Bluetooth обозрение. Мини-тест модулей HC-05, HC-06, HM-10, DX-BT18.
Как уже многие могли заметить, большинство моих поделок подвижного состава имеют управление со смартфона через технологию Bluetooth.
За это время у меня накопился некоторый експириенс на эту тему и которым я срочно желаю поделиться с общественностью.
Первыми на обо рз ении будет классические модули НС-05 и НС-06.
Они, фактически одинаковые. Отличаются прошивкой. Тот, который «05-ый», можно переключить в режим Мастер. И тогда он сам автоматически будет подключаться к заранее привязанному парному устройству, как только появилось питание. В некоторых случаях – удобно. Например, джойстик или пульт сразу находят свою жертву, без участия человеков. «06-ой» такого не может. Его каждый раз требуется женить вручную.
Собраны на основе чипа BC417
Данный чип умеет только во вторую версию Bluetooth. С одной стороны это хорошо – можно его задружить с любым древним девайсом на Андроиде из ближайшей помойки. А с другой – плохо. Так как абсолютно вся техника Аппл проходит строго мимо. Ибо мало-мальски современные их устройства понимают только версию зуба 4.0 и выше (которая BLE). А все, что выпущено до iPhone 4s, хоть и имеет по пачпорту версию 2.1 ERD, но в буквальном смысле анально огорожено. Подключить разрешалось только строго сертифицированные Яблоком примочки, к которым описываемые китайские поделки, ясен пень, не относятся.
Обзоров по данным модулям – милльон, повторять их не вижу смысла.
Еще одно мелкое отличие НС-05 от 06, это работа с АТ командами. У шестерок изначально включен этот режим, и можно слать команды из консоли сразу после подключения. У 5-ой версии для этого требуется подать высокий уровень на первый пин разведенной суб-платы. Благо, контактная площадка этого пина находится скраешку, и до нее легко добраться самым обычным Дюпонтом, аккуратно подсунув его под защитную прозрачную термоусадку.
Нужен этот АТ режим, в первую очередь, чтобы выдать легко запоминаемые и адекватные имена для пачки одинаковых модулей. Ибо, когда у меня накопалась критическая масса устройств, то при подключении смартфона, отличить один НС-06 от другого стало возможным только по МАС-адресу.
А учить наизусть мак-адреса, какой для РС-трактора, какой для самосвала, а какой для тестовой платформы и т.п. — занятие так себе.
Следующий подопытный, это модуль, приобретенный под названием НМ-10 Bluetooth 4.0 BLE. Который при ближайшем рассмотрении идентифицировался как АТ-09. Прошивка версии: JDY-09-V4.3S
Собран на чипе: CC2540 или CC2541.
Основное его отличие от предыдущих двух, это способность работать с версией Блютут под номером 4.0. При этом возможность работы с более ранними версиями – отсутствует. По итогу, имеем строго обратную ситуацию с совместимостью. Относительно свежие Яблоки с модулем – дружат. (Не свежие, как уже ранее упоминалось – ни с кем не дружат). Свежие ведрофоны – в целом дружат, а вот старорежимные — однозначно в пролете. И, как подсказывает нам капитан Очевидность: никак не получится совокупить эти модули со своими старыми собратьями.
Кстати, мой ведрофон Redmi 7 при поиске, данный модуль обнаруживает, но коннектиться к нему упорно не желает. Не знаю, в чем причина: в модуле или в Сяоми. iPad mini 2, что характерно, с этим модулем работает без проблем. Как старые Sony Tablet Z & Xperia Z1.
Бонусом данного девайса является гораздо более низкое энергопотребление, в сравнении с олдовыми НС-05/06. Что, как бы вытекает из его названия и режима работы: BLE ( Bluetooth Low Energy) .
Но подробнее об этом будет чуть ниже.
И вот, некоторое время назад, в мои цепкие лапы попался ранее не ведомый науке модуль DX-BT18.
Обнаружен он был исходно в ближайшей радиолавке, после чего был немедленно заказан на АЛИ.
Стоимость модуля такая же, как и у вышеописанных, форм-фактор аналогичный. А весь прикол в том, что он умеет в двухрежимность! Т.е. эта сволочь дружит как со старорежимными девайсами, которые только со второй версией БТ, так с прогрессивными с BLE, что есть однозначно круто. Если верить описанию, то поддерживается SPP2.0 и 4.2 BR / EDR+BLE.
Опыты показали, что и iPad, и Redmi 7 и обе Sony и мой верный ископаемый Fly 440, все отлично видят и спариваются с этим чудесным устройством.
