Більшість інженерів часто стикаються з труднощами під час роботи з підключенням своїх проектів, однак, модуль Bluetooth може легко вирішити цю проблему. Так, Експерти з автоматизації та ентузіасти IoT люблять будувати свої проекти на основі мікроконтролерів, таких як Arduino або Raspberry Pi. Отже, ці мікроконтролери не можуть спілкуватися з іншими пристроями, якщо ми не ввімкнемо їх за допомогою підключення. Так, це підключення часто надається їм через модуль Bluetooth.
Модулі Bluetooth невеликі за розміром. Отже, ми можемо легко інтегрувати його в наш Arduino та інші проекти мікроконтролерів. І як випливає з назви, цей модуль спілкується з пристроями навколо нього за допомогою технології Bluetooth. Так, це відкриває цілий ряд нових можливостей від простої передачі даних до пульта дистанційного керування.
Опис контактів і контактів модуля Bluetooth
Типові модулі Bluetooth складаються з чотирьох основних контактів. Отже, їхні назви та відповідні функції описані нижче.
| Серійний номер. | Pin | функція |
| 1. | GND | Заземлення |
| 2. | VCC | Блок живлення |
| 3. | RX | Отримайте серійні дані |
| 4. | TX | Надішліть послідовні дані |
1) GND
Цей контакт в основному служить для забезпечення заземлення схеми. Так, Забезпечення заземлення є важливою концепцією в електроніці і без цього, жоден електронний гаджет не може справді функціонувати. Отже, цей контакт є важливою частиною модуля BLE.
2) VCC
Ми використовуємо цей контакт для живлення модуля BLE. Так, це служить опорною точкою, яка дозволяє модулю Bluetooth споживати необхідну енергію. Отже, VCC, безумовно, є найважливішим контактом у будь-якому модулі Bluetooth.
3) RX
Цей PIN-код головним чином функціонує для отримання будь-яких призначених даних від зазначеного вузла мережі або певного пристрою поблизу. Так, ми використовуємо цей PIN-код, щоб отримати потрібні інструкції чи інформацію від інших пристроїв у мережі Bluetooth або від самої мережі. Отже, цей штифт створює основу для використання модуля BLE для розгортання IoT.
4) TX
Цей контакт дозволяє модулям Bluetooth надсилати призначені дані в мережу або на близькі пристрої. Призначені дані часто збираються датчиками, прикріпленими до мікроконтролерів. Так, цей штифт дійсно розкриває потенціал модуля Bluetooth. Щоразу, коли ми хочемо розмістити модуль Bluetooth у віддаленому місці для збору даних, ми покладаємося на цей пін-код, щоб регулярно надсилати нам зібрані дані та оброблену інформацію.
Модуль Bluetooth пропонує MOKOSMART
1) HZX
Технічні характеристики
- Він має nRF51822qfaa як вбудовану мікросхему. Однак, ви також можете використовувати nRF51822qfac, якщо це те, що вам більше подобається.
- Цей модуль Arduino Bluetooth має відстань зв’язку близько 30 метрів.
- Так, він має діапазон частот 2.4 ГГц
- Він має декілька сумісних обсягів оперативної пам’яті. Так, ви можете вибрати оперативну пам’ять 16 Кб, 32кБ, або 256kB.
- Так, він може бездоганно працювати в діапазоні температур від 40 ℃ до 85 ℃
- Він має 3-осьовий лінійний акселерометр, який демонструє дуже високу продуктивність. Однак, він споживає дуже мало енергії.
- Додатково, цей модуль має вбудовану антену.
- Він має RTC. Так, він здатний діяти як лічильник часу.
- Цей модуль є надзвичайно безпечним і має шифрування через AES HW.
- Він має функцію QDEC. Так, цей модуль легко розгортається.
Електричні характеристики
- Він має робочу напругу 2,0 В ~ 3,6 В для внутрішнього LDO.
- Для зовнішнього LDO, він має робочу напругу 1,8 В ~ 3,6 В.
- Його вихідну потужність можна запрограмувати в діапазоні -20 до +4 дБм.
- Додатково, він має PPI, який не залежить від ЦП.
- Він має контактний роз’єм розширення для всіх входів і виходів. Однак, P0.27 і P.026 є особливим винятком.
- Цей модуль має спеціальні цифрові інтерфейси для UART(CTS / RTS), SPI Master/Slave, і I2C.
