V tomto článku si představíme UART Bluetooth moduly, které máme v naší nabídce. V tuto chvíli se jedná o tři moduly – HC-05, HC-06 a AT-09.
Moduly jsou určeny pro připojení mikrokontrolerů s ostatními zařízeními disponující technologií Bluetooth. Např. pro spojení s aplikací v mobilním telefonu, nebo pro bezdrátové spojení dvou mikrokontrolerů mezi sebou.
Komunikace s mikrokontrolerem probíhá pomocí sériového portu UART.
Základní parametry
 HC-05 |  HC-06 |  AT-09 | |
| Čip | BC417 | BC417 | CC2541 |
| Verze Bluetooth | 2.0+EDR | 2.0+EDR | 4.0, BLE |
| Napájecí napětí | 3,6 – 6V | 3,6 – 6V | 3,6 – 6V |
| Napětí datových pinů | 3,3V | 3,3V | 3,3V |
| Odběr proudu | cca 150mA | cca 150mA | cca 50mA |
| Režim | Master/Slave | Slave | Master/Slave |
| Dosah | cca 10m | cca 10m | cca 60m |
| Rozměry | 43x16x7mm | 43x16x7mm | 43x16x7mm |
| Podporované OS | Android, Windows | Android, Windows | Android, Windows, Apple iOS, Apple macOS |
HC-05
Tento modul lze nastavit jak do režimu master, tak do režimu slave a lze tedy tyto dva moduly použít jako propojení dvou mikrokontrolerů mezi sebou. V základním nastvení je modul v režimu slave a lze ho tedy párovat pouze se zařízeními v režimu master – např. s mobilním telefonem, nebo počítačem s Windows.
Jelikož modul nemá certifikovaný čip, lze jej spárovat a provozovat pouze s operačními systémy Android a Windows. S produkty Apple tento modul bohužel nefunguje.
Modul má specifikaci Bluetooth 2.0+EDR a s mobilním telefonem, nebo počítačem s bluetooth se páruje v režimu SPP(Serial Port Profile). Pro spárování je potřeba zadat PIN, který je v základním nastavení 1234. Po spárování je pak možná komunikace obou zařízení mezi sebou pomocí hardwarového sériového portu modulu na straně jedné a sériového portu vytvořeného ovladačem bluetooth v os na straně druhé. V případě propojení dvou mikrokontrolerů dvěma bluetooth moduly se komunikace uskutečňuje pomocí hardwarových sériových portů modulů připojených k oběma mikrokontrolerům. Rychlost komunikace je nastavitelná pomocí AT příkazů a v základním nastavení je 9600baudů.
Do konfiguračního režimu se modul přepíná tlačítkem na desce: při odpojeném napájení se stiskne a drží tlačítko a připojí se napájení na modul. LED dioda začne pomalu blikat, v tu chvíli je možné tlačítko pustit a modul je připraven přijímat AT příkazy. Parametry nastavení sériového portu v tomto režimu jsou: 38400, ,8,1,n. Tyto hodnoty jsou pro konfigurační režim pevně přednastaveny a nelze je měnit. Modul reaguje na AT příkazy pouze ze strany sériového portu nikoli ze strany Bluetooth a pro konfiguraci modulu je tedy nutné modul spojit přes sériový USB převodník s počítačem, popř. lze modul konfigurovat pomocí připojeného mikrokontroleru. Pro připojení modulu k počítači se dá použít jakýkoli UART – USB převodník, nebo pokud počítač má hardwarový RS232 sériový port, tak převodník z RS232 na TTL UART. Modul se s převodníkem propojí čtyřmi vodiči: +5V, GND, RX a TX. Je však potřeba zajistit případné přizpůsobení datových linek RX a TX na 3,3V logiku, pokud převodník používá logiku 5V. Vhodný převodník s 3,3V logikou je např. s čipem CP2102. Převodník napěťových úrovní např. tento: Obousměrný převodník logických úrovní 5V a 3.3V.
Jako program sériové konzole, ve kterém se budou zadávat do modulu konfigurační AT příkazy lze použít např. program Hercules od HW-group, nebo jakýkoli jiný program pro komunikaci přes sériovou konzoli.
Pro jednorázovou konfiguraci je výhodnější propojení s počítačem, kde se pomocí programu sériové konzole provede požadovaná konfigurace. Modul konfiguraci po každém konfiguračním příkazu ukládá, takže po odpojení a připojení napájení je načtena vždy aktuální konfigurace. Ušetří se tím místo v programové paměti mikrokontroleru zabrané kódem nutným pro konfiguraci modulu.
