ماژول HC-05 آردوینو؛ آموزش اتصال، کدنویسی و کنترل بلوتوث

ماژول HC-05 آردوینو چیست؟

HC-05 در اصل یک رابط Bluetooth-to-Serial است. یعنی داده‌ای که از طریق UART
دریافت می‌کند، می‌تواند به‌صورت بی‌سیم منتقل شود و اطلاعات دریافتی از Bluetooth
نیز دوباره در اختیار Arduino قرار بگیرد.

همین ساختار ساده باعث شده راه‌اندازی این ماژول نسبتاً آسان باشد؛ Arduino
می‌تواند با همان منطق ارتباط سریال با HC-05 صحبت کند و نیازی نیست برنامه‌نویس
مستقیماً وارد جزئیات پیچیده ارتباط Bluetooth شود.

حالت Data و AT در HC-05 چه تفاوتی دارند؟

هنگام استفاده معمول از ماژول، حالت Data Mode وظیفه انتقال
اطلاعات را بر عهده دارد. داده‌های ورودی از UART به Bluetooth فرستاده می‌شوند
و اطلاعات دریافت‌شده نیز از همین مسیر به Arduino می‌رسند.

در مقابل، AT Mode برای تنظیم پارامترهای داخلی ماژول استفاده می‌شود.
تغییر نام، تنظیم برخی پارامترهای ارتباطی و مدیریت بعضی ویژگی‌های Bluetooth
از طریق فرمان‌های AT انجام می‌شود.

HC-05 در حالت Master و Slave

نقش Slave زمانی مفید است که ماژول منتظر برقراری ارتباط از
سمت یک دستگاه دیگر باشد. ارتباط با گوشی موبایل یکی از رایج‌ترین نمونه‌های همین حالت است.

نقش Master شرایط متفاوتی دارد و به ماژول اجازه می‌دهد برای
پیدا کردن و برقراری ارتباط با دستگاه مقابل اقدام کند. چنین ساختاری در پروژه‌هایی
که دو برد باید مستقیماً با Bluetooth به هم متصل شوند، کاربرد بیشتری دارد.

پایه های HC-05

چیدمان پایه‌ها میان بردهای مختلف HC-05 ممکن است کمی متفاوت باشد؛ بنابراین
نوشته روی همان بردی که در اختیار دارید ملاک نهایی اتصال خواهد بود.
در نسخه‌های رایج معمولاً VCC، GND، TXD، RXD، STATE و EN یا KEY دیده می‌شود.

ولتاژ HC-05 چقدر است؟

یکی از مهم‌ترین نکات در زمان سیم‌کشی، تفاوت میان ولتاژ تغذیه برد ماژول
و ولتاژ منطقی تراشه است. بسیاری از بردهای آماده HC-05 دارای رگولاتور هستند،
بنابراین ورودی تغذیه برد می‌تواند با محدوده مشخصی کار کند؛ با این حال،
منطق سریال تراشه 3.3V است.

اتصال HC-05 به Arduino Uno

برای جدا کردن Bluetooth از ارتباط USB، می‌توان از SoftwareSerial روی چند پایه
دیجیتال استفاده کرد. در نمونه زیر D2 برای دریافت اطلاعات و D3 برای ارسال
داده به ماژول در نظر گرفته شده است.

اتصال سریال باید به‌صورت ضربدری انجام شود؛ یعنی TXD ماژول به RX آردوینو
می‌رود و مسیر TX آردوینو نیز به RXD ماژول متصل می‌شود. در مسیر Arduino TX
رعایت سطح منطقی 3.3V نیز ضروری است.

* ولتاژ تغذیه را برای مدل دقیق ماژول خود بررسی کنید؛ بردهای مختلف HC-05 ممکن است
مشخصات ورودی متفاوتی داشته باشند.

چرا از SoftwareSerial استفاده کنیم؟

Arduino Uno یک UART سخت‌افزاری دارد که در بسیاری از پروژه‌ها به ارتباط USB
و Serial Monitor اختصاص پیدا می‌کند. به همین دلیل ایجاد یک رابط سریال
روی پایه‌های دیگری مانند D2 و D3 می‌تواند ارتباط Bluetooth را از مسیر
اصلی جدا کند.

البته SoftwareSerial برای همه شرایط ایده‌آل نیست. سرعت بالا، پردازش‌های
هم‌زمان و حجم زیاد داده می‌تواند محدودیت‌هایی ایجاد کند؛ بنابراین در پروژه‌های
سنگین، استفاده از بردی با UART سخت‌افزاری بیشتر گزینه مناسب‌تری خواهد بود.

کد ارتباط HC-05 با Arduino

برای اولین تست بهتر است مدار را ساده نگه دارید. برنامه زیر نقش یک پل سریال
را بازی می‌کند؛ هر داده‌ای که در Serial Monitor وارد شود به HC-05 فرستاده
خواهد شد و اطلاعات دریافتی از Bluetooth نیز روی مانیتور نمایش داده می‌شود.