А замер энергопотребления показал, что жрет он даже меньше, чем АТ-09, который вроде тоже BLE. Чудеса, да и только!
Недостаток выискался ровно 1. Чтобы вогнать модуль в АТ-режим, и переименовать его (или просто поиграться с режимами передачи и прочим), требуется подать 0 на нужный пин. Вроде все как у всех. Даже даташит сравнительно легко нашелся, и там даже описана сия процедура. Вот только для реализации ее необходима некоторая ловкость рук и немного мошенства.
Во первых, номер пина и номер выведенной на плате ноги имеют разные, но близкие значения и их легко перепутать. Во вторых, нужно подавать 0, а не 1, как на НС-05.
А в третьих – до этого пина совсем не просто добраться. Мне пришлось аккуратно расковырять шилом термоусадку напротив нужного контакта и подсунуть туда обжатый проводок с тонким кончиком.
Кстати, для программирования модуля, гораздо удобнее оказалось заюзать удачно подвернувшийся FTDI преобразователь UART-TTL, чем подрубать Ардуину с прошивкой для работы с Seral и баловаться скоростями (некоторые модули работают на 9600 Бод, некоторым подавай 33400).
Собственно, из-за чего я вообще сел топтать клавиатуру из-за каких-то там БТ модулей. А связано это вот с чем.
На заре разработки первых прототипов ССU модуля управления для проекта «Трактордуино», я словил нежданчик. Уже, казалось бы отлаженная типовая схема: Ардуино Нано + Драйвер + БТ модуль дала сбой при попытке запитать ее от 3В, через DC-DC 5В повышайку.
Т.е. пока схема была подключена по USB, все было ок. Когда же было решено перейти на автономное питание, дабы затестить залитую прошивку, так сказать в действии, почему-то перестал работать БТ модуль. На нем не загорался светодиод, устройство в сети не находилось.
Проверка соединений, контактов и прочего к успеху не привела. От УСБ же все работало как часы.
Начал грешить на повышайку, тем более, что на ней диод после включения схемы начинал светить как-то тускловато. Попробовал другую, мало ли, попалась бракованная – но результат остался тот же.
В описалове у повышайки обещали до 200 мА при питании 1В. Казалось бы, с запасом. Тем более, что тут 3В, хоть и батарейки слегка разряженные. Но фиг. Различные игрища и комбинации (например, пробовал запитать БТ модуль от 3.3В преобразователя самой Ардуино) привели к тому, что работать оно начало только после того, как в качестве питания был заюзан литиевый акумм на 3.7В.
Почесав репу и немного подумав, я вместо установленного НС-06, воткнул НМ-10. Подкинул 3В, повышайку, и все заработало!
Далее, руки уже сами потянулись за мультиметром, и первые замеры показали, что потребление НС-06 модуля в режиме ожидания коннекта плавает в пределах 10-40 мА. Вместе с Нано и драйвером, получалось около 40-60 мА. В подключенном состоянии, потребление (чисто БТ) падает где-то до 20 мА. Немедленная проверка родственника в виде НС-05 дала ровно такие же результаты.
Испытания же НМ-10 модуля показали, что он жрет порядка 8-9 мА вне зависимости от состояния. И суммарное потребление укладывается в пределы возможности DC-преобразователя от разряженных АА-элементов.
Таким образом, выяснилось, что разница потребления между старым БТ и БЛЕ натурально разы, более того, НС-05/06 жрут в 2 раза больше не задушенной Ардуино Нано, хотя сами цифры вроде бы и не кажутся шибко пугающими в абсолютном выражении. Гугление даташитов так же показало, что 50 мА является типичным потреблением для таких модулей. Т.е. это не у меня брак, это норма(с).
Ну, а когда ко мне в пыточную попали модули BT18, то оказалось, что они лопают еще в полтора раза меньше, чем НМ-10: порядка 5-6мА. Вне зависимости от того, идет поиск или есть коннект. А так же, по какому протоколу коннект: 2.0 или 4.0. Круто, что сказать.
С нонешнего дня буду заказывать теперь только такие модуля. Однозначано.
З.Ы. настоятельно рекомендую оформить подписку о не выходе из заметки до окончания прочтения.
В чем разница между версиями Bluetooth и стоит ли гнаться за новейшей?
Модуль Bluetooth есть в каждом смартфоне. Мы так привыкли к нему, что воспринимаем, как нечто само собой разумеющееся. Однако, на самом деле эта технология более сложная и комплексная, чем например Near Field Communication для бесконтактной оплаты. NFC в смартфоне либо есть, либо его нет. Антенна может быть более или менее чувствительной, располагаться в разных местах корпуса — но на этом все отличия заканчиваются. А вот Bluetooth играет куда большую роль в пользовательском опыте. И все зависит от версии. Наш гаджет-эксперт Артур Сотников рассказывает, почему.
