Bluetooth en Arduino

Bluetooth en Arduino

1. Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda ISM de los 2.4 GHz

   • Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son
     • Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles.
     • Eliminar los cables y conectores entre estos.
     • Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.
   • Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para dispositivos de bajo consumo, que requieren corto alcance de emisión y basados en transceptores de bajo costo.
     • composicion del dispositivo bluetooth
       • dispositivo de radio, encargado de modular y transmitir la señal.
       • controlador digital, compuesto por una CPU, un procesador de señales digitales (DSP – Digital Signal Processor) llamado Link Controller (o controlador de Enlace) y de las interfaces con el dispositivo anfitrión.
     • Comandos AT básicos
       • AT+VERSION: Versión del Firmware
       • AT+NAMEXXX: Programa el nombre que queremos presentar cuando alguien nos busque
       • AT+BAUDX: Fija la velocidad de comunicación entre el modulo y la consola
       • AT+PINXXXX: Configura el número de identificación personal, que se requerirá para establecer la vinculación
       • AT+ROLE: Nos informa de si está configurado como Maestro 1, o como esclavo 0
       • AT+ROLE1: Configura el modulo como Master.
       • AT+ROLE0: Configura el modulo como Slave.
     • Los módulo más frecuentes en el mercado
       • módulo HC-06
         • El Módulo Bluetooth HC-06 tiene dos estados de funcionamiento los cuales es importante conocer
           • Modo AT (Desconectado):
             • Entra a este modo tan pronto alimentamos el modulo, y cuando no se ha establecido una conexión bluetooth con ningún otro dispositivo..
             • EL LED del módulo está parpadeando (frecuencia de parpadeo del LED es de 102ms).
             • En este modo es cuando se debe enviar los comandos AT en caso se quiera configurar algún parámetro, si se envían otros datos diferentes a los comandos AT, el HC-06 los ignorará.
           • Modo Conectado
             • Entra a este modo cunado se establece una conexión con otro dispositivo bluetooth.
             • El LED permanece encendido sin parpadear.
             • Todos los datos que se ingresen al HC-06 por el Pin RX se trasmiten por bluetooth al dispositivo conectado, y los datos recibidos se devuelven por el pin TX. La comunicación es transparente para el programador.
       • módulo HC-05
         • viene configurado de fábrica como "Esclavo" (slave), pero se puede cambiar para que trabaje como "maestro" (master), además al igual que el HC-06, se puede cambiar el nombre, código de vinculación, velocidad y otros parámetros más
           • Modulo bluetooth hc-05 como esclavo
             • Cuando está configurado de esta forma, se comporta similar a un HC-06, espera que un dispositivo bluetooth maestro se conecte a este, generalmente se utiliza cuando se necesita comunicarse con una PC o Celular, pues estos se comportan como dispositivos maestros.
           • Modulo bluetooth hc-05 como Maestro
             • En este modo, EL HC-05 es el que inicia la conexión. Un dispositivo maestro solo se puede conectarse con un dispositivo esclavo. Generalmente se utiliza este modo para comunicarse entre módulos bluetooth. Pero es necesario antes especificar con que dispositivo se tiene que comunicar, esto se explicará más adelante
           • La conexión es sencilla. Alimentamos mediante Vcc y GND. Posteriormente conectamos el TXD (pin de transmisión) y RXD (pin de recepción) a los opuestos de la placa Arduino (cada TXD a un RXD). Así quedarían las conexiones del módulo, con los pines de Arduino.
   • Las comunicaciones se realizan por radiofrecuencia de forma que los dispositivos no tienen que estar alineados y pueden incluso estar en habitaciones separadas si la potencia de transmisión es suficiente
     • Estos dispositivos se clasifican como
       • “Clase 1”, “Clase 2” o “Clase 3”
         • Clase 1. Tiene un rango de operación hasta de 100 m, esto implica una potencia de consumo de 100 mW.
         • Clase 2. Tiene un rango de alcance hasta de 20 m y una potencia promedio de 2.5 mW.
         • Clase 3. Su rango de operación es menor a 1 m con una potencia promedio de 1 mW.
       • según su capacidad de canal
         • Bluetooth 1.0. Esta fue la primera versión usada para la transmisión de datos y que actualmente se encuentra en desuso y al ser la primera versión enfrentó mucho problemas de comunicación entre dispositivos. Le sucedieron las actualizaciones 1.1 y 1.2 y se distinguieron por ser reconocidos como un estándar de comunicación IEEE, por proveer una conexión más rápida y poder detectar otros dispositivos con Bluetooth. La tasa de transmisión fue de aproximadamente 721 kbps.
         • Bluetooth 2.0. Le sucedieron la versión 2.1 + BR/EDR, el cual permitió que los usuarios se conectaran más fácilmente. A grandes rasgos se permitió que un dispositivo pudiera agregar otro dispositivo con Bluetooth de un menú que permitiera detectar y conectarse automáticamente con otro. Los conceptos BR/EDR –Basic Rate/Enhaced Data Rate– se refieren a la tasa de transmisión de datos, por un lado, en BR se puede transmitir 1 Mbps mientras que EDR tienetazas de transferencia hasta de 2 Mbps.
         • Bluetooth 3.0. Sin sucesiones. Se incorporó la características HS -High Speed-, lo que lo hace apto para transferencia de paquetes que contienen más datos de los que se requieren tales como archivos de video y musicales, además de que se hace uso de este atributo cuando se requiere. Además su tasa de transferencia es de 24 Mbps.
         • Bluetooth 4.0. Con versiones actualizadas 4.1 y 4.2. En esta versión se incluye el concepto de Bluetooth Smart que incluye los protocolos Bluetooth clásico -que se manejan en las versiones 1, 2 y 3-, Bluetooth HS, así como Bluetooth Low Energy (BLE). Dentro de esta versión apareció el Bluetooth Low Energy (BLE) el cual está enfocado principalmente para elementos que funcionen con internet de las cosas (IoT), además de que su consumo energético es menor para dispositivos que funcionan por periodos muy largos. En general Bluetooth 4.0 permite tasas de transferencias desde 25 Mbps hasta 32 Mbps.