Vzhledem k tomu, že modul má integrovanou anténu a nemá žádný konektor pro připojení antény externí, je jeho dosah cca 10m ve volném prostoru.
Modul má také další dva piny: EN a STATE. Pokud pin EN spojíme s GND, tak se modul kompletně vypne a není možné s ním komunikovat ani po sériovém portu – dojde totiž k odpojení napájení na modul. Na pinu STATE je informace o tom, zda je modul připojený ke vzdálenému zařízení, nebo ne. Pokud není modul připojený je na pinu logická úroveň L(0V), pokud je připojený, tak je úroveň H(3,3V).
Na modulu je integrována LED, která blikáním signalizuje momentální stav modulu: krátké blikáním v rychlém sledu signalizuje připravenost modulu k párování, popř. pokud již modul spárovaný je, tak jeho připravenost k přenosu dat. Dvojí krátké bliknutí v delším intervalu znamená že komunikační kanál je spojený a může probíhat přenos dat. Režim konfigurace je signalizován blikáním LED přibližně v sekundových intervalech.
Zapojení vývodů je vyznačeno zespodu modulu:
HC-06
Tento modul je prakticky stejný jako modul HC-05 (používá stejný čip), jen pracuje pouze v režimu slave (hardwarově nastavené na desce modulu) a tudíž ho lze připojit jen k zařízením v režimu master. Modul nemá přepínání do konfiguračního režimu tlačítkem, ale konfigurace pomocí AT příkazů je možná, pokud není modul připojený s protistranou přes bluetooth. Modulu lze tedy předávat AT příkazy přímo ze sériového portu z počítače, nebo mikrokontroleru. Rychlost sériového portu při konfiguraci je stejná, jako pro přenos dat a tudíž závisí na aktuálním nastavení pomocí AT příkazů.
Modul má také piny EN a STATE, které mají naprosto stejnou funkci jako u HC-05. LED indikace je také stejná, pouze se nesignalizuje konfigurační mód. Taktéž rádiové parametry včetně dosahu a zapojení vývodů jsou stejné.
AT-09
Tento modul oproti prvním dvěma modulům disponuje pouze verzí bluetooth 4.0+BLE a neumí SPP mód, tudíž se tento modul páruje pouze v programu, který bude pomocí tohoto modulu komunikovat s protistranou. Tato skutečnost trochu znepříjemňuje využití tohoto modulu, protože pro komunikaci je potřeba program, který takový režim umí. V os Android lze použít některý z programů pro bluetooth sériovou konzoli, např. Serial Bluetooth Terminal od uživatele Kai Morich (dostupný v Google Play). Tento program umí komunikovat i přes moduly HC-05 a HC-06. Pro propojení mikrokontrolerů pomocí dvou těchto modulů je toto omezení nevýznamné.
Modul má díky novějšímu standardu vyšší dosah a menší odběr proudu. Výborně se tedy hodí do konstrukcí napájených z baterií.
Jak již bylo uvedeno v tabulce základních parametrů, modul umí pracovat v režimu master i slave. Pro vytvoření komunikace např. mezi dvěma mikrokontrolery tedy stačí použít dva tyto moduly, jeden nastavený do režimu master a druhý do režimu slave.
Způsob konfigurace je obdobný jako u modulu HC-06, tedy bez nutnosti přepínat modul do tohoto režimu tlačítkem. Konfigurační AT příkazy lze modulu posílat, když není připojen přes bluetooth k protistraně.
Na rozdíl od předchozích modulů je zde jiná LED indikace: připravenost k přenosu dat je indikována blikáním v přibližně sekundových intervalech a připojení modulu k protistraně je indikováno trvalým svitem.
I u tohoto modulu jsou piny EN a STATE, kde pin STATE má stejnou funkci jako předchozí moduly (nepřipojen L(0V), připojen H(3,3V)). Avšak pin EN u tohoto modulu funkční není, takže modul lze vypnout pouze odpojením napájení. Zapojení vývodů je identické jako u předchozích modulů HC-05 a HC-06.
Shrnutí
Moduly HC-05 a HC-06 se hodí do konstrukcí, které nejsou napájeny z baterií, nebo kde nevadí jejich vyšší odběr. Naopak modul AT-09 je spíše určený právě pro bateriemi napájené konstrukce, kde díky standardu BT4.0 LowEnergy šetří kapacitu baterie. Aplikace všech modulů je velice jednoduchá a tudíž se hodí i pro méně zkušené konstruktéry.
V dalších článcích probereme detailně jak se který modul používá a konfiguruje, včetně konkrétních příkladů pro Arduino.
