2014年12月20日 星期六

藍牙入門學習套件相關資料

為了使擁有這些零件的使用者能夠找到原始商品的資料,所以將下架套件的資料移到這邊來,套件的部落格更新訊息可以到這邊查詢,造成不便請見諒 !

藍牙入門套件 ( 可用於 Raspberry Pi, Arduino, 單晶片, 8051, AVR )

這一組藍牙套件,是經過一段時間的硬體和軟體測試完成之後才推出,雖然不是百分百符合每個使用者的要求,但是對於入門藍牙來說,這套件得確可以讓使用者更快的上手藍牙並且使用在現有的電路項目當中。對於需要更進階的部分,除了自行上網找資料之外,就是看部落格藍牙使用說明網頁裡特別列出的連結或資料。

藍牙入門套件主要包含兩個主要的部分:第一個部分是 USB 藍牙卡 ( Bluetooth USB Dongle ),可直接插入到電腦的 USB 插槽就可使用,主要是用來做為與 HC-05 藍牙模組做通訊裝置;第二部分是 HC-05 ( 主從一體 ) 藍牙 ( 轉串列介面 ) 模組,可直接接收來自微控制器的串列埠資料為藍牙訊號輸出,由於套件中包含一條 USB 轉 TTL ( USB 轉串列埠, TTL 是代表電壓準位是 TTL 規格  ) 線,因此可以直接插在 USB 插槽來模擬 UART,並且經由一些簡單的指令輸入可以切換藍牙模組為主機或是從機 ( 連人家線或是讓人家連線 ) 來做控制與連線。

經由這組藍牙套件可以學習到:
  • 樹莓派 ( Raspberry Pi, OS: Wheezy-Raspbian ) USB 藍牙卡 ( Bluetooth USB Dongle ) 的安裝
    要安裝那些套件與設定才能讓 USB 藍牙卡正確的在樹莓派被驅動,以及與外部裝置做連線。
  • HC-05 藍牙模組的指令操作
    將 HC-05 藍牙模組接上 USB 轉 UART 線直接插入到 USB 插槽後,使用串列埠軟體與之連線後,就可直接與藍牙模組做溝通並且讀取與設定內部參數。使用 HC-05 藍牙模組的好處是,了解與學會這些命列格式之後,不管是主從一體或是從機藍牙模組 (例如 HC-06 ),就一通百通了 !
    藍牙指令的熟悉在撰寫藍牙通訊模式時非常重要!只要了解這些指令的操作方式,程式撰寫就只要著重在 UART 傳送指令或是接收文字訊息的部分,藍牙底層就不需要太多琢磨,這就是使用 HC-05 開發藍牙的優點與便利之處!
  • 樹莓派 ( Raspberry Pi, Wheezy-Raspbain ) 藍牙程式的撰寫
    安裝樹莓派下撰寫藍牙程式的套件,然後撰寫 USB 藍牙卡與 HC-05 藍牙模組間的連線程式,並且互相傳送文字訊息,藉由文字訊息的傳送可傳送自訂的控制訊息或是接收其他裝置的數據資料。
  • 手機與 USB 藍牙卡互傳文字訊息 @ Raspberry Pi / Windows ( 7 / 8.1 )
    將 USB 藍牙卡模擬成 SPP 模式再與 Android 手機連線互傳訊息。這部分主要是 Android 以手機的藍牙 SPP 程式為主 ( 使用手機 OS 是 4.1.2 做測試 ),Eclipse 撰寫的 Android 程式。雖然 Google Play 可以下載到 SPP 的程式,但只提供已經過修改與測試過的原始碼,所以要開啟或是使用手機做測試,請務必要先安裝好 Andorid 開發環境與 Eclipse IDE。
  • 手機與 HC-05 藍牙模組互傳訊息 @ Raspberry Pi / Arduino / 單晶片
    說明如何使用 APP 與自行撰寫的 APP 手機軟體 ( 同樣適用於 Android 2.3 的手機 ),與在不同微控制器系統上的 HC-05 ( 主從一體 ) 藍牙模組連接並互傳文字訊息。
  • ... 
上面討論的都會陸續發佈在部落格上。

還有還有,關於藍牙更多的應用資料,請再自行依興趣搜尋!


