ماژول بلوتوث HC-05 با بورد Bluetooth تراشه CSR BC417

ماژول بلوتوث HC-05 تراشه CSR BC417

ماژول HC-05 یک ماژول بلوتوث است که بر اساس تراشه CSR BC417 ساخته شده است. این ماژول بلوتوث را قادر می سازد تا به سیستم‌های دیگر از طریق بلوتوث ارتباط برقرار کند و از طریق این ارتباط اطلاعات را انتقال دهد. ماژول HC-05 دارای یک آنتن داخلی بلوتوث است که برای برقراری ارتباط با دستگاه‌های دیگر از بلوتوث استفاده می‌کند. این ماژول بر اساس پروتکل بلوتوث 2.0 و پروفایل Serial Port Profile (SPP) عمل می‌کند. به این معنی است که می توانید از طریق ماژول HC-05 به سیستم‌های دیگر متصل شوید و داده‌ها را از طریق پورت سریال ارسال و دریافت کنید. ماژول HC-05 دارای پین‌های ورودی/خروجی متعددی است که امکان می‌دهد توسط آن کنترل‌گرها و دستگاه‌های جانبی دیگر را متصل کنید. علاوه بر این، این ماژول دارای دو حالت کاری است: حالت مستر و حالت اسلیو. در حالت مستر، می تواند به دستگاه‌های دیگر متصل شود و در حالت اسلیو، برای دریافت اتصال از دستگاه‌های دیگر منتظر می‌ماند. برنامه‌ریزی و کنترل ماژول HC-05 می‌تواند از طریق دستورات AT (AT commands) انجام شود. با ارسال دستورات AT مناسب، می توانید تنظیمات ماژول را تغییر دهید، اتصالات را برقرار کنید، اطلاعات را ارسال و دریافت کنید و دیگر عملیات مرتبط با ارتباط بلوتوث را انجام دهید. در کل، ماژول HC-05 با استفاده از تراشه CSR BC417 امکانات بلوتوث را فراهم می کند و به شما امکان برقراری ارتباط بی‌سیم با سیستم‌های دیگر را می‌دهد. این ماژول معمولا در پروژه‌های الکترونیکی که نیاز به ارتباط بی‌سیم دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد مانند کنترل از راه دور، اتصال به دستگاه‌های هوشمند و ارسال و دریافت داده‌ها از طریق بلوتوث استفاده دارد.

توضیحات تکمیلی در خصوص HC05 بلوتوث BC417

ماژول بلوتوث HC-05 با بورد یک ماژول بلوتوث با امکانات فراوان می‌باشد و می‌تواند در دو مد master و slave ، پورت سریال را  به صورت بی سیم در اختیار شما بگذارد از این رو می توانید از ماژول بلوتوث HC-05 در طراحی خانه‌های هوشمند ، هدست‌های بی سیم و … استفاده کنید. با استفاده از ماژول HC05 Bluetooth می‌توان دیتا را در فواصل معین 10 الی 33 متر با استفاده از پروتکل بلوتوث دریافت و ارسال کرد. مزیتی که ماژول بلوتوث HC05 دارد این است که می‌تواند دیتا را  از آردوینو ، میکرو کنترلر، تلفن همراه و ... به  صورت سریال به ماژول انتقال داد و سپس خود ماژول دیتا را از طریق پروتکل بلوتوث ارسال خواهد کرد. همچنین می تواند دیتا را از طریق بلوتوث Bluetooth دریافت کند و سپس آن‌ها را به سریال تبدیل کرده و به کاربر تحویل دهد. ماژول بلوتوث HC-05 یک ماژول بلوتوث ارتباط بی سیم است که برای ایجاد ارتباط بین دو دستگاه بلوتوث مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماژول دارای ماژول بلوتوث 2.0 با فرکانس 2.4 گیگاهرتز و پشتیبانی از پروتکل SPP (Serial Port Profile) است. ماژول HC-05 در حالت پیش فرض با بادریت 9600bps و تنظیمات UART 8-N-1 عمل می کند. دارای دو حالت Master و Slave می باشد که می توانید با تغییر تنظیمات ماژول بین این حالت ها تغییر دهید. این ماژول برای انتقال داده ها در پروژه‌های رباتیک، اینترنت اشیاء IoT و ارتباط دستگاه‌های مختلف از جمله میکروکنترلرها و کامپیوترها استفاده می شود.

ویژگی‌های ماژول بلوتوث HC-05 تراشه CSR BC417 با برد کمکی

• ولتاز 3.3 ولت
•  فرکانس  ISM Band 2.4Hhz
• حساسیت 84dBm
• بلوتوث کلاس 2 ، برد 10 الی 33 متر
• حداکثر سرعت 2.1Mbps
• مدولاسیون   GFSK
• دارای مد master ,slave
•  محدوده دمای کاری 25- الی 75 درجه سانتی گراد
• پروتکل  ارتباطی USART 

بررسی پایه‌های PinOut ماژول بلوتوث HC-05 BC417

ماژول HC-05 دارای چندین پین ورودی/خروجی است که هر کدام وظایف خاصی دارند. پین‌های اصلی و پرکاربرد این ماژول را در ادامه توضیح می‌دهیم.