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial hc05(3, 2);

void setup() {

  Serial.begin(9600);
  hc05.begin(9600);

  Serial.println("HC-05 Ready");

}

void loop() {

  if (Serial.available()) {
    hc05.write(Serial.read());
  }

  if (hc05.available()) {
    Serial.write(hc05.read());
  }

}

اتصال HC-05 به گوشی

بعد از روشن شدن ماژول، LED وضعیت Bluetooth را نمایش می‌دهد و معمولاً می‌توان
از روی الگوی چشمک‌زدن آن وضعیت کلی اتصال را تشخیص داد.

تنظیم HC-05 با AT Command

فرمان‌های AT امکان تغییر برخی تنظیمات ماژول را فراهم می‌کنند. برای مثال،
می‌توان نام فعلی دستگاه را خواند و در صورت پشتیبانی Firmware، یک نام جدید
برای آن تعیین کرد.

AT

AT+NAME?

AT+NAME=RNGO_HC05

کنترل رله با HC-05 و Arduino

بعد از تست موفق ارتباط Bluetooth، می‌توان یک خروجی واقعی را کنترل کرد.
یکی از مثال‌های ساده، فعال و غیرفعال کردن یک ماژول رله با فرمان‌های متنی
ارسال‌شده از گوشی است.

فرض کنید پیام on برای روشن کردن رله و عبارت
off برای خاموش کردن آن استفاده شود. Arduino پیام دریافتی
را بررسی می‌کند و سپس وضعیت خروجی را تغییر می‌دهد.

چرا HC-05 به گوشی وصل نمی شود؟

مشکل اتصال را بهتر است مرحله‌به‌مرحله بررسی کنید. شروع کار از تغذیه و
GND منطقی‌تر است؛ زیرا ضعف تغذیه می‌تواند حتی قبل از رسیدن برنامه به
مرحله ارتباط سریال، عملکرد ماژول را مختل کند.

کاربردهای HC-05 در پروژه های Arduino

رابط Bluetooth-to-Serial این ماژول، استفاده از آن را در پروژه‌های مختلف ساده کرده است.
از کنترل تجهیزات گرفته تا انتقال داده، بسیاری از پروژه‌های آموزشی می‌توانند
با همین معماری توسعه پیدا کنند.

• کنترل رله با گوشی
• کنترل LED و موتور
• ربات کنترل‌شونده با موبایل
• ارسال اطلاعات سنسورها
• مانیتورینگ داده
• اتوماسیون ساده
• ارتباط بی‌سیم بین دو سیستم
• پروژه‌های آموزشی Arduino

برای پروژه HC-05 چه قطعاتی نیاز دارید؟

یک پروژه بلوتوثی معمولاً فقط به HC-05 و Arduino محدود نمی‌شود. بسته به کاربرد،
ممکن است مقاومت برای Level Shifting، بردبورد، سیم جامپر، رله، LED، سنسور،
درایور موتور یا منبع تغذیه مناسب هم لازم باشد.

مقالات بیشتر درباره Arduino و ارتباطات بی سیم

برای انتخاب قطعه و طراحی پروژه مشاوره فنی می خواهید؟

جمع بندی ماژول HC-05 آردوینو

ماژول HC-05 آردوینو یک راهکار ساده برای اضافه کردن Bluetooth
Serial به پروژه‌های مبتنی بر Arduino محسوب می‌شود. وجود حالت‌های Master و Slave،
ارتباط UART و امکان تنظیم با AT Command، انعطاف مناسبی برای پروژه‌های آموزشی
و کنترلی فراهم می‌کند.

با این حال، راه‌اندازی موفق فقط به کدنویسی محدود نیست. اتصال درست TX و RX،
تنظیم Baud Rate، تشخیص Data Mode و AT Mode و مهم‌تر از همه رعایت سطح منطقی
3.3V در ورودی RXD باید از ابتدا در نظر گرفته شوند.

بعد از برقراری ارتباط پایه، می‌توانید پروژه را به سمت کنترل رله، ربات،
موتور یا ارسال اطلاعات سنسورها توسعه دهید. در پروژه‌های پیشرفته‌تر نیز
بهتر است امکانات HC-05 را با نیازهای واقعی سیستم مقایسه کنید.

سوالات متداول درباره ماژول HC-05 آردوینو

HC-05 را چگونه به Arduino وصل کنیم؟

VCC و GND به تغذیه و زمین مناسب متصل می‌شوند. سپس TXD ماژول به RX آردوینو
و TX آردوینو به RXD ماژول می‌رود؛ در مسیر ارسال به RXD باید سطح منطقی
3.3V رعایت شود.

آیا می توان HC-05 را مستقیم به Arduino وصل کرد؟

مسیر TX آردوینو 5V نباید بدون کاهش سطح ولتاژ مستقیماً به RXD ماژول وارد شود.
تقسیم مقاومتی یا Level Shifter راهکار مناسب‌تری است.

HC-05 برای چه پروژه هایی مناسب است؟

کنترل رله، کنترل ربات، انتقال اطلاعات سنسورها، مانیتورینگ و بسیاری از
پروژه‌های آموزشی که به ارتباط Bluetooth Serial نیاز دارند، از کاربردهای
رایج این ماژول هستند.