Interface Bluetooth:como fazer interface com módulos Bluetooth

Quando a maioria das pessoas começa a trabalhar com microcontroladores Arduino, elas não estão cientes de todos os módulos de expansão e shields disponíveis para elas. Embora o Arduino Uno seja um dos microcontroladores mais populares do mundo, ele não possui conectividade Bluetooth.

Certamente, você pode comprar uma placa com Bluetooth integrado como o Arduino BT ou o Raspberry Pi 4, que possui funcionalidade Bluetooth integrada. No entanto, essas placas são mais caras, mais volumosas e talvez menos divertidas de usar em seus projetos. Então, o que você faz quando deseja adicionar conectividade Bluetooth a um microcontrolador que não possui nenhum?

Sua melhor opção é fazer a interface com um módulo Bluetooth. Assim, este guia mostrará como fazer a interface do seu microcontrolador com um módulo Bluetooth. Isso permitirá que você conecte sem fio seu microcontrolador a dispositivos habilitados para Bluetooth, como smartphones e computadores.

O que é interface Bluetooth

Sensor Bluetooth, placa de ensaio e Arduino Uno

Hoje, o Bluetooth é um dos padrões de conexão sem fio mais onipresentes do mundo. Nós o usamos para transferir e trocar dados entre dispositivos. A interface Bluetooth descreve o uso ou a ativação de um dispositivo Bluetooth. Embora usemos padrões como Wi-Fi para conexões de longo alcance, usamos Bluetooth para conexões de curta distância e transferência de dados. No entanto, o padrão Bluetooth mais recente (5.2) pode atingir alcances de até 400m com uma taxa de dados de 2 Mbps.

Podemos esperar que versões futuras alcancem distâncias de alcance maiores com limites e rendimentos mais altos. No entanto, cada vez que você usa seu celular para transferir dados ou se conectar a outro dispositivo, isso é essencialmente uma interface Bluetooth. Novamente, muitos microcontroladores não vêm com funcionalidade Bluetooth integrada. Assim, se você deseja obter uma interface Bluetooth com eles, é necessário estendê-los ou adicionar outra placa.

A seguir, mostraremos como adicionar interface Bluetooth a um microcontrolador usando um módulo Bluetooth.

Módulos Bluetooth e como eles funcionam

Os Módulos Bluetooth

Os módulos Bluetooth permitem que você faça a interface do seu microcontrolador e computadores de placa única com dispositivos externos. Também podemos nos referir a eles como sensores Bluetooth. No entanto, esses dispositivos só são necessários se sua placa não tiver recursos Bluetooth integrados. Os módulos Bluetooth mais comuns são HC-05 e HC-06.

Ao comprar um módulo Bluetooth, você o encontrará como um retângulo verde em um pedaço quadrado de placa de separação azul. A placa breakout fornece ao módulo Bluetooth pinos que permitem conectá-lo facilmente a uma placa de ensaio.

Para aplicações simples, o HC-05 e o HC-06 funcionam de forma idêntica em seus modos escravos. No entanto, sugerimos que você use o HC-05, pois permite alternar entre o modo escravo e o modo mestre. Por outro lado, só é possível operar o HC-06 como dispositivo escravo. Assim, se você deseja conectar dois projetos Arduino, precisa de um módulo Bluetooth HC-05 para que ele possa iniciar uma conexão Bluetooth e configurá-la.

A estrutura de um módulo Bluetooth

Se você olhar na parte de trás do módulo Bluetooth, encontrará etiquetas para as pinagens. Na maioria dos casos, tudo o que você precisa se preocupar são as pinagens da fonte de alimentação. Principalmente VCC e terra (GND). Porém, além desses pinos, temos também os pinos de dados – RXD e TXD.

RXD recebe dados enquanto TXD envia dados. Se você estiver usando o HC-05, notará dois pinos que o HC-06 não possui. Referimo-nos a esses pinos como habilitação (EN) e pino de saída de estado (STATE). Você também pode ouvir as pessoas se referirem ao pino de habilitação como o pino da chave.

Ao trabalhar com módulos Bluetooth, você precisa prestar muita atenção à tensão de alimentação. Qualquer coisa entre 3,6 volts e 6 volts é segura. Os pinos de dados exigirão sinais digitais de 3,3 volts.

Como fazer a interface do módulo Bluetooth com seu projeto e telefone Arduino

Sensor Bluetooth

Para mostrar como funciona a interface Bluetooth, incluímos um tutorial básico sobre como conectar seu projeto Arduino ao seu celular usando um módulo Bluetooth.

Componentes necessários

• Módulo Bluetooth HC-05 ou Módulo Bluetooth HC-06
• Breadboard
• Arduino Uno
• Resistor de 2,2kΩ
• Resistor de 5,7KΩ
• Fios de núcleo sólido
• Software IDE para Arduino

Instruções

Configurando o hardware

• Conecte os fios dos pinos 5V e GND do seu Arduino Uno, encaixe-os nos trilhos de alimentação da sua placa de ensaio; e, em seguida, alimente-os ao seu módulo Bluetooth, conectando-se aos pinos VCC e GND.
• Conecte o pino de transmissão do seu Arduino Uno à placa de ensaio enquanto usa seus resistores para criar um divisor de tensão em série com o GRAND. O centro deve desligar e conectar-se ao pino RXC. Isso ocorre porque o módulo Bluetooth requer um nível de tensão de transmissão mais baixo.
• Alimente o pino TXD no HC-05 passando um fio através da placa de ensaio do pino de recepção no seu Arduino Uno.