• VCC: این پین برای تغذیه ماژول از منبع تغذیه خارجی استفاده می‌شود. ولتاژ تغذیه معمولاً بین 3.3 تا 5 ولت است و باید با ولتاژ تغذیه سیستم مورد استفاده هماهنگ شود.
• GND: این پین به منبع زمین متصل می‌شود و به عنوان مرجع منفی برای تغذیه و ارتباط با سایر دستگاه‌ها عمل می‌کند.
• TX: این پین برای ارسال داده‌ها از طریق رابط سریال ماژول استفاده می‌شود. معمولاً به پین RX دستگاه دیگر (مثلا میکروکنترلر یا کامپیوتر) متصل می‌شود.
• RX: این پین برای دریافت داده‌ها از طریق رابط سریال ماژول استفاده می‌شود. معمولاً به پین TX دستگاه دیگر متصل می‌شود.
• EN (Enable): این پین برای فعال کردن و غیرفعال کردن ماژول بلوتوث استفاده می‌شود. با قرار دادن این پین در حالت فعال (به ولتاژ VCC)، ماژول آماده برقراری ارتباط می‌شود و در حالت غیرفعال (به ولتاژ GND)، ماژول قطع ارتباط می‌شود.
• STATE: این پین برای نمایش وضعیت ماژول استفاده می‌شود. می‌توانید با خواندن وضعیت این پین، وضعیت ارتباط ماژول را مشخص کنید.
• KEY: این پین برای حالت برنامه‌ریزی و تنظیمات ماژول استفاده می‌شود. با اعمال یک ولتاژ کوتاه به این پین، می‌توانید به حالت برنامه‌ریزی ماژول بپردازید.

توجه داشته باشید که پین‌های ماژول HC-05 ممکن است بسته به نوع برد و ساختار ماژول متفاوت باشند. بنابراین، بهتر است برای کار با این ماژول، دیتاشیت (Datasheet) مربوطه را مطالعه کنید تا پین‌ها و وظایف آنها را به درستی بفهمید.

به همراه ماژول بلوتوث HC-05 چه وسایلی بخریم؟

برای استفاده از ماژول بلوتوث HC-05، نیاز به چند وسیله است که عبارتند از:

• مبدل USB به TTL برای اتصال ماژول به کامپیوتر یا میکروکنترلر
• کابل‌های اتصال برای اتصال ماژول به مبدل USB به TTL
• منبع تغذیه با ولتاژ ۳.۳ ولت برای تغذیه ماژول
• در صورت نیاز به استفاده با آردوینو یک نوع برد Arduino هم بایستی تهیه شود.

همچنین، برای اتصال ماژول بلوتوث HC-05 به یک میکروکنترلر، نیاز به پلاک‌برد و سایر قطعات مرتبط با اینترفیس کاربری مورد نیاز دارید، به عنوان مثال میکروکنترلر، کانکتورهای پین‌هدر و غیره را نیاز دارید. 

راه اندازی بلوتوث HC-05 BC417 توسط آردوینو

برای راه اندازی ماژول HC-05 با برد آردوینو، می توانید از اتصالات سریال برد آردوینو استفاده کنید. 

اتصال فیزیکی: متصل کردن پین VCC ماژول به پین 5 ولت برد آردوینو، متصل کردن پین GND ماژول به پین زمین (GND) برد آردوینو، متصل کردن پین TX ماژول به پین RX برد آردوینو (معمولاً پین 0)، متصل کردن پین RX ماژول به پین TX برد آردوینو (معمولاً پین 1)، در صورت نیاز به کنترل روشن/خاموش بودن ماژول با استفاده از پین EN، متصل کردن این پین به یک پین دیجیتال برد آردوینو

برنامه نویسی آردوینو: باز کردن نرم افزار آردوینو و ساختن یک پروژه جدید، استفاده از کتابخانه SoftwareSerial برای ایجاد یک پورت سریال نرم افزاری، تعریف یک شیء از کلاس SoftwareSerial با استفاده از پین های مورد استفاده (معمولاً پین 0 و 1 برای RX و TX) برای ارتباط با ماژول HC-05، تنظیم سرعت بودریت (Baud rate) پورت سریال به مقدار مطلوب (معمولاً 9600 بیت بر ثانیه)، در تابع setup، شروع کردن پورت سریال نرم افزاری با استفاده از دستور Serial.begin() و ارسال دستورات AT اولیه برای تنظیمات ماژول، در تابع loop، می توانید دستورات AT را ارسال و دریافت کنید و عملیات دیگری را با ماژول انجام دهید.

