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Arduino Uno 使用蓝牙 HC-05 模块的初学者指南

Brad1141
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2018年6月30日

CPOL

8分钟阅读

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如何从 TMP36 向蓝牙终端发送数据，使用 HC-05 模块

引言

在本文中，我将演示如何使用 HC-05 蓝牙模块与 Arduino 建立蓝牙连接。我们将从 TMP36 温度传感器收集数据，然后将数据显示在蓝牙终端中。使用 HC-05 模块所需的所有用品将在下面的“材料”部分列出。完成本教程后，您将能够将信息从 Arduino Uno 发送到蓝牙终端。请注意，本教程是为 Arduino Uno 经验很少的人准备的，因此我将尽力详细介绍所有使用的材料。现在，废话不多说，让我们开始吧！

为 Arduino 供电

我们要做的第一件事是确保我们可以为 Arduino 和 HC-05 模块供电，但我们先从 Arduino Uno 开始。Arduino 需要 7-12 伏的电源才能正常工作，要获得此电压，只需将 Arduino 的电源线插入计算机/笔记本电脑上的 USB 端口即可。虽然有其他为 Arduino 供电的方法，但我们将使用此方法，因为它允许我们在本教程的后续部分上传代码。

注意：请勿在 Arduino 通电时对其进行操作，我们只是为以后使用进行设置。现在，将 Arduino 的电源线放在一边，在完成 HC-05 模块的设置后，我们将为其供电。

现在我们要为 HC-05 模块供电，为此，我们将使用几根跳线和一个面包板。面包板是允许我们搭建临时电路而无需焊接的设备，这使得它们非常适合测试 Arduino Uno 的新组件。首先，将一根跳线的一端连接到 Arduino 板上标有“5V”的部分，然后将另一端连接到最底部一行上的任意孔。接下来，再拿一根跳线，一端连接到标有“GND”的 Arduino 引脚，另一端连接到标有减号的行上的任意孔。您应该得到类似这样的结果...

带有红线的行称为电源轨，我们用它来为所有组件供电。连接到该行的任何跳线都可以获得 5 伏电压，从而一次为多个组件供电。电源轨上方的行将所有组件连接到 Arduino 的接地引脚，称为接地轨。现在我们可以为蓝牙模块供电了，让我们来看看所有引脚以及它们的作用。

蓝牙模块

如前所述，HC-05 蓝牙模块允许我们建立蓝牙连接，但在将其连接到 Arduino 之前，让我们看一下 HC-05 的原理图。

不用担心蓝牙模块的第一个和最后一个引脚，因为本教程我们不会使用它们，其余引脚及其功能列出如下。

  • RXD：这是模块的接收引脚，其作用是收集数据，并插入 Arduino 的发送器引脚 (TX)。
  • TXD：这是模块的发送器引脚，其作用是发送它接收到的数据，并插入 Arduino 的接收器引脚 (RX)。
  • GND：这是模块的接地引脚，其作用是为 VCC 引脚接收的电压提供接地，并插入面包板上的接地轨。
  • VCC：这是模块的电压引脚，其作用是从 Arduino 获取电压，并插入面包板上的电源轨。

现在我们知道了每个引脚的作用，我们可以添加所需的跳线来使其工作，但是，让我们先从 RXD 引脚开始，因为它需要特殊的电压。所以为了给它供电，我们需要制作一个分压器。

分压器

与模块的其他引脚不同，RXD 引脚的逻辑电平* 是 3.3 伏而不是 5 伏，因此，我们需要使用分压器来减弱 RXD 引脚接收到的电压。分压器只是两个串联的电阻，但是我们将使用两个电阻之间的跳线与 RXD 引脚连接，其余电压将接地。像这样搭建您的电路...

注意：最靠近 Arduino 的电阻是 2k 欧姆电阻，离板子最远的电阻是 3k 欧姆电阻，另外，RXD 引脚位于 C25 位置（C 列，25 行）。

* 逻辑电平是指信号可以存在的特定电压。换句话说，信号可以以“高”状态或“低”状态存在，因此，如果我们的逻辑电平是 3.3v，那么 3.3 伏的信号将被设备视为“高”状态，而 0 伏的信号将被视为“低”状态。为设备提供超过其逻辑电平的电压可能会永久损坏设备。

剩余引脚

要将剩余的引脚连接到它们各自的位置，请遵循蓝牙模块部分中的项目符号点，完成后，您的电路板应如下所示。

注意：将 RXD 引脚放在位置 (C25)，TXD 引脚放在 (C26)，GND 引脚放在 (C27)，VCC 引脚放在 (C28)。

TMP36

接下来，我们将把 TMP36 安装到 Arduino 板上。该设备将允许我们记录周围环境的温度，然后我们将把这些数据发送到蓝牙终端，但在开始之前，让我们快速看一下 TMP36 引脚，从左到右。

