Uso eficaz de um módulo Bluetooth

A maioria dos engenheiros frequentemente enfrenta dificuldades ao lidar com a conectividade de seus projetos, Contudo, um módulo Bluetooth pode facilmente resolver este problema. assim, especialistas em automação e entusiastas de IoT gostam de construir seus projetos baseados em microcontroladores, como um Arduino ou Raspberry Pi. Conseqüentemente, esses microcontroladores são incapazes de se comunicar com outros dispositivos, a menos que os habilitemos com conectividade. assim, essa conectividade é frequentemente fornecida a eles por meio de um módulo Bluetooth.

Os módulos Bluetooth são pequenos em tamanho. Conseqüentemente, podemos integrá-lo facilmente em nosso Arduino e outros projetos de microcontroladores. E como o nome sugere, este módulo se comunica com os dispositivos ao seu redor usando a tecnologia Bluetooth. assim, ele abre toda uma nova gama de possibilidades, desde a simples transferência de dados até o controle remoto.

Pinagem do módulo Bluetooth e descrição do pino

Módulos Bluetooth típicos consistem em quatro pinos básicos. Conseqüentemente, seus nomes e respectivas funções são descritos abaixo.

1) GND

Este pino serve basicamente para fornecer o aterramento para o circuito. assim, fornecer um aterramento é um conceito essencial em engenharia eletrônica e sem isso, nenhum dispositivo eletrônico pode realmente funcionar. Conseqüentemente, este pino é uma parte crucial de um módulo BLE.

2) VCC

Usamos este pino para fornecer energia ao módulo BLE. assim, isso serve como o ponto central que permite ao módulo Bluetooth drenar a energia necessária. Conseqüentemente, VCC é de longe o pino mais importante em qualquer módulo Bluetooth.

3) RX

Este pino funciona principalmente para receber quaisquer dados designados do nó de rede especificado ou de um determinado dispositivo próximo. assim, usamos este pino para receber as instruções ou informações desejadas de outros dispositivos dentro de uma rede Bluetooth ou da própria rede. Conseqüentemente, este pino estabelece a base para usar o módulo BLE para implantações de IoT.

4) TX

Este pino permite que os módulos Bluetooth enviem os dados designados para a rede ou dispositivos próximos. Os dados designados são geralmente aqueles que são coletados pelos sensores que estão ligados aos microcontroladores. assim, este pino realmente desbloqueia o potencial de um módulo Bluetooth. Sempre que queremos colocar um módulo Bluetooth em um local remoto para fins de coleta de dados, contamos com este pin para nos enviar regularmente os dados coletados e as informações processadas.

Módulo Bluetooth oferecido por MOKOSMART

1) HZX

Especificações técnicas

1. Possui nRF51822qfaa como um chip integrado. Contudo, você pode usar nRF51822qfac também se for o que você preferir.
2. Este módulo Arduino Bluetooth tem uma distância de comunicação de cerca de 30 metros.
3. assim, tem uma faixa de frequência de 2.4 GHz
4. Tem várias capacidades de RAM compatíveis. assim, você pode optar por uma RAM de 16kB, 32kB, ou 256kB.
5. assim, pode operar perfeitamente dentro da faixa de temperatura de 40 ℃ ~ 85 ℃
6. Tem um acelerômetro linear de 3 eixos que mostra um desempenho muito alto. Contudo, consome muito pouca energia.
7. Além disso, este módulo tem uma antena integrada.
8. Tem um RTC. assim, é capaz de atuar como um contador de tempo.
9. Este módulo é altamente seguro e possui criptografia através de AES HW.
10. Tem um recurso QDEC. assim, este módulo é prontamente implementável.

Características Elétricas

1. Tem uma tensão operacional de 2,0 V ~ 3,6 V para LDO interno.
2. Para LDO externo, tem uma tensão operacional de 1,8 V ~ 3,6 V.
3. Você pode programar sua potência de saída dentro da faixa de -20 para +4 dBm.
4. Além disso, possui um PPI que é independente da CPU.
5. Ele tem um cabeçalho de pino de expansão para todas as entradas e saídas. Contudo, P0.27 e P.026 são uma exceção especial.
6. Este módulo apresenta interfaces digitais especiais para UART(CTS / RTS), Mestre / Escravo SPI, e I2C.
7. Você pode configurá-lo com 8/9/10 bit ADC. assim, é totalmente compatível com a série NRF24L

