Bluetooth 모듈의 효과적인 사용

대부분의 엔지니어는 프로젝트 연결에 어려움을 겪습니다. 하지만 블루투스 모듈을 사용하면 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있습니다. 따라서 자동화 전문가와 IoT 애호가들은 아두이노나 라즈베리 파이와 같은 마이크로컨트롤러를 기반으로 프로젝트를 구축하는 것을 선호합니다. 하지만 이러한 마이크로컨트롤러는 연결 기능을 제공하지 않으면 다른 장치와 통신할 수 없습니다. 따라서 블루투스 모듈을 통해 이러한 연결 기능을 제공하는 경우가 많습니다.

블루투스 모듈은 크기가 작기 때문에 아두이노 및 기타 마이크로컨트롤러 프로젝트에 쉽게 통합할 수 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 모듈은 블루투스 기술을 사용하여 주변 장치와 통신합니다. 따라서 간단한 데이터 전송부터 원격 제어까지 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다.

Bluetooth 모듈 핀아웃 및 핀 설명

일반적인 블루투스 모듈은 네 개의 기본 핀으로 구성됩니다. 각 핀의 이름과 기능은 아래와 같습니다.

1) 접지

이 핀은 기본적으로 회로의 접지를 제공합니다. 따라서 접지를 제공하는 것은 전자 공학에서 필수적인 개념이며, 접지 없이는 어떤 전자 기기도 제대로 작동할 수 없습니다. 따라서 이 핀은 BLE 모듈의 핵심 부품입니다.

2) 비씨씨

이 핀은 BLE 모듈에 전원을 공급하는 데 사용됩니다. 따라서 블루투스 모듈이 필요한 에너지를 끌어올 수 있도록 하는 중추적인 역할을 합니다. 따라서 VCC는 모든 블루투스 모듈에서 가장 중요한 핀입니다.

3) 수신

이 핀은 주로 지정된 네트워크 노드 또는 인근 특정 장치로부터 지정된 데이터를 수신하는 기능을 합니다. 따라서 이 핀을 사용하여 Bluetooth 네트워크 내의 다른 장치 또는 네트워크 자체로부터 원하는 명령이나 정보를 수신합니다. 따라서 이 핀은 IoT 구축을 위한 BLE 모듈 사용의 기반을 마련합니다.

4) 텍사스

이 핀을 통해 블루투스 모듈은 지정된 데이터를 네트워크 또는 근처 장치로 전송할 수 있습니다. 지정된 데이터는 대개 마이크로컨트롤러에 부착된 센서에서 수집됩니다. 따라서 이 핀은 블루투스 모듈의 잠재력을 진정으로 열어줍니다. 데이터 수집 목적으로 블루투스 모듈을 원격지에 배치할 때마다, 수집된 데이터와 처리된 정보를 정기적으로 전송하기 위해 이 핀을 사용합니다.

MOKOSMART에서 제공하는 Bluetooth 모듈

1) HZX

기술 사양

1. 온보드 칩으로 nRF51822qfaa가 탑재되어 있습니다. 하지만, 원하는 경우 nRF51822qfac도 사용할 수 있습니다.
2. 이 아두이노 블루투스 모듈의 통신 거리는 약 30미터입니다.
3. 그래서 주파수 범위는 2.4GHz입니다.
4. 다양한 호환 RAM 용량을 갖추고 있습니다. 16kB, 32kB 또는 256kB RAM을 선택할 수 있습니다.
5. 따라서 40℃~ 85℃의 온도 범위에서 완벽하게 작동할 수 있습니다.
6. 매우 높은 성능을 보여주는 3축 선형 가속도계를 탑재했습니다. 하지만 전력 소모는 매우 적습니다.
7. 또한, 이 모듈에는 온보드 안테나가 있습니다.
8. RTC가 있어서 시간 카운터 역할을 할 수 있습니다.
9. 이 모듈은 매우 안전하며 AES HW를 통한 암호화 기능을 갖추고 있습니다.
10. QDEC 기능이 있어서 쉽게 배포할 수 있습니다.

전기적 특징

1. 내부 LDO의 작동 전압은 2.0V ~ 3.6V입니다.
2. 외부 LDO의 경우 작동 전압은 1.8V~3.6V입니다.
3. -20~+4 dBm 범위 내에서 출력 전력을 프로그래밍할 수 있습니다.
4. 또한 CPU와 독립적인 PPI를 갖추고 있습니다.
5. 모든 입력과 출력에 확장 핀 헤더가 있습니다. 단, P0.27과 P.026은 예외입니다.
6. 이 모듈은 UART(CTS/RTS), SPI 마스터/슬레이브, I2C를 위한 특수 디지털 인터페이스를 제공합니다.
7. 8/9/10비트 ADC로 구성 가능하므로 NRF24L 시리즈와 완벽하게 호환됩니다.

