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Arduino Bluetooth 控制:通过 Bluetooth 实现 Arduino 与 Arduino 的控制

无线30 4月 2018
特写视角显示安装在面包板上的Arduino板,使用跳线、电阻和黄色按钮连接至蓝牙模块。
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当普通人听到“Bluetooth”这个词时,他们可能会想到音频耳机或扬声器。这两种设备确实使用了Bluetooth技术,但电子爱好者知道,这种短距离通信方法的用途远不止于收听您喜欢的播客。   Bluetooth可以通过多种有趣且创新的方式传输信息。我们最喜欢的用途之一是将基于Arduino的机器人或其他设备与智能手机配对进行控制。   以下是如何在下一个Arduino机器人项目中开始使用Bluetooth技术的方法。

Arduino 到 Arduino 的蓝牙通信是如何工作的?

使用蓝牙串行信号,您的手机可以像与 Arduino 通过硬件连接一样完美地进行控制。在这种情况下,像 Bluetooth Terminal 和 ArduinoRC 这样的应用程序能够很好地将您的手机变成一个接口设备。   更令人兴奋的是,通过适当的设置,您可以让两块 Arduino 板无需电脑或手机的参与进行通信。Arduino 与 Arduino 之间的通信操作起来稍微复杂一些,但它极大地拓展了控制的可能性。

步骤 1:构建电路

A wiring diagram showing an Arduino board connected to a breadboard and an HC‑05 Bluetooth module using jumper wires, resistors, and a push button.

对于此构建,您需要像上方 Fritzing 图中所示,构建一对相同的面包板。每个面包板将使用一个Arduino Nano通过 HC-05 蓝牙模块传输数据,使另一块面包板能够接收数据并通过闪烁板载 LED 进行响应。您可以通过计算机的串口接口从一个 Arduino 向另一个发送信号,但按钮输入提供了一种快捷方式,通过无线传输一个字符。   以下是构建电路所需的材料:

  • (2) Arduino Nano
  • (2) 面包板
  • (2) HC-05 蓝牙模块
  • (2) 按钮
  • (2) 1k 电阻
  • (2) 2k 电阻
  • (2) 20k 电阻
  • 跳线
  • (2) mini-USB 线缆
注意:您可以根据自己的喜好替换许多零件。例如,Arduino Uno 与 Nano 一样表现良好。此外,您可以在电路图中看到,我们在 HC-05 的 RX 引脚上使用了一个分压器。HC-05 模块的工作电压为 3.3V,因此我们选择这种方式以防止该引脚接收到过高的电压。

配对您的 Arduino 蓝牙模块

Two computer windows side by side showing Arduino serial monitor output, with text indicating the device is ready and displaying test messages over a COM port.

图 2:通过打开第二个 Arduino IDE 实例,您可以同时操作两块独立的开发板。
 
当您完成电路设置后,您需要设置两个蓝牙模块以相互通信。以下是下一步操作:

  1. 将 此处提供的 HC-05_AT_MODE_01 代码 上传到您的其中一块 Arduino 开发板。然后,通过按住开发板上的按钮并上电,将 HC-05 蓝牙模块置于 AT 模式。
  2. 模块启动后,板载 LED 将缓慢闪烁。打开 Arduino IDE 的串口监视器,然后输入“AT”。如果一切正常,您会从终端得到“OK”的响应。
  3. 输入“AT+ROLE=1”将 HC-05 设置为主机;然后输入“AT+CMODE=1”以允许模块与任何地址(模块)配对。
  4. 重置设备后,您的 HC-05(现在作为主机)将与另一块默认配置为从机的 HC-05 配对。

如果您需要将主机更改为从机,按照上述方法通过串口接口与其连接,并输入“AT+ROLE=0”。您也可以使用 HC-06 模块,该模块仅支持从机模式。有关更多细节,请参考第 1 步链接中的代码。此外,您还可以按照 更高级的说明将两个模块绑定在一起。
 
当您像这样操作两块 Arduino 开发板时,从快捷方式打开两个 Arduino IDE 实例(而不是通过 IDE 的文件/新建或文件/打开功能)会非常有帮助。这使您可以同时加载程序并监控串口,极大地简化了编程和故障排除过程。

配对您的 Arduino Bluetooth 模块

Two breadboards each containing an Arduino board connected with jumper wires and components, with USB cables attached and indicator LEDs lit on one board.

图 3:按下按钮会点亮另一个 Arduino Nano 上的灯。便利贴标记了所使用的串口,以便在编程时区分每一个设备。   一旦连接好您的 HC-05/Arduino,加载可在此处找到的软件到每个 Arduino 上,然后按照以下步骤操作:

  1. 为每个 IDE 实例打开一个串口监视器,然后尝试输入 “O” 和 “F”(区分大小写)。
  2. 您应该会看到另一个板子的响应,其板载 LED 会相应地打开或关闭。按下按钮,这将发送字符 “B” 到另一个板子,并使其 LED 短暂闪烁。
  3. 您还可以在串口监视器中输入 “B” 来测试此功能。
  4. 一旦确认一切运行正常,您可以断开其中一个组件并将它们分别放置在房间的两端,用闪烁的灯进行互动。
现在,您已经将两块 Arduino 板连接好了,是时候发挥创造力了。也许您一直在用手机通过蓝牙控制您的机器人,但您更希望使用一个物理键盘。也许您希望设计一个可远程操作的自定义计算机界面。蓝牙技术可以为您的机器人项目添加一个全新的便携式维度。

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