2) MK02 nRF52832 e MK04 nRF52832 Módulos BLE

Especificações técnicas

1. Ele tem um transceptor multi-protocolo que opera em 2.4 GHz
2. Possui um modo de baixa energia que permite ter uma sensibilidade Bluetooth de -96 dBm.
3. Este módulo de áudio Bluetooth possui 64kB Ram e 512kB Flash.
4. Acabou 30 Pinos de I / O, todos configuráveis.
5. Este módulo WIFI Bluetooth permite criptografia AES HW através de EasyDMA.
6. Este módulo BLE possui seu próprio sensor de temperatura.
7. Tem dimensões de 21×13.8×0.8milímetros
8. Este módulo Bluetooth de baixa potência possui até cinco temporizadores de 32 bits. assim, esses cronômetros vêm com seu próprio modo de contador.
9. Tem uma etiqueta NFC-A que aumenta significativamente a conectividade.

Características Elétricas

1. Este bluetooth 4.0 módulo tem uma corrente de pico de 5.3 mA no pino TX.
2. Este módulo Bluetooth de baixa energia apresenta uma corrente de pico de 5.4 mA no pino RX.
3. O módulo BLE possui seu próprio PPI.
4. Estes têm 12 bits e 200 ksps ADC - 8 canais que são configuráveis. assim, você também pode programar seu ganho.
5. Ele fornece tensão na faixa de 3,6 V a 1,7 V
6. Este módulo possui uma interface que possui uma antena de pino único.

3) MK10

Especificações técnicas

1. Tem uma sensibilidade de -95dBm no modo BLE.
2. Possui uma sensibilidade de -103dBm em longo alcance.
3. Este bluetooth 5.0 módulo possui RSSI que tem uma resolução de 1dB.
4. Tem uma RAM de 256kB e um Flash de 1 MB.
5. Sua segurança é acelerada por HW.
6. Possui vários coprocessadores de 128 bits que incluem AAR, BCE, CCM, e AES.
7. Este módulo BLE possui um controlador USB 2.0.
8. Tem por aí 48 Pinos de I / O.
9. Suas dimensões são 30,0×20.0x0,8 mm.
10. Tem um oscilador interno de 64 MHz que permite um despertar rápido.

Características Elétricas

1. O pino Tx tem + 8dBm de potência.
2. É compatível com nRF24L, nRF52, nRF24AP, e série nRF24L.
3. Você pode programar sua saída de -20dB a + 8dBm.
4. Isso oferece um sistema de gerenciamento de energia bastante flexível.
5. Fornece tensão na faixa de 5,5 V a 1,7 V
6. Para componentes externos, regula a fonte de alimentação de 3,3 V a 1,8 V.

A função do Módulo Bluetooth

1) Conectividade entre dispositivos

Usamos principalmente um módulo BLE em nossos projetos Arduino quando queremos que nosso projeto se comunique com os dispositivos ao redor dele. assim, você pode dizer que o objetivo principal de um módulo Bluetooth é instilar conectividade no projeto do microcontrolador. Conseqüentemente, uma vez que nosso projeto é capaz de se comunicar com os dispositivos ao seu redor, podemos então prosseguir para novos desenvolvimentos.

2) Coleta e transmissão de dados

Uma das principais razões para implantar projetos de IoT é coletar dados. Alguns exemplos são monitoramento de temperatura, pressão, umidade, etc. assim, uma vez que os sensores em nosso projeto IoT coletam os dados, precisamos que eles enviem para nós. Para esse fim, usamos um módulo BLE que permite ao microcontrolador transmitir com eficácia os dados coletados.

3) Automação

Uma das principais razões pelas quais desenvolvemos e implantamos projetos de IoT por meio de microcontroladores é que estamos em busca de automação. assim, automação é o conceito em que as tarefas de rotina são realizadas automaticamente com a ajuda da tecnologia. Por exemplo, soar um alarme sempre que houver um incêndio ou esvaziar um reservatório de gás quando a pressão estiver muito alta. Conseqüentemente, a automação é altamente preferível em aplicações industriais de IoT. Contudo, não podemos alcançar a automação sem aproveitar os recursos de um módulo BLE. Conseqüentemente, um módulo BLE permite que os microcontroladores enviem instruções para sistemas mecânicos relevantes com a ajuda de sinais Bluetooth.

4) Controle remoto

O controle de objetos distantes de nós é conhecido como controle remoto. Contudo, só podemos conseguir isso com a ajuda de um módulo BLE. Portanto, um módulo BLE possibilita o envio de comandos relevantes para objetos eletrônicos distantes. Conseqüentemente, desta forma, não temos que nos esforçar muito, e ainda somos facilmente capazes de realizar a mesma tarefa à distância.

