СХЕМА УСТРОЙСТВА BLUETOOTH
Словом Bluetooth – называют технологию передачи данных по радиоканалу на небольшом расстоянии в несколько метров, для связи мобильных телефонов, компьютеров и других цифровых устройств. Интерфейс Bluetooth отличается низким уровнем энергопотребления и невысокой стоимостью. В настоящее время используется чаще всего для связи между сотовыми телефонами и беспроводными гарнитурами. Радиоинтерфейс Bluetooth предназначался для передачи данных и речевых сообщений.
В традиционном варианте гарнитуры модуль Bluetooth имеет микросхему, небольшой литий-ионный аккумулятор 3,7В 50 мА, микрофон, динамик и кнопку включения.
Низкая стоимость аппаратной части, хорошая степень защиты и простота в использовании — сделали весьма популярным этот стандарт. Bluetooth использует частоты в районе 2,4-2,48 ГГц и не требует лицензирования. На настоящее время мировое промышленное сообщество приняло эту технологию как общий стандарт.
Удобства для пользователей, которые обеспечивает технология Bluetooth, наверняка будет иметь огромную популярность. Скажем, когда вы приходите в офис, ваш карманный компьютер тут же автоматически синхронизируется с настольным ПК, передаются новые контакты на ваш мобильный телефон и т.д.
Bluetooth-модуль содержит формирующую, приёмо-передающую часть аппаратуры и встроенное программное обеспечение. Связь между модулем и хост-контроллером производится с помощью высокоскоростного USB-интерфейса или UART/PCM-интерфейса. Интерфейс хост-контроллера в модуле Bluetooth является командным интерфейсом. Хост через ИХК направляет команды, а в ответ принимает от модуля сообщения об их выполнении; менеджер связи устанавливает необходимую конфигурацию хост-контроллера.
Вluetooth имеет два варианта связи: синхронную и асинхронную. Первый вид рассчитан на установление симметричного соединения и служит для передачи голоса. Скорость передачи информации при этом 64 Кит/с. Асинхронный вариант предназначен для пакетной передачи данных, скорость передачи cоставляет 720 Кбит/с. В начале блока находится код доступа, за ним идёт заголовок пакета, содержащий контрольную сумму пакета и информацию о его параметрах, и в конце область, непосредственно содержащая пересылаемую информацию.
Схема одного из радиомодулей Bluetooth приведена ниже:
Спектр частот, выделенный для Bluetooth, имеет диапазон 2,402…2,480 ГГц, который разбит на несколько каналов. Полоса каждого канала 1 МГц. Смена каналов производится по псевдослучайному закону. Постоянное чередование частот позволяет радиоинтерфейсу транслировать информацию по всему диапазону и исключать воздействия помех со стороны других устройств. Если данный канал занят, система перейдёт на другой, свободный от помех.
Интерфейс hc
Хотя за последнее десятилетие было представлено множество беспроводных технологий, Bluetooth по-прежнему остается самой популярной технологией для беспроводной связи на малых расстояниях. Во встраиваемых системах HC-05/06 — самый популярный модуль Bluetooth. Ранее мы использовали этот модуль Bluetooth во многих проектах для управления бытовой техникой, роботами и т. Д. И взаимодействовали с другим микроконтроллером:
- Взаимодействие Bluetooth HC-05 с STM32F103C8 Blue Pill: контрольный светодиод
- Модуль Bluetooth, взаимодействующий с ESP8266: управление светодиодом
- Взаимодействие модуля Bluetooth HC-05 с микроконтроллером AVR
- Светодиоды с голосовым управлением с использованием Arduino и Bluetooth
Сегодня мы научимся сопрягать Bluetooth-модуль HC-05 с MSP430 Launchpad от Texas Instruments. В этом примере интерфейса мы будем управлять встроенным светодиодным индикатором MSP430 со смартфона с помощью Android-приложения Bluetooth Terminal.
Если вы новичок в MSP430, вы можете начать с раздела «Приступая к работе с MSP430G2», используя учебное пособие по Energia IDE, и можете следовать всем учебным пособиям по MSP430 здесь.
