Использование Bluetooth в ESP32: руководство для начинающих

Bluetooth модули HC-05 и HC-06 просты в использовании и находят достаточно широкое применение в радиоэлектронных проектах. Однако к их недостаткам можно отнести сравнительно большое энергопотребление и использование уже сильно устаревшей версии Bluetooth V2.0. На их фоне модули ESP32, обладающие встроенными Wi-Fi и Bluetooth, контактами для АЦП и ЦАП, поддержкой аудио устройств, спящего режима и многими другими возможностями, смотрятся весьма неплохо для конструирования различных проектов тематики интернета вещей (Internet of Things, IoT).

В данной статье мы рассмотрим использование классического Bluetooth в модуле ESP32 – мы будем управлять включением/выключением встроенного светодиода модуля с помощью смартфона. В дальнейших статьях на нашем сайте мы также рассмотрим использование в модуле ESP32 более "продвинутой" версии Bluetooth – технологии BLE (Bluetooth Low Energy – Bluetooth с низким энергопотреблением).

Принципы использования классического Bluetooth и BLE в ESP32

Технология BLE (Bluetooth Low Energy), как следует из ее названия, потребляет значительно меньше энергии чем классический (classic) Bluetooth. Это достигается при помощи передачи данных по требованию с заранее определенными периодическими обновлениями. Но в отличие от классического Bluetooth технология BLE не используется для передачи файлов или музыки. Наверное, вы были неоднократно удивлены тем, что когда вы подключаете к вашему смартфону какой-нибудь фитнес браслет или умные часы, то вы в своем смартфоне можете посмотреть и уровень заряда батареи подключенного устройства – этот функционал становится доступен благодаря использованию технологии BLE. Данная технология работает вместе с версией Bluetooth V4.0 и может использоваться в серверных или клиентских устройствах, что делает ее чрезвычайно удобной для применения в умных часах, фитнес браслетах и т.д.

Классический Bluetooth, в то же время, достаточно удобен для передачи файлов и других данных. Практически все BLE устройства поддерживают и функционал классического Bluetooth.

Bluetooth, который используется в модулях подобных HC-05, является версией классического Bluetooth и называется Bluetooth SSP (Serial Port Protocol – протокол последовательного порта), что означает то, что в данном случае Bluetooth использует стандартный последовательный протокол.

В данной статье мы будем использовать функционал Serial Bluetooth (последовательного) в модуле ESP32 для его соединения со смартфоном, на котором запущено приложение Bluetooth Terminal. Из данного приложения мы будем передавать команды, с помощью которых мы будем включать/выключать встроенный светодиод модуля ESP32.

Подготовка Arduino IDE для работы с модулем ESP32

Имейте ввиду что Arduino IDE по умолчанию не поддерживает модуль ESP32 – вам необходимо скачать и установить библиотеку для его использования с помощью менеджера библиотек. Более подробно про все эти процессы вы можете прочитать в статье про программирование модуля ESP32 с помощью Arduino IDE.

Объяснение программы для модуля ESP32 для использования Bluetooth

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты. Если вы ранее работали с Bluetooth модулями HC-05 или HC-06, то в программах для данных модулей вы найдете много общего с программой, которую мы рассмотрим в данном проекте.

Основная идея нашей программы состоит в том, что соединение Serial Bluetooth в модуле ESP32 "слушает" данные, поступающие от подключенных устройств (в нашем случае смартфона). Если мы будем принимать ‘1’, то мы будем включать встроенный светодиод модуля, а если мы будем принимать ‘0’, то мы будем выключать данный светодиод.

Начнем нашу программу мы с подключения библиотеки BluetoothSerial, которая позволяет Bluetooth модулю ESP32 работать в качестве Bluetoth SSP (Bluetoth с протоколом последовательного порта).

#include "BluetoothSerial.h" //Header File for Serial Bluetooth, will be added by default into Arduino

1	#include "BluetoothSerial.h" //Header File for Serial Bluetooth, will be added by default into Arduino

Затем создадим объект ESP_BT для работы с функционалом технологии Bluetooth.