2) MK02 nRF52832 및 MK04 nRF52832 BLE 모듈

기술 사양

1. 2.4GHz에서 작동하는 다중 프로토콜 트랜시버가 있습니다.
2. 이 제품은 -96dBm의 블루투스 감도를 제공하는 저에너지 모드를 탑재하고 있습니다.
3. 이 블루투스 오디오 모듈은 64kB 램과 512kB 플래시를 탑재하고 있습니다.
4. 구성 가능한 I/O 핀은 30개 이상 있습니다.
5. 이 WIFI 블루투스 모듈은 EasyDMA를 통한 AES HW 암호화를 허용합니다.
6. 이 BLE 모듈은 자체 온도 센서를 갖추고 있습니다.
7. 크기는 21×13.8×0.8mm입니다.
8. 이 저전력 블루투스 모듈은 최대 32개의 XNUMX비트 타이머를 내장하고 있습니다. 따라서 이 타이머들은 자체 카운터 모드를 갖추고 있습니다.
9. NFC-A 태그가 있어서 연결성이 크게 향상되었습니다.

전기적 특징

1. 이 Bluetooth 4.0 모듈의 TX 핀 최대 전류는 5.3mA입니다.
2. 이 Bluetooth 저에너지 모듈은 RX 핀에서 최대 전류가 5.4mA입니다.
3. BLE 모듈은 자체 PPI를 갖추고 있습니다.
4. 이 제품은 12비트 200ksps ADC를 탑재하고 있으며, 8개의 채널을 설정할 수 있습니다. 따라서 게인도 프로그래밍할 수 있습니다.
5. 3.6V ~ 1.7V 범위의 전압을 공급합니다.
6. 이 모듈에는 단일 핀 안테나가 있는 인터페이스가 있습니다.

3) MK10

기술 사양

1. BLE 모드에서는 -95dBm의 감도를 갖습니다.
2. 장거리에서 -103dBm의 감도를 갖습니다.
3. 이 Bluetooth 5.0 모듈은 1dB의 분해능을 갖춘 RSSI를 제공합니다.
4. RAM은 256kB이고 플래시는 1MB입니다.
5. HW를 통해 보안이 가속화됩니다.
6. AAR, ECB, CCM, AES를 포함한 여러 개의 128비트 보조 프로세서가 있습니다.
7. 이 BLE 모듈은 USB2.0 컨트롤러를 갖추고 있습니다.
8. 약 48개의 I/O 핀이 있습니다.
9. 크기는 30.0×20.0×0.8mm입니다.
10. 64MHz의 내부 발진기를 탑재해 빠른 웨이크업이 가능합니다.

전기적 특징

1. Tx 핀의 전력은 +8dBm입니다.
2. nRF24L, nRF52, nRF24AP 및 nRF24L 시리즈와 호환됩니다.
3. 출력을 -20dB에서 +8dBm까지 프로그래밍할 수 있습니다.
4. 이는 매우 유연한 전력 관리 시스템을 제공합니다.
5. 5,5V ~ 1.7V 범위의 전압을 공급합니다.
6. 외부 구성 요소의 경우 전원 공급을 3.3V에서 1.8V로 조절합니다.

Bluetooth 모듈의 기능

1) 기기 간 연결성

Arduino 프로젝트에서 주변 장치와 통신할 때 주로 BLE 모듈을 사용합니다. 즉, Bluetooth 모듈의 주요 목적은 마이크로컨트롤러 프로젝트에 연결성을 부여하는 것이라고 할 수 있습니다. 따라서 프로젝트가 주변 장치와 통신할 수 있게 되면 추가 개발을 진행할 수 있습니다.

2) 데이터 수집 및 전송

IoT 프로젝트를 구축하는 주요 이유 중 하나는 데이터 수집입니다. 예를 들어 온도, 압력, 습도 등을 모니터링하는 것이 있습니다. 따라서 IoT 프로젝트의 센서가 데이터를 수집하면, 그 데이터를 우리에게 전송해야 합니다. 이를 위해 마이크로컨트롤러가 수집된 데이터를 효과적으로 전송할 수 있도록 하는 BLE 모듈을 사용합니다.

3) 자동화

마이크로컨트롤러를 통해 IoT 프로젝트를 개발하고 배포하는 주요 이유 중 하나는 자동화를 추구하기 때문입니다. 자동화는 기술의 도움을 받아 일상적인 작업을 자동으로 수행하는 개념입니다. 예를 들어, 화재 발생 시 경보를 울리거나 가스 용기의 압력이 너무 높을 때 가스 용기를 비우는 것과 같습니다. 따라서 산업용 IoT 애플리케이션에서는 자동화가 매우 바람직합니다. 하지만 BLE 모듈의 기능을 활용하지 않고는 자동화를 달성할 수 없습니다. 따라서 BLE 모듈은 마이크로컨트롤러가 블루투스 신호를 통해 관련 기계 시스템에 명령을 전송할 수 있도록 합니다.

