Uso eficaz de um módulo Bluetooth

A maioria dos engenheiros frequentemente enfrenta dificuldades ao lidar com a conectividade de seus projetos, no entanto, um módulo Bluetooth pode facilmente resolver esse problema. Por isso, especialistas em automação e entusiastas de IoT gostam de construir seus projetos com base em microcontroladores como Arduino ou Raspberry Pi. Portanto, esses microcontroladores não conseguem se comunicar com outros dispositivos a menos que lhes seja fornecida conectividade. Portanto, essa conectividade geralmente lhes é fornecida por meio de um módulo Bluetooth.

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

Pinagem e descrição do pino do módulo Bluetooth

Os módulos Bluetooth típicos consistem em quatro pinos básicos. Por isso, seus nomes e respectivas funções são descritos abaixo.

1) Terra

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

2) VCC

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

3) Receita Médica

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

4) TX

Este pino permite que os módulos Bluetooth enviem os dados designados para a rede ou para dispositivos próximos. Os dados designados geralmente são coletados pelos sensores conectados aos microcontroladores. Portanto, 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, dependemos deste pino para nos enviar regularmente os dados coletados e as informações processadas.

Módulo Bluetooth oferecido pela MOKOSMART

1) HzX

Especificações técnicas

1. Ele possui o chip nRF51822qfaa integrado. No entanto, você também pode usar o nRF51822qfac, se preferir.
2. Este módulo Arduino Bluetooth tem uma distância de comunicação de cerca de 30 metros.
3. Portanto, ele tem uma faixa de frequência de 2.4 GHz
4. Ele possui diversas capacidades de RAM compatíveis. Portanto, você pode optar por uma RAM de 16kB, 32kB ou 256kB.
5. Portanto, ele pode operar perfeitamente dentro da faixa de temperatura de 40℃~ 85℃
6. Possui um acelerômetro linear de 3 eixos que apresenta um desempenho altíssimo, mas consome muito pouca energia.
7. Além disso, este módulo possui uma antena integrada.
8. Possui um RTC. Portanto, é capaz de atuar como um contador de tempo.
9. Este módulo é altamente seguro e possui criptografia por meio de AES HW.
10. Ele possui um recurso QDEC. Portanto, este módulo é facilmente implantável.

Recursos elétricos

1. Possui uma tensão de operação de 2.0 V ~ 3.6 V para LDO interno.
2. Para LDO externo, a tensão operacional é de 1.8 V~3.6 V.
3. Você pode programar sua potência de saída dentro da faixa de -20 a +4 dBm.
4. Além disso, ele possui um PPI independente da CPU.
5. Possui um conector de pino de expansão para todas as entradas e saídas. No entanto, P0.27 e P026 são exceções.
6. Este módulo apresenta interfaces digitais especiais para UART (CTS/RTS), SPI Mestre/Escravo e I2C.
7. Você pode configurá-lo com ADC de 8/9/10 bits. Portanto, é totalmente compatível com a série NRF24L

 2) Módulos BLE MK02 nRF52832 e MK04 nRF52832

Especificações técnicas

1. Possui um transceptor multiprotocolo que opera a 2.4 GHz
2. Ele tem um modo de baixo consumo de energia que lhe permite ter uma sensibilidade Bluetooth de -96 dBm.
3. Este módulo de áudio Bluetooth possui 64kB de Ram e 512kB de Flash.
4. Há mais de 30 pinos de E/S, todos configuráveis.
5. Este módulo WIFI Bluetooth permite criptografia AES HW através do EasyDMA.
6. Este módulo BLE possui seu próprio sensor de temperatura.
7. Tem dimensões de 21×13.8×0.8mm
8. Este módulo Bluetooth de baixo consumo de energia possui até cinco temporizadores de 32 bits. Portanto, esses temporizadores vêm com seu próprio modo de contador.
9. Possui uma etiqueta NFC-A que aumenta significativamente a conectividade.

Recursos elétricos

1. Este módulo Bluetooth 4.0 tem uma corrente de pico de 5.3 mA no pino TX.
2. Este módulo Bluetooth de baixo consumo de energia apresenta uma corrente de pico de 5.4 mA no pino RX.
3. O módulo BLE apresenta seu próprio PPI.
4. Eles têm ADC de 12 bits e 200 kbps – 8 canais configuráveis. Portanto, você também pode programar o ganho.
5. Fornece tensão na faixa de 3.6 V a 1.7 V
6. Este módulo tem uma interface que possui uma antena de pino único.

 3) MK10

Especificações técnicas

1. Possui uma sensibilidade de -95dBm no modo BLE.
2. Possui uma sensibilidade de -103dBm em longo alcance.
3. Este módulo Bluetooth 5.0 possui RSSI com resolução de 1dB.
4. Ele tem uma RAM de 256kB e um Flash de 1MB.
5. Sua segurança é acelerada por HW.
6. Ele tem vários coprocessadores de 128 bits, que incluem AAR, ECB, CCM e AES.
7. Este módulo BLE possui um controlador USB 2.0.
8. Ele tem cerca de 48 pinos de E/S.
9. Suas dimensões são 30.0×20.0x0.8mm.
10. Ele tem um oscilador interno de 64MHz que permite um despertar rápido.