BluetoothSerial ESP_BT; //Object for Bluetooth

1	BluetoothSerial ESP_BT; //Object for Bluetooth

Далее, внутри функции setup() мы инициализируем Bluetooth соединение и последовательную связь со скоростью 9600 бод. Bluetooth соединению (сигналу) мы дали имя “ESP32_LED_Control” и по этому имени мы его сможем найти в смартфоне когда включим в нем Bluetooth. Также зададим режим работы для контакта, к которому подключен встроенный светодиод модуля, на вывод данных.

void setup() {
  Serial.begin(9600); //Start Serial monitor in 9600
  ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control"); //Name of your Bluetooth Signal
  Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair");

  pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);//Specify that LED pin is output
}

void setup() {

Serial.begin(9600); //Start Serial monitor in 9600

ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control"); //Name of your Bluetooth Signal

Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair");

pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);//Specify that LED pin is output

}

Внутри бесконечного цикла void loop мы будем проверять поступают ли какие-либо данные по соединению Bluetooth. Если поступают, то мы будем сохранять их в переменной incoming. Также мы будем выводить значение этой переменной в окно монитора последовательной связи для тестирования работы проекта.

  if (ESP_BT.available()) //Check if we receive anything from Bluetooth
  {
    incoming = ESP_BT.read(); //Read what we recevive
    Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);

if (ESP_BT.available()) //Check if we receive anything from Bluetooth

{

incoming = ESP_BT.read(); //Read what we recevive

Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);

Далее мы можем сравнить значение переменной incoming с заранее определенными данными и на основе результатов этого сравнения выполнить определенные действия. Но имейте ввиду, что значение, передаваемое по Bluetooth – оно символьного типа (char), а в нашей программе для модуля ESP32 мы будем считывать десятичный код этого символа в формате ASCII. К примеру, для символа ‘0’ его десятичный код равен 48, а десятичный код символа ‘1’ равен 49.

То есть значение переменной incoming в программе мы будем сравнивать со значениями 48 и 49 чтобы проверить передавался 0 или 1. Если передавалась 1, то мы будем включать светодиод, а если 0 – мы будем выключать светодиод.

    if (incoming == 49)
        {
        digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
        ESP_BT.println("LED turned ON");
        }
       
    if (incoming == 48)
        {
        digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        ESP_BT.println("LED turned OFF");
        }

if (incoming == 49)

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

ESP_BT.println("LED turned ON");

}

if (incoming == 48)

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

ESP_BT.println("LED turned OFF");

}

Тестирование использования Serial Bluetooth в ESP32

Подключите ваш модуль ESP32 к компьютеру, запустите Arduino IDE и в ней укажите COM порт компьютера, к которому подключен модуль ESP32 – его можно узнать в диспетчере устройств Windows. Загрузите программу проекта в модуль ESP32. Откройте монитор последовательного порта (Serial monitor) в Arduino IDE и включите в настройках вашего смартфона использование Bluetooth. В списке доступных для подключения устройств вы должны обнаружить устройство с именем ESP32_LED_Control – подключитесь к нему.

После этого запустите на своем смартфоне приложение Bluetooth terminal (его предварительно необходимо скачать и установить с Google App store). Соедините это приложение с нашим подключенным по Bluetooth устройством, напечатайте в его терминале 1 и нажмите send (передать).

Модуль ESP32 должен принять этот символ и включить свой встроенный светодиод. Также он передаст смартфону сообщение, подтверждающее то, что светодиод включен (см. рисунок выше). Также результаты работы программы вы можете наблюдать в окне монитора последовательной связи – там будут показываться десятичные коды символов (48 или 49), которые мы принимаем.

При передаче 0 с приложения на смартфоне встроенный светодиод модуля будет выключаться. Более подробно работу программы вы можете посмотреть на видео, приведенном в конце статьи.

Исходный код программы (скетча)

/*Program to control LED (ON/OFF) from ESP32 using Serial Bluetooth
 * Thanks to Neil Kolbans for his efoorts in adding the support to Arduino IDE
 * Turotial on: www.circuitdigest.com 
 */
#include "BluetoothSerial.h" //Header File for Serial Bluetooth, will be added by default into Arduino
BluetoothSerial ESP_BT; //Object for Bluetooth
int incoming;
int LED_BUILTIN = 2;
void setup() {
  Serial.begin(9600); //инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бод
  ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control"); //Name of your Bluetooth Signal (имя нашего Bluetooth соединения)
  Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair");
  pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);//Specify that LED pin is output (режим работы контакта на вывод данных)
}
void loop() {
  
  if (ESP_BT.available()) //проверяем получаем ли мы что-нибудь по Bluetooth
  {
    incoming = ESP_BT.read(); //считываем то, что мы принимаем 
    Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);
    if (incoming == 49)
        {
        digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);
        ESP_BT.println("LED turned ON");
        }
        
    if (incoming == 48)
        {
        digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
        ESP_BT.println("LED turned OFF");
        }     
  }
  delay(20);
}