  • V in：“V in”代表“电压输入”，顾名思义，该引脚的作用是接收 TMP36 可以使用的电压。
  • V out：“V out”代表“电压输出”，这是我们将用于读取传感器结果的引脚。您可以将此引脚连接到任何一个数字引脚。
  • GND：这是 TMP36 传感器的接地引脚，其作用是为 TMP36 接收的电压提供接地。

现在我们已经讨论了 TMP36 的引脚及其功能，让我们将 TMP36 连接到面包板。另外，请注意，我们将使用模拟引脚 0 和传感器，但如果您想使用其他引脚，那完全没问题，只需记住在 Arduino 代码中声明该引脚。

恭喜！您已经完成了 HC-05 模块设置的硬件部分。接下来，我们将进入模块设置的软件部分，并对 Arduino 进行编程，以便使用该模块与蓝牙终端通信。

软件

代码

现在我们将使用 HC-05 模块将 TMP36 的结果显示在蓝牙终端上。打开您的 Arduino IDE，创建一个新文件，然后复制以下代码。

int sensorPin = 0; 

void setup() { 
  Serial.begin(9600); // Default communication rate of the Bluetooth module 
} 

void loop() { 
  int sensorVal = analogRead(sensorPin); //read the input from the sensor 
  float voltage = (sensorVal/1024.0) * 5; //convert the input into a voltage 
  float temperatureCelsius = (voltage - .5) * 100; //convert voltage into temperature 
  
  if(Serial.available() > 0) {  
  Serial.println(temperatureCelsius); //print results in bluetooth terminal
  delay(100);
 }
}

在我们将代码上传到 Arduino 之前，我将简要介绍一下程序的内容。首先，我们通过将一个整数设置为零来初始化模拟引脚。然后，在我们的 setup 函数中，我们将通信速率设置为 9600 波特，这是蓝牙通信的默认速率。之后，我们收集传感器数据，将数据转换为伏特，然后将这些伏特转换为摄氏度的可读温度。最后，如果我们的手机正在接收通信，我们将结果打印到蓝牙终端。

现在我们有了代码并理解了它的作用，我们就可以将代码上传到 Arduino Uno 了。按照以下列表将您的 Arduino 代码上传到开发板。

  1. 将您的 Arduino 插入电子设备上的 USB 端口之一（如果成功，您应该会在 Arduino 开发板上看到绿灯）。
  2. 打开您的 Arduino IDE，然后转到工具 -> 开发板，并确保已选择“Arduino/Geniuno Uno”。
  3. 接下来，按位于验证按钮旁边的上传按钮。

恭喜！您已完成本教程的软件部分。在我们的下一个也是最后一个部分，我们将设置蓝牙终端并与 Arduino Uno 建立蓝牙连接。

蓝牙终端

安装应用程序

我们要做的第一件事是下载一个蓝牙终端应用程序，我们可以将其用于我们的 Arduino。有很多应用程序都可以，但是为了让大家都在同一起跑线上，我建议使用 mightyIT 开发的Bluetooth Terminal HC-05应用程序。

建立蓝牙连接

在我们的应用程序成功下载并打开后，我们必须将 Arduino Uno 连接到手机。首先，确保您的 Arduino 已通电。接下来，转到手机的蓝牙设置并按“搜索”，然后点击以 HC-05 结尾的蓝牙设备。

然后会要求您输入连接 PIN 码。只需键入“1234”并按 Enter 键。现在您已成功连接到您的蓝牙设备！

使用蓝牙终端

打开我们刚刚下载的蓝牙终端应用程序，然后在“配对设备”列表中，您应该会看到您的 HC-05 模块。如果看到了，请点击 HC-05 按钮，您应该会在蓝牙终端中看到温度读数。

恭喜！您已成功使用 HC-05 模块与 Arduino Uno 建立了蓝牙连接。请记住，您可以使用 HC-05 模块做更多的事情，我鼓励您继续使用 HC-05 模块并探索更多独特的使用方法。

材质

  • 1 块 Arduino Uno
  • 1 块半尺寸面包板
  • 跳线
  • TMP36
  • 1 块 HC-05 蓝牙模块
  • 1 块 2k 欧姆电阻
  • 1 块 3k 欧姆电阻
  • Arduino IDE (https://www.arduino.cc/en/Main/Software?)
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