4) 원격 제어

멀리 떨어진 물체를 제어하는 것을 원격 제어라고 합니다. 하지만 이는 BLE 모듈의 도움을 받아야만 가능합니다. BLE 모듈을 사용하면 멀리 떨어진 전자 물체에 관련 명령을 전송할 수 있습니다. 따라서 많은 노력을 들이지 않고도 원격에서도 동일한 작업을 쉽게 수행할 수 있습니다.

블루투스 모듈의 응용 분야

1) 로봇공학

BLE 모듈의 가장 큰 응용 분야는 로봇 공학입니다. 블루투스 기능을 활용하여 로봇의 움직임과 동작을 제어할 수 있습니다. 이를 위해 아두이노를 사용하여 로봇을 제작하고 블루투스 모듈을 통합합니다. 이렇게 하면 전용 앱을 사용하여 로봇의 움직임을 제어할 수 있습니다. 또한, 블루투스 범위 내에 있는 한 로봇의 동작을 제어할 수도 있습니다.

2) 보안

요즘 모든 스마트 기기는 블루투스를 지원합니다. 각 기기에는 고유한 블루투스 식별자가 있습니다. 따라서 보안 애플리케이션에 이 기능을 활용할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 주택의 입구를 보안하고 싶다고 가정해 보겠습니다. 이를 위해 아두이노와 BLE 모듈을 사용하여 검증기를 제작하고, 이를 현관문 근처에 설치합니다. 누군가 집에 들어가려고 하면, 검증기는 해당 사용자의 스마트폰에 있는 블루투스 식별자를 스캔합니다. 식별자가 승인된 사람으로 인식되면 출입이 허용됩니다. 하지만 식별자가 인식되지 않으면 검증기는 집 안에 있는 사람들에게 경고를 보냅니다.

3) 자산 관리 및 추적

대형 창고와 백화점은 재고 관리에 어려움을 겪는 경우가 많습니다. 가장 큰 문제는 매장 규모가 너무 커서 상품이 분실되었을 때 매장 전체를 수색할 인력이 부족하다는 것입니다. 바로 이 부분에서 BLE 모듈이 유용할 수 있습니다. 중요한 재고를 비콘에 부착하면 중앙 블루투스 모듈이 각 비콘과 보안 통신을 구축합니다. 이 링크를 통해 재고의 위치를 삼각 측량하여 분실 시 쉽게 찾을 수 있습니다.

블루투스 모듈을 어떻게 사용하나요?

아두이노와 같은 마이크로컨트롤러에 익숙하다면 상당히 간단합니다. 따라서 블루투스 모듈 사용에 대한 단계별 가이드를 소개합니다.

1) 블루투스 모듈을 아두이노에 연결

앞서 설명했듯이 블루투스 모듈에는 4개의 핀이 있습니다. 따라서 각 핀을 아두이노의 해당 부품에 연결해야 합니다.

• BLE 모듈의 RX 핀은 Adriano의 RX 핀과 연결됩니다.
• BLE 모듈의 TX 핀은 Adriano의 TX 핀과 연결됩니다.
• Bluetooth 모듈의 VCC 핀에 5V 배터리를 연결합니다.
• BLE 모듈의 GND 핀은 Adriano의 GND 핀과 연결됩니다.

2) 코드 형태로 지침을 입력하세요

아두이노는 자체 언어와 IDE를 가지고 있습니다. 따라서 블루투스 모듈에 전달하려는 모든 명령은 아두이노 코드 형태로 변환해야 합니다.

3) 아두이노에 명령어(코드)를 업로드합니다.

이제 전용 USB 포트를 사용하여 아두이노에 코드를 업로드해야 합니다. 이제 블루투스 모듈이 활성화되어 사용할 준비가 되었습니다.

4) 블루투스 모듈의 배포

이제 Arduino와 함께 BLE 모듈을 선택한 IoT 애플리케이션에 배포할 수 있습니다.

배선 모드

RJ25로 연결

BLE 모듈은 종종 회색 또는 파란색 ID를 갖습니다. 따라서 RJ25를 사용하는 경우 Makeblock Orion에서 회색 또는 파란색 ID를 가진 포트를 연결해야 합니다.

듀폰 와이어로 연결

아두이노 보드와 블루투스 모듈 사이에 연결을 설정하기 위해 듀폰 와이어를 사용하는 경우 디지털 포트 0과 1을 RX 및 TX 핀에 연결해야 합니다.

프로그래밍 가이드

블루투스 모듈에 명령을 입력하려면 아두이노 언어를 사용하여 코드로 변환해야 합니다. 모든 프로그래밍 언어에는 전용 라이브러리가 있다는 것을 잘 알고 있듯이, 아두이노에도 자체 라이브러리가 있습니다. 따라서 BLE 모듈을 사용할 때는 Makeblock-Library-master를 사용해야 합니다. 따라서 코드를 배포하기 전에 코드와 블루투스 모듈의 응답을 철저히 테스트하는 것이 좋습니다. 아두이노에는 디버깅 기능이 내장된 자체 IDE가 있습니다. 이러한 IDE를 사용하여 코드 성능을 최적화할 수 있습니다.