/*Program to control LED (ON/OFF) from ESP32 using Serial Bluetooth

* Thanks to Neil Kolbans for his efoorts in adding the support to Arduino IDE

* Turotial on: www.circuitdigest.com

#include "BluetoothSerial.h" //Header File for Serial Bluetooth, will be added by default into Arduino

BluetoothSerial ESP_BT; //Object for Bluetooth

int incoming;

int LED_BUILTIN = 2;

void setup() {

Serial.begin(9600); //инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бод

ESP_BT.begin("ESP32_LED_Control"); //Name of your Bluetooth Signal (имя нашего Bluetooth соединения)

Serial.println("Bluetooth Device is Ready to Pair");

pinMode (LED_BUILTIN, OUTPUT);//Specify that LED pin is output (режим работы контакта на вывод данных)

}

void loop() {

if (ESP_BT.available()) //проверяем получаем ли мы что-нибудь по Bluetooth

{

incoming = ESP_BT.read(); //считываем то, что мы принимаем

Serial.print("Received:"); Serial.println(incoming);

if (incoming == 49)

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

ESP_BT.println("LED turned ON");

}

if (incoming == 48)

{

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

ESP_BT.println("LED turned OFF");

}

delay(20);

}

Видео, демонстрирующее работу проекта

(2 голосов, оценка: 5,00 из 5)

Загрузка...

8 841 просмотров

Дмитрий говорит 21.10.2024 в 11:38:

Здравствуйте!
Есть ли готовый проект (или близкий), который реализует эквивалент HC-05 на ESP32 (BLE)? Мне надо прозрачную трансляцию последовательного порта UART в обе стороны через BT на Андроид-девайс (бортовой компьютер) для передачи данных GNSS. Скорость до 115200.

Ответить ↓
- admin-new говорит 21.10.2024 в 22:09:
  
  Добрый день, не совсем понял, к сожалению, что вы понимаете под эквивалентом HC-05 на ESP32 (BLE). Все проекты с Bluetooth на нашем сайте вы можете посмотреть по этой ссылке. Может быть, вам в наибольшей степени подойдет вот эта статья - передача данных на смартфон с помощью Arduino, модуля NRF24L01 и Bluetooth (BLE). Только переделать данный проект под ESP32.
  
  Ответить ↓
  - Дмитрий говорит 09.11.2024 в 23:40:
    
    Спасибо за ответ.
    Нашёл нужное, здесь слейв: https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/libraries/BluetoothSerial/examples/SerialToSerialBT/SerialToSerialBT.ino
    А здесь мастер: https://github.com/espressif/arduino-esp32/blob/master/libraries/BluetoothSerial/examples/SerialToSerialBTM/SerialToSerialBTM.ino
    
    Ответить ↓
    - admin-new говорит 10.11.2024 в 16:16:
      
      Хорошо, спасибо и вам. Надеюсь ваши ссылки помогут тем пользователям, которые столкнулись с такой же проблемой как и вы
      
      Ответить ↓

Использование Bluetooth в модуле ESP32

Принципы использования классического Bluetooth и BLE в ESP32

Подготовка Arduino IDE для работы с модулем ESP32

Объяснение программы для модуля ESP32 для использования Bluetooth

Тестирование использования Serial Bluetooth в ESP32

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу проекта

Комментарии

Использование Bluetooth в модуле ESP32 — 4 комментария

Добавить комментарий Отменить ответ

Принципы использования классического Bluetooth и BLE в ESP32

Подготовка Arduino IDE для работы с модулем ESP32

Объяснение программы для модуля ESP32 для использования Bluetooth

Тестирование использования Serial Bluetooth в ESP32

Исходный код программы (скетча)

Видео, демонстрирующее работу проекта

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