На текущий момент большинство актуальных (имеется в виду производимых и продающихся) смартфонов поставляются с Bluetooth 5.0, 5.1, 5.2 и 5.3. Версию определяют установленные на плате компоненты, так что программных обновлений не предусмотрено. С каким поколением Bluetooth смартфон был куплен, такое и будет на протяжении всего срока эксплуатации. А вот в чем отличия:
Bluetooth 5.0 стал революцией 2016 года. Новый стандарт обеспечил двукратный прирост скорости передачи данных и в четыре раза больше радиус действия. А кроме того, существенное сниженное энергопотребление. Скорость передачи достигла 2 Мб/с, а радиус действия в прямой видимости и без помех — 240 метров. Для сравнения, Bluetooth 4.0 держал связь до 1 Мб/с в пределах 100 метров.
Bluetooth 5.1 появился в 2019 году. В центре внимания оказалось улучшенное определение местоположения подключенных устройств. Гаджеты научились с точностью до сантиметров чувствовать местоположение своей пары. Звучит круто, но по факту в потребительской электронике встречается крайне мало сценариев использования этой функции. В теории на базе Bluetooth 5.1 можно было сделать что-то типа локатора для поиска куда-то запропастившихся наушников… Но по факту я знаю всего один случай, когда производитель использовал возможности нового стандарта и реализовал на основе Bluetooth 5.1 первоначальную настройку продукта при сближении устройств.
Bluetooth 5.2 , он же Bluetooth LE Audio, начал распространяться в 2020 году. По названию легко догадаться, что в центре внимания оказалась энергоэффективность аудиоустройств, однако главное изменение вовсе не в этом. Bluetooth 5.2 получил поддержку нового базового кодека Low Complexity Communication Codec или LC3. Со временем он должен заменить стандартный для большинства устройств SBC. Что нам обещают? Лучше качество звука, меньше задержки и сокращение потребления энергии, однако пройдет еще не один год, прежде чем LC3 получит заметное распространение на рынке. Все-таки одних смартфонов мало, надо чтобы и подключаемые устройства тоже перешли на версию Bluetooth не ниже 5.2 и обзавелись поддержкой этого кодека.
Bluetooth 5.3 анонсирован в июле 2021 года, но чипы с его поддержкой начали появляться на рынке только в мае 2022. В этой версии уменьшили потребление энергии, сократили количество помех в соединениях и повысили безопасность и качество передачи данных. Вероятно, это один из самых скучных апдейтов за семь лет существования Bluetooth 5. Никаких радикально новых функций добавлено не было, просто понемногу улучшили все имеющиеся.
Возникает закономерный вопрос: а стоит ли обращать внимание на номер Bluetooth при выборе смартфона? Например, TCL 30+ оснащен чипом с версией 5.0, а в TCL 30 5G используется 5.1. Будет ли существенно отличаться пользовательский опыт одного и второго устройства? Ответ отрицательный. Дробные версии Bluetooth развиваются эволюционным путем и без особых потрясений в пользовательском опыте, так что это не тот параметр, на который может быть определяющим при покупке. Впрочем, знать отличия между версиями тоже полезно, хотя бы в качестве расширения технологического кругозора.
Вывод следующий: при выборе смартфона желательно убедиться, что версия Bluetooth не ниже 5.0. В этом случае вы получите отличное качество звука, хороший радиус действия, минимальные задержки трансляции и стабильную связь. Чем новее стандарт, тем лучше, однако на слух отличить качество звука Bluetooth 5.1 и Bluetooth 5.3 едва ли возможно.
А вот что точно можно заметить, так это фирменные «надстройки» к технологии от разных производителей. Например, у TCL есть функция Супер-Bluetooth с возможностью одновременного подключения до 4 устройств. И нет, это не быстрое переключение между устройствами, а именно возможность транслировать звук сразу на несколько колонок или внешних динамиков и выбирать для каждого из них подходящий уровень громкости. Чем полезно в реальности? Можно во время перелета включить фильм на экране планшета и подключить сразу две пары беспроводных наушников. Или в такси посмотреть какой-то смешной ролик, без необходимости делить одну пару наушников или отвлекать водителя громким звуком. Наконец, если соберетесь с друзьями на домашнюю или дачную вечеринку, то не придется искать и тащить с собой одну здоровенную колонку, достаточно будет взять четыре небольших и подключить их через Супер-Bluetooth одновременно.