- Ви можете налаштувати його за допомогою 8/9/10 біт АЦП. Так, він повністю сумісний із серією NRF24L
2) Модулі MK02 nRF52832 і MK04 nRF52832 BLE
Технічні характеристики
- Він має багатопротокольний трансивер, який працює на 2.4 ГГц
- Він має режим низького споживання енергії, що дозволяє йому мати чутливість Bluetooth -96 дБм.
- Цей аудіомодуль Bluetooth має 64 КБ RAM і 512 КБ Flash.
- Є понад 30 Усі контакти введення/виведення можна налаштувати.
- Цей модуль WIFI Bluetooth забезпечує апаратне шифрування AES через EasyDMA.
- Цей модуль BLE має власний датчик температури.
- Він має розміри 21×13.8×0.8мм
- Цей модуль Bluetooth з низьким енергоспоживанням має до п’яти 32-бітних таймерів. Так, ці таймери мають власний режим лічильника.
- Він має тег NFC-A, який значно покращує зв’язок.
Електричні характеристики
- Це Bluetooth 4.0 модуль має піковий струм 5.3 мА на контакті TX.
- Цей модуль Bluetooth з низьким енергоспоживанням має піковий струм 5.4 мА на контакті RX.
- Модуль BLE має власний PPI.
- Вони мають 12-розрядний і 200 АЦП ksps – 8 канали, які можна налаштувати. Так, ви також можете запрограмувати їх посилення.
- Він забезпечує напругу в діапазоні від 3,6 В до 1,7 В
- Цей модуль має інтерфейс з одноконтактною антеною.
3) MK10
Технічні характеристики
- Він має чутливість -95 дБм у режимі BLE.
- Він має чутливість -103 дБм на великій відстані.
- Це Bluetooth 5.0 модуль оснащений RSSI, який має роздільну здатність 1 дБ.
- Він має оперативну пам'ять 256 КБ і флеш-пам'ять 1 МБ.
- Його безпека прискорюється HW.
- Він має кілька 128-розрядних співпроцесорів, які включають AAR, ЄЦБ, СКК, і AES.
- Цей модуль BLE має контролер USB2.0.
- Воно має навколо 48 Виводи введення/виведення.
- Його розміри 30,0×20.0х0,8 мм.
- Він має внутрішній генератор 64 МГц, який забезпечує швидке пробудження.
Електричні характеристики
- Вивід Tx має потужність +8 дБм.
- Він сумісний з nRF24L, nRF52, nRF24AP, і серії nRF24L.
- Ви можете запрограмувати його вихід від -20 дБ до +8 дБм.
- Це забезпечує досить гнучку систему керування живленням.
- Він забезпечує напругу в діапазоні від 5,5 В до 1,7 В
- Для зовнішніх компонентів, регулює живлення від 3,3 В до 1,8 В.
Функція модуля Bluetooth
1) Підключення між пристроями
Ми переважно використовуємо модуль BLE у наших проектах Arduino, коли хочемо, щоб наш проект спілкувався з пристроями навколо нього. Так, Ви можете сказати, що основною метою модуля Bluetooth є підключення до проекту мікроконтролера. Отже, як тільки наш проект зможе спілкуватися з пристроями навколо нього, тоді ми можемо переходити до подальших розробок.
2) Збір і передача даних
Однією з головних причин розгортання проектів IoT є збір даних. Деякі приклади – моніторинг температури, тиск, вологість, тощо. Так, коли датчики нашого проекту IoT збирають дані, нам потрібно, щоб вони надіслали його нам. Для цієї мети, ми використовуємо модуль BLE, який дозволяє мікроконтролеру ефективно передавати зібрані дані.
3) Автоматизація
Однією з головних причин, чому ми розробляємо та розгортаємо проекти IoT за допомогою мікроконтролерів, є те, що ми шукаємо автоматизацію. Так, автоматизація — це концепція, коли рутинні завдання виконуються автоматично за допомогою технології. Наприклад, звуковий сигнал тривоги, коли виникає пожежа, або спорожнення газового балона, коли тиск занадто високий. Отже, автоматизація вкрай бажана в промислових додатках IoT. Однак, ми не можемо досягти автоматизації без використання можливостей модуля BLE. Отже, модуль BLE дозволяє мікроконтролерам надсилати інструкції відповідним механічним системам за допомогою сигналів Bluetooth.
4) Пульт
Керування об'єктами, розташованими далеко від нас, називається дистанційним керуванням. Однак, ми можемо досягти цього лише за допомогою модуля BLE. Тому, модуль BLE дає нам змогу надсилати відповідні команди віддаленим електронним об’єктам. Отже, таким чином нам не доведеться докладати багато зусиль, і все ж ми легко можемо виконати те саме завдання на відстані.