آپلود برنامه: اتصال برد آردوینو به رایانه از طریق کابل USB، انتخاب درست برد و پورت سریال در نرم افزار آردوینو، کامپایل کردن برنامه و آپلود آن بر روی برد آردوینو، بعد از آپلود برنامه، برد آردوینو با ماژول HC-05 از طریق رابط سریال متصل خواهد شد. شما می توانید دستورات AT را از طریق سریال متصل شده ارسال و دریافت کنید و با ماژول بلوتوث ارتباط برقرار کنید.

توجه داشته باشید که تنظیمات ماژول (مانند نام دستگاه، رمز عبور و سرعت بادریت) را می توانید با ارسال دستورات AT به ماژول تغییر دهید. برای اطلاعات بیشتر درباره دستورات AT قابل ارسال به ماژول HC-05، می توانید به دیتاشیت مربوطه مراجعه کنید.

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial BTSerial(2, 3);  // تعریف یک شیء از کلاس SoftwareSerial برای ارتباط با ماژول HC-05

void setup() {
  Serial.begin(9600);  // شروع پورت سریال سخت افزاری برای ارتباط با کامپیوتر
  BTSerial.begin(9600);  // شروع پورت سریال نرم افزاری برای ارتباط با ماژول HC-05

  Serial.println("HC-05 Bluetooth Module is ready!");
  Serial.println("Please send AT commands for testing.");
}

void loop() {
  if (BTSerial.available()) {
    // دریافت داده از ماژول HC-05
    char receivedChar = BTSerial.read();
    Serial.print(receivedChar);
  }

  if (Serial.available()) {
    // دریافت داده از کامپیوتر
    char receivedChar = Serial.read();
    BTSerial.print(receivedChar);
  }
}

در خط اول کد، کتابخانه SoftwareSerial را وارد می‌کنیم. در خط سوم، یک شیء با نام BTSerial از کلاس SoftwareSerial تعریف می‌کنیم. این شیء برای ارتباط با ماژول HC-05 استفاده می‌شود و پین 2 و 3 را به عنوان پین‌های RX و TX تعیین می‌کند. تابع setup در ابتدای برنامه اجرا می‌شود. در این تابع، پورت سریال سخت افزاری و پورت سریال نرم‌افزاری برای ارتباط با کامپیوتر و ماژول HC-05 با سرعت بودریت 9600 تنظیم می‌شوند. همچنین پیامی در خروجی سریال نمایش داده می‌شود. تابع loop به طور مداوم تکرار می‌شود. در این تابع، داده‌های دریافتی از ماژول HC-05 خوانده شده و در خروجی سریال نمایش داده می‌شوند. همچنین، داده‌های دریافتی از کامپیوتر خوانده شده و به ماژول HC-05 ارسال می‌شوند. شما می توانید این کد را در نرم افزار آردوینو خود آپلود کنید و با استفاده از مانیتور سریال، دستورات AT را برای ماژول HC-05 ارسال کنید و پاسخ‌های دریافتی را مشاهده کنید.

آموزش اول: ارتباط دوطرفه با بلوتوث ماژول HC05 و برد آردوینو از طریق AT Command

پیشنهاد می‌کنم قبل از شروع مطالعه ابن آموزش، تمام تصورات خود از ماژول بلوتوث را کنار بگذارید. بدون شک اولین گزینه‌ای که با شنیدن اسم ماژول بلوتوث Bluetooth به ذهن می‌آید، کنترل گجت‌ها از طریق موبایل و ارتباط بلوتوث خواهد بود. اما در این آموزش قرار است با مفاهیم اولیه ارتباط بین دو ماژول بلوتوث Bluetooth را برقرار کنیم. بنابراین یک آردوینو با ماژول بلوتوث در یک سمت و در سمت دیگر یک برد آردوینو و یک ماژول بلوتوث قرار خواهند داشت. این دو از طریق ارتباط بلوتوث به صورت بیسیم باهم ارتباط برقرار می‌کنند.

ادامه آموزش

آموزش دوم: طراحی و پیاده سازی سیستم ایستگاه هواشناسی بلوتوثی HC-05 با آردوینو

اندازه گیری پارامترهای محیطی کاربردهای مختلف و مهمی دارد. میزان دما، فشار، رطوبت و …. از مهم ترین پارامترهای محیطی به شمار می روند. امروزه گجت های هواشناسی بسیار محبوب و کاربردی شده اند. این ابزارهای کوچک می توانند پارامترهای هوا را اندازه گیری نمایند. در این آموزش قصد داریم تا به کمک برد آردوینو و سنسورهای مربوطه، یکی از این گجت ها بسازیم. این گجت بی سیم بوده و داده های خود را از طریق بلوتوث تبادل می نماید. با قرار دادن این گجت در محیط آزاد، می توان داده ها را به صورت بی سیم و در مرکز کنترل، دریافت کنید.

ادامه آموزش