por lo tanto, un módulo BLE nos permite enviar comandos relevantes a los objetos electrónicos distantes. De esta manera, no tenemos que esforzarnos mucho y, aun así, podemos realizar fácilmente la misma tarea a distancia.

Aplicaciones del módulo Bluetooth

1) Robótica

La principal aplicación de un módulo BLE es la robótica. Por lo tanto, podemos controlar el movimiento y las acciones de un robot mediante sus capacidades Bluetooth. Para ello, utilizamos Arduino para construir el robot y luego integramos el módulo Bluetooth. De esta forma, podemos usar una aplicación dedicada para controlar los movimientos del robot. Además, también podemos controlar sus acciones siempre que estemos dentro del alcance del Bluetooth.

2) Seguridad

Hoy en día, todos los dispositivos inteligentes son compatibles con Bluetooth. Cada dispositivo tiene un identificador Bluetooth único. Por lo tanto, podemos aprovechar esta capacidad para aplicaciones de seguridad. Por ejemplo, si queremos asegurar la entrada a una casa, construiremos un validador con Arduino y un módulo BLE. Lo instalaremos cerca de la puerta de entrada. Así, cuando una persona intente entrar, el validador escaneará el identificador Bluetooth de su smartphone. Si el identificador es reconocido como una persona autorizada, podrá entrar. Sin embargo, si no lo es, el validador alertará a los residentes de la casa.

3) Gestión y seguimiento de activos

Los grandes almacenes y tiendas departamentales suelen tener dificultades para controlar su inventario. El principal problema radica en que el tamaño de la tienda es excesivo y la mano de obra no es suficiente para buscar en toda la tienda si se pierde un artículo. Aquí es donde un módulo BLE resulta útil. Así, podemos conectar balizas con un inventario importante. Un módulo Bluetooth central establecerá una comunicación segura con cada baliza. De esta manera, podemos usar este enlace para triangular la ubicación de nuestro inventario y encontrarlo fácilmente si se extravía.

¿Cómo utilizar un módulo Bluetooth?

Si está familiarizado con microcontroladores como Arduino, es bastante sencillo. Por lo tanto, a continuación, encontrará una guía paso a paso para usar un módulo Bluetooth.

1) Conecte el módulo Bluetooth con Arduino

Como ya comentamos, los módulos Bluetooth tienen cuatro pines. Por lo tanto, debes conectar cada uno de estos pines a un componente específico del Arduino.

• El pin RX del módulo BLE está conectado con el pin RX del Adriano
• El pin TX del módulo BLE está conectado con el pin TX del Adriano
• Conecte una batería de 5 V al pin VCC del módulo Bluetooth
• El pin GND del módulo BLE está conectado con el pin GND del Adriano

2) Pon las instrucciones en forma de código.

Arduino tiene su propio lenguaje e IDE. Por lo tanto, cualquier instrucción que desee enviar al módulo Bluetooth debe convertirse en código Arduino.

3) Sube las instrucciones (Código) al Arduino

Luego, debes cargar el código en Arduino usando el puerto USB dedicado. De esta forma, el módulo Bluetooth ya está activo y listo para usar.

4) Despliegue del módulo Bluetooth

Ahora puede implementar el módulo BLE junto con Arduino en la aplicación IoT elegida.

Modo de cableado

Conexión con RJ25

El módulo BLE suele tener un identificador gris o azul. Por lo tanto, al usar RJ25, debemos conectar el puerto con este identificador en Makeblock Orion.

Conexión con cable Dupont

Cuando utilizamos el cable Dupont para establecer una conexión entre la placa Arduino y el módulo Bluetooth entonces tenemos que conectar el puerto digital 0 y 1 con los pines RX y TX.

guia de programacion

Para introducir instrucciones en el módulo Bluetooth, necesitamos convertirlas en código usando el lenguaje Arduino. Como todos sabemos, cada lenguaje de programación tiene bibliotecas dedicadas, por lo que Arduino tiene las suyas propias. Por lo tanto, al usar el módulo BLE, debería usar Makeblock-Library-master. Por lo tanto, le recomendamos encarecidamente que pruebe a fondo su código y cómo responde el módulo Bluetooth antes de implementarlo. Arduino cuenta con un IDE propio con funciones de depuración integradas. Por lo tanto, puede usarlas para optimizar el rendimiento de su código.