特點:

** HC-05 主從一體藍牙轉串列介面模組 ( 有底板 )
  • 藍牙 2.0 + EDR, 2Mbps - 3Mbps 調製速度
  • 可經由 AT 指令切換為藍牙主機 ( Master ) 或從機 ( Slave, 預設 )
  • 底板 IO 兼容 3V3 / 5V 微控制器系統
  • 支援的 Baud Rate ( 鮑率 ):4800、9600 ( 預設 )、19200、38400、57600、115200、23400、460800、921600、1382400;預設通訊參數:9600(bps), 8 ( data bit ), N ( none check bit ), 1 ( stop bit )
  • 通訊距離:10M ( 空曠地 )
  • 底板輸入工作電壓:DC 3V3 - 6V ( Max. 7V )
  • 工作電流:配對中 30 - 40mA,通訊 8mA
  • 發射功率:3dBm
  • 儲存溫度:-40 至 +85 度 C
  • 工作溫度:-25 至 +75 度 C
應用範圍:
  • 免持藍牙裝置
  • 藍牙 GPS
  • 藍牙 PCMCIA、USB Dongle
  • 藍牙數據傳送

** 迷你 USB 藍牙卡
  • 相容 Bluetooth specification V2.0
  • USB 2.0 標準,向下兼容 1.0 / 1.1 標準
  • 適用於 Windows 作業系統 ( Winsow 98 / 98se / Me / 2000 / XP / VISTA, XP SP2 和 VISTA 自動安裝驅動程式 ),實機測試 @ Windows 7 ( 32bit ) 插上後自動安裝驅動程式,windows 8.1 ( 64 bit ) 需安裝第三方套件才能驅動;Linux 作業系統,實機測試 @ Raspberry Pi Wheezy-Raspbian,Bluetooth Manager 若無法順利開啟,請參考網頁最下方連結網頁中的使用說明
  • 傳輸速度:Max. 3 Mbps
  • 藍牙接收 / 傳送距離:0 - 100M  ( 理想參考數據!實際距離依環境、傳送接收設備不同或限制而不同 )

配件接腳配置與說明:

** HC-05 主從一體藍牙轉串列介面模組 ( 有底板 )


HC-05 模組內部有 3V3 LDO 晶片,輸入電源在 3.3 - 6V ( 極限不可超過 7V )。須注意到,HC-05 上的 RxD 與 TxD 兩個接腳可以直接連接到 3V3 與 5V 微控制器系統 IO 接腳上,但不可以直接與個人電腦上的 RS232 相連接 ( 要連接必須使用轉換晶片 MAX232 或是其他 RS232 電壓轉換晶片,不然會燒換藍牙模組 )

HC-05 要與個人電腦做連線,最方便的方法就是使用套件中的 USB 轉 TTL 線,這會在個人電腦中產生一個虛擬的串列埠,使用套件所附或是任何的串列埠軟體就可以馬上與藍牙連線或是開始傳送文字訊息。

套件中的藍牙模組已預先配置一個底板,這可讓使用者更容易地使用 HC-05 藍牙模組而不用另外再配線,只預留 6 隻與外部通訊與連接的常用接腳 ( 如果需要直接與 HC-05 藍牙模組的 IO 接腳連接的話,請參考最下方連結中的附件另外焊接線拉出 ),這些接腳功能 ( 在底板背部也印有這些接腳功能文字 ) 分述如下:

   
     
VCC
輸入電源正極DC 3.3 – 6 V ( 極限不可超過 DC 7V )
GND
輸入電源負極
TXD(1)
串列介面輸出接腳;兼容 3V3 / 5V 微控制器系統
RXD(1)
串列介面輸入接腳;兼容 3V3 / 5V 微控制器系統
KEY(**)
接高準位進入 AT 模式(2);懸空或低準位進入文字傳送狀態
LED
藍牙配對狀態輸出;配對成功輸出高準位,為配對輸出為低準位
(1) TTL 電壓準位,不可直接接個人電腦 RS232 介面;可直接與3V3 / 5V 微控制器系統 TxD  RxD 連接。

(2) 一開始通電就將此接腳接高準位,則串列介面通訊的 Baud Rate 38400 bps;若通電後再將此接腳設為高準位,則預設的 Baud Rate  9600 bps 或是自行設定的數值。所以 UART 通訊設定參數就是 “ baud rate, 8, N, 1”