Необходимые материалы
- Панель запуска TI-MSP430
- Модуль Bluetooth HC-05
- Приложение Bluetooth Terminal из Play Store
Модуль Bluetooth HC-05
HC-05 является простым в использовании модуля Bluetooth. Он использует протокол последовательной связи (USART) для связи между устройствами. У этого модуля есть два режима работы: первый — командный, второй — рабочий. Командный режим используется для настройки параметров устройства, таких как изменение пароля, скорости передачи данных и т. Д. Модуля. Рабочий режим используется для отправки или получения данных между устройствами.
В этом руководстве мы будем использовать настройки по умолчанию (пароль по умолчанию — 0000 или 1234, имя устройства — HC-05, а скорость передачи данных по умолчанию — 9600). Поэтому будем работать только в рабочем режиме.
Диапазон рабочего напряжения составляет от 4 В до 6 В (обычно + 5 В), а рабочий ток составляет 30 мА. Дальность действия модуля — 100 метров. Всего на модуле Bluetooth HC-05 имеется 6 контактов, из которых контакты EN и State используются в командном режиме. Пин-из HC-05 модуль Bluetooth, показан ниже:
Принципиальная электрическая схема
Схема подключения Bluetooth-модуля HC-05 к плате TI-MSP340 приведена ниже.
Здесь мы сделали 4 соединения с HC-05. Контакты RxD и TxD HC-05 подключены к P1.1 и P1.2 MSP430 соответственно для последовательной связи. А VCC и GND HC-05 подключены к VCC и GND MSP430.
Программирование панели запуска MSP430 для модуля Bluetooth HC-05
Программирование этого светодиода, управляемого через Bluetooth, с помощью MSP430 очень просто. MSP будет запрограммирован с использованием Energia IDE, которая очень похожа на Arduino IDE, поэтому люди, знакомые с Arduino, не столкнутся с трудностями в понимании этого. Полный код с демонстрационным видео приводится в конце руководства.
Начнем с определения макроса для красного светодиода, который мы используем. Эта строка сделана просто для простоты, чтобы мы могли использовать светодиод вместо RED_LED.
#define LED RED_LED
Далее идет наша функция setup (), функция Serial.begin () используется для установки скорости передачи для последовательной связи на 9600, потому что это скорость передачи по умолчанию для HC-05. Мы также использовали функцию pinMode () для инициализации цифрового вывода в качестве выхода (в данном случае это светодиод).
В функции цикла сначала мы проверяем, доступны ли данные на последовательном порту с помощью функции Serial.available () . Затем определите переменную data_recced, в которой хранится значение функции Serial.read () . Эта функция используется для получения данных по bluetooth.
Затем в операторе if-else мы проверяем данные, отправленные с телефона. Если это 1, включите светодиод с помощью digitalWrite (LED, HIGH); и распечатайте в приложении сообщение о том, что светодиод включен, с помощью функции Serial.write () . А если это 2, выключите светодиод с помощью digitalWrite (LED, LOW); и распечатайте в приложении сообщение о том, что светодиод не горит, используя функцию Serial.write () .
Работа светодиода, управляемого Bluetooth, с использованием MSP430
Наконец, загрузите код в MSP430 с помощью Energia IDE, загрузите и установите приложение Bluetooth Terminal на свой смартфон. Приложение будет выглядеть так, как показано ниже:
Теперь включите Bluetooth в своем смартфоне и подключитесь к модулю Bluetooth, выбрав HC-06 из списка доступных устройств. Для подключения используйте пароль 0000 или 1234. После подключения откроется окно с названием устройства, а под ним написано подключенное. Это окно будет выглядеть как на рисунке ниже:
В этом окне попробуйте отправить 1 и 2 на MSP430 через модуль Bluetooth HC-05. При отправке 1 загорится светодиод, и на вашем телефоне будет напечатано сообщение « Светодиод включен», как показано на рисунке ниже:
При отправке 2 светодиод погаснет, и на вашем телефоне будет напечатано сообщение «Светодиод выключен», как показано на рисунке ниже. И вуаля! Вы просто управляли светодиодом через свой телефон с помощью Bluetooth.
Так светодиодом можно управлять по беспроводной сети через Bluetooth. Его можно легко превратить в проект домашней автоматизации, заменив светодиод на реле и любой бытовой прибор.
Полный код с демонстрационным видео приведен ниже.