Bluetooth応用

2022年技術ブログ集

Bluetooth応用その1
Bluetoothモジュールの種類

Amazon等で入手できるBluetoothモジュールは大きく2種類。
BLE(Bluetooth Low Enegy:v4.0以降)のnRF24L01とBluetooth2.0のHC-05/HC-06(HC-06はスレーブのみ)でした。購入して動かすところから始めました。

(Bluetooth汎用モジュールと特徴)

2台でペアリングを前提とした使用用途が多く、基板アンテナタイプは省エネで電池で動くロボット通信等に多用されています。Windowsとの直接通信はpythonライブラリbleakを使用する例はありますが複雑な設定が必要です。ペア機能+USBシリアルモジュールで通信できそうです。
電源含めた8PIN(2×4)を変換するコネクタが販売されています。8pinを6pinに変換できます。外部アンテナタイプは5V電源可能でSPI接続。基板タイプは3.3V電源データレートは250Kbps~です。

(Bluetooth2.0モジュール)

一般的な通信モジュール(LoRa等)と同じく
シリアルインターフェース(Tx,Rx)でマイコン
との通信を行います。AT+コマンドでIDやペア
リング等の内部設定が可能です。

出荷時に「ID:HT-05 PW:1234」が設定されて
いるため、 Windowsとの接続は容易です。
  (Bluetooth機器として認識されます)

BLEモジュールの活用(nRF21L01)

参考 ttps://burariweb.info/electronic-work/arduino-wireless-communication-module-nrf24l01.html
BLE(nRF24L01)ペアで使いサーボモータの回転角を無線で制御する応用例題です。

サーボモータと制御用ボリュームを実装した実験機

BLE通信モジュール(nRF21L01)によるサーボモータ制御

【電子工作】無線モジュールnRF24L01を使いArduino間で無線通信をやってみる!
【電子工作】無線モジュールnRF24L01を使いArduino間で無線通信をやってみる!

BLEによる角度制御リモコンカメラの製作

(システム概要)
無線でESP32-CAMモジュールの角度を操作するシステムをBLE(nRF24L01)で試作しました。受信機は送信機から送られる角度データでサーボモータを駆動しカメラモジュールを動かします。送信機はボリュームで角度制御する方法とPCから角度制御する方法をスイッチで選択できます。

(リモコンカメラシステム)

(完成したカメラシステム)

Bluetooth応用その2
BLモジュールの活用(HC-05)
まずATコマンドによりHC-05を設定します。
(初期値を変更:AT+NAME=BLT01,AT+PSWD=3326)

Windows-PCとHC-05のペアリング

Windows-PCは認識できるものとできないものがあります。
OSの差(Win10/Win11)ではないことは確認しました。

スマートフォンとHC-05のペアリング

HC-05はiphoneでは検出できませんでしたが、Android端末2機種では認識できペアリングも
できることを確認しました。

Bluetooth応用その3
Windows(Python)プログラム環境でのBluetooth活用検討

これまでのBluetooth実験結果を下記にまとめてみました。

Bluetooth2.0のHC-05モジュールは、Windows-PCで認識できるものと
認識できないものがあり、HC-05単体ではまともに使えないと判断しました。

ESP8266*(D1mini)+nRF27モジュールによるセンサデータ(ADC値)通信

(ArduinoIDEのシリアルプロッタ表示)

ESP8266(D1mini)+nRF27モジュールのプログラムコード

Bluetooth応用その4
HC-05(Bluetooth)モジュールの活用

BLEモジュールの場合、直接Windows-PCへのペアリングは困難であること、BLモジュールの場合はペアリングできるPCとできないPCがあること既報。BLモジュールは基本的にシリアル通信を前提にしているため、受信機側にシリアル変換アダプタを付けることで、PCの種類に依らず無線シリアル通信が可能になると考えられます。
HC-05を2個使い堅牢な通信を行う実験4を行いました。

手順2:マスタ設定のHC-05とUSBシリアル変換アダプタを接続する。

HC-05ペアによるPCとの無線シリアル接続

HC-05ペアによるPCとの無線シリアル接続実験結果

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