藍牙模組的底板有一顆藍色的狀態指示 LED 燈,不同的亮滅閃爍表示不同的藍牙狀態:
  • 藍牙模組在通電後,再將 KEY  浮接或設為低準位 ( 接 GND ),LED 快閃 ( 一秒兩次 ),表示模組進入可配對狀態。如果此時將 KEY 設為高準位 ( 接 VCC ),模塊進入到 AT 模式 ( 預設為 9600, 8, N, 1 ),LED 一樣快閃。
  • KEY 在藍牙通電的同時設為高準位 ( 接 VCC,使用套件裡的易剝單芯線 ( 用指甲摳一下就可簡單撥開外層保護塑膠 ) 插入到杜邦頭金屬部分就可以很容易的跳線,詳細看部落格的使用說明 ),LED 慢閃 ( 兩秒一次 ),表示進入到 AT 模式,此時的鮑率固定為 38400 bps ( , 8, N, 1 )。
  • 一旦處於配對成功的狀態,LED 每三秒快閃兩次,表示配對成功。若沒有設定過任何通訊上的參數,則鮑率預設為 9600 bps( , 8, N, 1 )
更多關於藍牙模組或底板的資料請參考資料手冊。


** 迷你 USB 藍牙卡

藍牙卡在這邊的用途只單純用來作與 HC-05 藍芽模組做通訊而已,若是需要像是拿來與藍牙耳機做連接、藍牙區域網(PAN)、 藍牙打印服務(HCRP)、藍牙圖像傳輸功能(BIP)、藍牙串行端口功能(SPP)、藍牙文件傳輸服務(FTP)、藍牙信息交換服務(OPP)、
藍牙撥號上網服務(DUN)... 等,則必須要使用像是 IVT BlueSoeil 軟體才能在 Windows 使用這些功能 ,但這些功能請自己試 (除了 SPP 功能之外 ),軟體有版權但官方有釋出免費版,上網找就有。

由於藍牙套件主要是拿來與週邊做通訊,因此能夠在不同作業系統下 ( 特別是 Raspberry Pi Wheezy Raspbian ( Linux ) 和 Windows 7 / 8.1,剛好手邊都有的情況下 ) 能夠正常工作與完成各項軟體測試就是首選。而為了能夠適用於多種的作業系統,迷你 USB 藍牙卡是選用可用於舊版本 Windows 作業系統的一款,盡量避免ㄧ些不必要的驅動程式困擾 ( 尤其是在樹莓派 )。經過一些時間的測試,選用的這款 USB 藍牙卡可完成軟體與各個程式的測試,由此來入門就免除了選件的困擾也可快速上手節省時間。


** USB 轉 TTL 串列介面 (3V3 邏輯準位) 線

USB 轉 TTL 串列介面 (3V3 邏輯準位) 線

    
    
紅色
DC +5V 輸出
黑色
GND
綠色
TxD ( 3V3 準位 )
白色
RxD ( 3V3 準位 )


HC-05 藍牙模組電路圖 ( 含底板 )
HC-05 主從一體藍牙模組底板電路圖

材料清單:
  • 1  x  pcs  [  HC-05 主從一體藍牙轉串列介面模組 ( 有底板 ) ]
  • 1  x  pcs  [ 迷你 USB 藍牙卡 ( Bluetooth USB Dongle ]
  • 1  x  pcs  [ USB 轉 TTL 串列介面 (3V3 邏輯準位) 線 ]
  • 5  x  pcs  [ 20 cm 杜邦線 ( 母對母 ), 紅、綠、藍、黃、黑各一 ]
  • 1  x  pcs  [ 10 cm 易剝單芯線 ]
材料清單:藍牙入門套件

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使用電子郵件寄送下載連結
  • HC-05 藍牙模組規格書 ( PDF, 中文 )
    HC-05 模組的說明 ( 這不是底板的說明喔 ! )
  • HC-05 藍牙模組指令集 ( PDF, 中文 )
    AT 指令集的說明
  • HC-05 主從一體藍牙模組底板電路圖 ( 含值完整版 ) ( PDF, EAGLECAD )
  • 程式碼 ( 整理中 ...,與網頁同步更新)
    • Raspberry Pi
    • Arduino
    • 單晶片
    • Android 手機 ( SPP )
  • PL2303HX 資料手冊   ( PDF, 英文 )
  • PL2303HX 下載線說明書
  • PL2313 驅動程式  ( ZIP )
  • PL2303 Cable Test  ( ZIP )
  • Windows 8 ( 含以上 ) 驅動程式 ( EXE ) 及安裝說明 (PDF, 中文)

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