Se você seguir as etapas de fiação acima corretamente, seu projeto deve se parecer com isto:

Arduino Uno conectado ao módulo HC-05

Configurando o software

Para que nosso projeto funcione corretamente, precisamos escrever um código que nos permita ouvir os dados e recebê-los de uma fonte Bluetooth. Em seguida, imprimiremos o resultado de volta no computador usando nossa porta serial.

Então, basicamente, usaremos este projeto como um receptor Bluetooth para o computador. Assim, devemos escrever um esboço para o terminal Bluetooth.

Esboço do terminal Bluetooth 1

Etapa 1

Precisamos usar algumas funções e classes da biblioteca Software Serial. Eles permitirão que o Arduino se comunique por Bluetooth. Assim, você deve incluí-lo no esboço.

Etapa 2

Depois de importar a biblioteca, você precisa especificar quais pinos seriais você está usando para enviar e receber dados. Em nosso exemplo acima, estamos usando o pino 9 para nosso pino de recepção (rxPin) e o pino 8 para nosso pino de transmissão (txPin).

Etapa 3

Em seguida, instancie um objeto serial de software (SoftwareSerial) usando os valores que definimos na etapa anterior como argumentos. No exemplo acima, nomeamos nosso objeto serial de software BTSerial.

Etapa 4

Em seguida, defina uma nova função chamada setup. Ele define quais pinos são para entrada e saída. Por padrão, o módulo Bluetooth HC-05 se comunica com o Arduino a 9600 bauds; podemos modificar isso. No entanto, mantivemos o mesmo em nosso exemplo porque está mais próximo da taxa de transmissão precisa.

Etapa 5

Em seguida, defina duas variáveis ​​String que usaremos para mensagens. Finalmente, crie uma função de loop do Arduino com um loop while. Usaremos este loop para ouvir qualquer comunicação entre o Arduino e os dispositivos Bluetooth.

Se o Arduino receber algum dado, ele o imprimirá, usando um ponto e vírgula como terminador de linha.

Esboço do terminal Bluetooth 2

Depois de escrever o esboço, você precisa enviá-lo para o seu Arduino. Em seguida, você precisará emparelhar seu telefone ao seu projeto Arduino. Isso permitirá que seu celular se comunique com o módulo Bluetooth.

Comunicação com o dispositivo Bluetooth

Quando você liga o Arduino usando o botão, você deve notar uma luz vermelha piscando do módulo Bluetooth. Isso sugere que ele está no modo de emparelhamento. Você precisa acessar as configurações de Bluetooth do seu telefone e procurar qualquer dispositivo próximo.

Em dispositivos disponíveis, você deve ver uma entrada relacionada ao seu módulo. Selecione a entrada e emparelhe-a com seu telefone. Ele solicitará um código de emparelhamento. O código de emparelhamento é geralmente “1234”. Agora que você pareou o dispositivo, pode começar a se comunicar com ele. No entanto, você precisará de um aplicativo móvel para fazer isso.

Navegue até a loja de aplicativos do seu telefone e baixe um aplicativo serial Bluetooth Terminal. A aplicação precisa de um terminal que permita digitar mensagens e depois enviá-las para o seu projeto. Além disso, você também precisa ver os avisos que recebe do dispositivo.

Verifique se o aplicativo que você decide usar é compatível com o Bluetooth clássico (Bluetooth Classic) ou pode não funcionar com seu projeto.

Depois de baixar o aplicativo, volte para o seu computador, abra o Arduino IDE e abra o monitor serial para o esboço do Bluetooth. Certifique-se de que o monitor serial esteja usando 9600 bauds ou o número de bauds que você especificou anteriormente.

Volte para o aplicativo do terminal Bluetooth em seu telefone e selecione o projeto Arduino Bluetooth como um dispositivo. Uma vez conectado, você pode digitar uma mensagem no aplicativo do terminal. Certifique-se de adicionar um ponto e vírgula (;) no final da mensagem para indicar o final da mensagem.

Resumo

Se você seguir os passos acima corretamente, deverá receber uma saída informando que o projeto Arduino recebeu uma mensagem. A mensagem também deve aparecer na tela do seu computador através do terminal serial do Arduino IDE. Novamente, este é um projeto simples que é adequado para iniciantes e iniciantes. Depois de entender o básico, você pode buscar projetos mais complexos. Por exemplo, você pode adicionar um botão, LED integrado ou motor CC. Você pode até usá-lo para enviar postagens por e-mail. No entanto, esperamos que você tenha achado este guia útil. Como sempre, obrigado por ler.