Recursos elétricos

1. O pino Tx tem +8dBm de potência.
2. É compatível com as séries nRF24L, nRF52, nRF24AP e 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, ele regula a 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 seu redor. Portanto, podemos dizer que o objetivo principal de um módulo Bluetooth é incutir conectividade no projeto do microcontrolador. Assim, quando nosso projeto for capaz de se comunicar com os dispositivos ao seu redor, podemos prosseguir com os desenvolvimentos.

2) Coleta e Transmissão de Dados

Um dos principais motivos para a implantação de projetos de IoT é a coleta de dados. Alguns exemplos são o monitoramento de temperatura, pressão, umidade, etc. Assim, uma vez que os sensores em nosso projeto de IoT coletam os dados, precisamos que eles os enviem para nós. Para isso, usamos um módulo BLE que permite que o microcontrolador transmita os dados coletados de forma eficaz.

3) Automação

Um dos principais motivos pelos quais desenvolvemos e implantamos projetos de IoT por meio de microcontroladores é que buscamos automação. Automação é o conceito em que tarefas rotineiras são executadas automaticamente com o auxílio da tecnologia. Por exemplo, disparar um alarme em caso de incêndio ou esvaziar um botijão de gás quando a pressão está muito alta. Portanto, a automação é altamente preferível em aplicações industriais de IoT. No entanto, não podemos alcançar a automação sem aproveitar os recursos de um módulo BLE. Portanto, um módulo BLE permite que os microcontroladores enviem instruções para os sistemas mecânicos relevantes por meio de sinais Bluetooth.

4) Controle Remoto

Controlar objetos distantes de nós é conhecido como controle remoto. No entanto, isso só é possível com a ajuda de um módulo BLE. Portanto, um módulo BLE nos permite enviar comandos relevantes para objetos eletrônicos distantes. Dessa forma, não precisamos nos esforçar muito e, ainda assim, conseguimos realizar a mesma tarefa facilmente à distância.

Aplicações do Módulo Bluetooth

1) Robótica

A maior aplicação de um módulo BLE é na área da robótica. Assim, podemos controlar os movimentos e as ações de um robô usando seus recursos Bluetooth. Para isso, usamos o Arduino para construir o robô e, em seguida, integramos o módulo Bluetooth a ele. Assim, podemos 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

Hoje em dia, todos os dispositivos inteligentes possuem Bluetooth. E cada dispositivo possui um identificador Bluetooth exclusivo. Assim, podemos aproveitar essa capacidade para fins de segurança. Por exemplo, queremos proteger a entrada de uma determinada casa. Para isso, construiremos um validador usando Arduino e um módulo BLE. Em seguida, o instalaremos próximo ao portão de entrada. Assim, quando uma pessoa tenta entrar na casa, o validador escaneará o identificador Bluetooth do smartphone dessa pessoa. Portanto, se o identificador for reconhecido como uma pessoa autorizada, ela poderá entrar. No entanto, se o identificador não for reconhecido, o validador alertará os moradores da casa.

3) Gestão e Rastreamento de Ativos

Grandes armazéns e lojas de departamento frequentemente têm dificuldade em controlar seu estoque. Portanto, os principais problemas são que o tamanho da loja é muito grande e o trabalho manual não é suficiente para vasculhar toda a loja caso um item se perca. É aqui que um módulo BLE pode ser útil. Assim, podemos conectar beacons a um inventário importante. E um módulo Bluetooth central estabelecerá comunicação segura com cada beacon. Assim, podemos usar esse link para triangular a localização do nosso estoque e encontrá-lo facilmente em caso de extravio.

Como usar um módulo Bluetooth?

Se você conhece microcontroladores como o Arduino, o processo é bastante simples. Portanto, a seguir, apresentamos um guia passo a passo para usar um módulo Bluetooth.

1) Conecte o módulo Bluetooth ao Arduino

Como discutimos anteriormente, os módulos Bluetooth têm quatro pinos. Portanto, você precisa conectar cada um desses pinos a um componente específico do Arduino.

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

2) Coloque as instruções na forma de um código

O Arduino tem sua própria linguagem e IDE. Portanto, qualquer instrução que você queira dar ao módulo Bluetooth deve ser convertida em código Arduino.

3) Carregue as instruções (Código) no Arduino

Em seguida, você precisa carregar o código no Arduino usando a porta USB dedicada. Agora, o módulo Bluetooth está ativo e pronto para uso.

4) Implantação do Módulo Bluetooth

Agora você pode implantar o módulo BLE junto com o Arduino no aplicativo IoT escolhido.

Modo de fiação

Conectando com RJ25

O módulo BLE geralmente tem um ID cinza ou azul. Portanto, ao usar RJ25, precisamos 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 alimentar o módulo Bluetooth com instruções, precisamos convertê-las em código usando a linguagem Arduino. Como sabemos, cada linguagem de programação possui bibliotecas dedicadas, o Arduino possui suas próprias bibliotecas especiais. Portanto, ao usar o módulo BLE, você deve usar a biblioteca mestre Makeblock. Recomendamos fortemente que você teste seu código e como o módulo Bluetooth responde a ele antes de implementá-lo. O Arduino possui uma IDE própria com recursos de depuração integrados. Portanto, você pode usá-los para otimizar o desempenho do seu código.