Aplicações do Módulo Bluetooth

1) Robótica

A maior aplicação de um módulo BLE é no campo da robótica. Conseqüentemente, podemos controlar o movimento e as ações de um robô usando seus recursos Bluetooth. Para esse fim, usamos Arduino para construir o robô e, em seguida, integramos o módulo Bluetooth com ele. assim, podemos então usar um aplicativo dedicado para controlar a maneira como o robô se move. Além disso, também podemos controlar o que o robô faz, desde que estejamos dentro do alcance do Bluetooth.

2) Segurança

Todos os dispositivos inteligentes são habilitados com Bluetooth atualmente. E cada dispositivo tem um identificador Bluetooth exclusivo. assim, podemos aproveitar essa capacidade para fins de aplicativos de segurança. Por exemplo, queremos garantir a entrada de uma determinada casa. Para esse fim, vamos construir um validador usando Arduino e um módulo BLE. assim, vamos então instalá-lo perto do portão de entrada. assim, quando uma pessoa tenta entrar na casa, o validador irá escanear o identificador Bluetooth do smartphone dessa pessoa. Conseqüentemente, se o identificador for reconhecido como uma pessoa autorizada, ele terá permissão para entrar. Contudo, se o identificador não for reconhecido, o validador irá alertar os habitantes da casa.

3) Gerenciamento e rastreamento de ativos

Grandes armazéns e lojas de departamentos frequentemente lutam para controlar seu estoque. assim, os principais problemas são que o tamanho da loja é muito grande e o trabalho manual não é suficiente para pesquisar em toda a loja se um item sumir. É aqui que um módulo BLE pode ser útil. assim, podemos anexar beacons com um inventário importante. E um módulo Bluetooth central estabelecerá comunicação segura com cada beacon. assim, podemos usar este link para triangular a localização do nosso estoque e encontrá-lo facilmente se estiver extraviado.

Como usar um Módulo Bluetooth?

Se você está familiarizado com microcontroladores como um Arduino, é bastante simples. Portanto, o seguinte é um guia passo a passo para usar um módulo Bluetooth.

1) Conecte o Módulo Bluetooth com Arduino

Como discutimos anteriormente, Módulos Bluetooth têm quatro pinos. assim, você tem que conectar cada um desses pinos a um respectivo componente do Arduino.

• O pino RX do módulo BLE é conectado com o pino RX do Adriano
• O pino TX do módulo BLE é conectado com o pino TX do Adriano
• Conecte uma bateria de 5 V ao pino VCC do Módulo Bluetooth
• O pino GND do módulo BLE é conectado com o pino GND do Adriano

2) Coloque as instruções na forma de um código

Arduino tem sua própria linguagem e IDE. assim, quaisquer instruções que você deseja dar ao módulo Bluetooth, você deve convertê-los na forma de um código Arduino.

3) Carregue as instruções (Código) no Arduino

Então você tem que fazer o upload do código para o Arduino usando a porta USB dedicada. assim, agora o módulo Bluetooth está ativo e pronto para usar.

4) Implantação do Módulo Bluetooth

Agora você pode implantar o módulo BLE junto com o Arduino para o aplicativo IoT escolhido.

Modo de fiação

Conectando com RJ25

O Módulo BLE geralmente tem um ID cinza ou azul. Conseqüentemente, quando estamos usando RJ25, devemos conectar a porta com ID cinza ou azul no Makeblock Orion.

Conexão com fio Dupont

Quando usamos o fio Dupont para estabelecer uma conexão entre a placa Arduino e o módulo Bluetooth, temos que conectar a porta digital 0 e 1 com os pinos RX e TX.

Guia de programação

Para instruções de alimentação no módulo Bluetooth, precisamos convertê-los em código usando a linguagem Arduino. Como todos nós sabemos que toda linguagem de programação tem algumas bibliotecas dedicadas, conseqüentemente, Arduino tem suas próprias bibliotecas especiais. assim, quando você estiver usando o módulo BLE, então você deve usar o Makeblock-Library-master. assim, é altamente recomendável que você teste exaustivamente seu código e como o módulo Bluetooth responde a ele antes de realmente implantá-lo. O Arduino tem um IDE próprio com recursos de depuração integrados. Conseqüentemente, você pode usá-los para otimizar o desempenho do seu código.