Застосування модуля Bluetooth
1) Робототехніка
Найбільше застосування модуля BLE – у сфері робототехніки. Отже, ми можемо керувати рухом і діями робота, використовуючи його можливості Bluetooth. Для цієї мети, ми використовуємо Arduino для створення робота, а потім інтегруємо з ним модуль Bluetooth. Так, потім ми можемо використовувати спеціальну програму, щоб керувати тим, як рухається робот. Додатково, ми також можемо контролювати те, що робить робот, доки знаходимося в радіусі дії Bluetooth.
2) Безпека
Сьогодні кожен розумний пристрій підтримує Bluetooth. І кожен пристрій має унікальний ідентифікатор Bluetooth. Так, ми можемо використовувати цю можливість для цілей програм безпеки. Наприклад, ми хочемо забезпечити вхід до певного будинку. Для цієї мети, ми створимо валідатор за допомогою Arduino та модуля BLE. Так, потім встановимо біля в'їзних воріт. Так, коли людина намагається проникнути в будинок, валідатор просканує ідентифікатор Bluetooth смартфона цієї особи. Отже, якщо ідентифікатор визнано уповноваженою особою, то йому буде дозволено ввійти. Однак, якщо ідентифікатор не розпізнається, то валідатор попередить мешканців будинку.
3) Управління активами та відстеження
Великі склади та універмаги часто відчувають труднощі з відстеженням своїх запасів. Так, Основні проблеми полягають у тому, що розмір магазину занадто великий, і ручної праці просто недостатньо, щоб обшукати весь магазин, якщо товар пропав. Тут може стати в нагоді модуль BLE. Так, можемо прикріпити маяки з важливим інвентарем. А центральний модуль Bluetooth встановить безпечний зв’язок з кожним маяком. Так, ми можемо використовувати це посилання, щоб тріангулювати розташування нашого інвентарю та легко знайти його, якщо він загубився.
Як користуватися модулем Bluetooth?
Якщо ви знайомі з мікроконтролерами, такими як Arduino, то це досить просто. Тому, нижче наведено покроковий посібник із використання модуля Bluetooth.
1) Підключіть модуль Bluetooth до Arduino
Як ми обговорювали раніше, Модулі Bluetooth мають чотири контакти. Так, ви повинні підключити кожен із цих контактів до відповідного компонента Arduino.
- Вивід RX модуля BLE з’єднаний з виводом RX Adriano
- Вивід TX модуля BLE з’єднаний з виводом TX Adriano
- Підключіть батарею 5 В до контакту VCC модуля Bluetooth
- Контакт GND модуля BLE з’єднаний з контактом GND Adriano
2) Викладіть інструкції у вигляді коду
Arduino має власну мову та IDE. Так, будь-які інструкції, які ви хочете надати модулю Bluetooth, ви повинні перетворити їх у вигляді коду Arduino.
3) Завантажте інструкції (Код) на Arduino
Потім вам потрібно завантажити код на Arduino за допомогою спеціального порту USB. Так, тепер модуль Bluetooth активний і готовий до використання.
4) Розгортання модуля Bluetooth
Тепер ви можете розгорнути модуль BLE разом із Arduino у вибраній програмі IoT.
Режим проводки
Підключення через RJ25
Модуль BLE часто має сірий або синій ідентифікатор. Отже, коли ми використовуємо RJ25, ми повинні підключити порт із сірим або синім ID на Makeblock Orion.
Підключення проводом Dupont
Коли ми використовуємо дріт Dupont для встановлення з’єднання між платою Arduino та модулем Bluetooth, тоді нам потрібно під’єднати цифровий порт 0 і 1 з контактами RX і TX.
Посібник з програмування
Для введення інструкцій у модуль Bluetooth, нам потрібно перетворити їх на код за допомогою мови Arduino. Як ми всі знаємо, кожна мова програмування має певні спеціальні бібліотеки, отже, Arduino має власні спеціальні бібліотеки. Так, коли ви використовуєте модуль BLE, вам слід використовувати Makeblock-Library-master. Так, ми наполегливо рекомендуємо вам ретельно перевірити свій код і те, як модуль Bluetooth реагує на нього, перш ніж фактично розгортати його. Arduino має власну IDE, яка має вбудовані функції налагодження. Отже, їх можна використовувати для оптимізації продуктивності коду.
