Модуль Bluetooth HC-05

Что это такое

HC-05 — самый простой способ сделать робота беспроводным. Это модуль Bluetooth, который работает как последовательный кабель без кабеля: микроконтроллер считывает и записывает байты через TX/RX точно как при связи по USB, но на другом конце находится телефон или ноутбук, сопряжённые по Bluetooth. Отправьте F из приложения на телефоне, и робот поедет вперёд — без Wi-Fi, сети и учётных записей.

Как это работает

HC-05 реализует Bluetooth Serial Port Profile (SPP). После сопряжения всё, что модуль получает по радио, появляется на его выводе TX, а всё, что отправляется на вывод RX, передаётся по радио сопряжённому устройству. Код просто использует последовательный порт — Serial.read() / Serial.print(), — и беспроводная связь остаётся прозрачной. Настройка (имя, скорость, роль ведущего/ведомого) выполняется командами AT в отдельном командном режиме, но для большинства роботов заводских настроек достаточно.

Когда его следует использовать

Выбирайте HC-05, если требуется управлять роботом или контролировать его без проводного подключения:

• Роботы с управлением с телефона — приложение Bluetooth отправляет команды движения, которые робот считывает через последовательный интерфейс и преобразует в управление двигателями.
• Телеметрия в реальном времени — передача значений датчиков или одометрии на ноутбук во время работы робота.
• Беспроводная настройка — изменение параметров на ходу без повторной прошивки.

Если робот уже использует ESP32, HC-05 не нужен — в ESP32 встроены Bluetooth и Wi-Fi. HC-05 — дополнение, которое даёт Arduino Uno ту же беспроводную возможность.

Подключение и типичные ошибки

• Перекрестите последовательные линии: TX модуля → RX платы, RX модуля → TX платы. Обратное подключение — причина #1 сообщений «не подключается».
• Понизьте делителем сигнал на выводе RX с 5 V до 3.3 V на плате, например Uno.
• Освободите аппаратный последовательный порт при загрузке кода либо используйте пару выводов программного последовательного интерфейса — модуль и USB-программатор не могут совместно использовать единственный аппаратный UART Uno.
• Сначала выполните сопряжение (PIN обычно 1234/0000); встроенный LED показывает состояние соединения.

Расположение выводов

Выводу STATE стоит уделять больше внимания. Робот, который его считывает, знает, когда телефон вышел за пределы дальности, и может безопасно остановиться вместо того, чтобы въехать в стену в ожидании команды, которая никогда не придёт.

Подключение к Arduino

Две ошибки здесь объясняют большинство сообщений «не подключается».

Перекрестите последовательные линии

TX передаёт, RX принимает. Два устройства, оба пытающиеся передавать по одной подключённой линии, не добьются результата, и ошибки не будет: модуль успешно сопрягается, LED горит постоянно, но данные не передаются. TX модуля подключается к RX платы. RX модуля подключается к TX платы.

Понизьте напряжение на линии RX

RXD — вход 3.3 V, а Arduino Uno выдаёт 5 V. Нужны два резистора:

Arduino TX ──── 1 kΩ ──┬── HC-05 RXD
                        │
                      2 kΩ
                        │
                       GND

Для TXD в обратном направлении делитель не нужен: выход 3.3 V модуля превышает порог высокого уровня 3.0 V Uno.

Не используйте выводы 0 и 1

У Uno есть один аппаратный UART, и он уже занят USB-программатором. При подключении модуля к этим выводам загрузка завершается ошибкой, пока модуль подключён, вывод монитора последовательного порта направляется в модуль, а отладка становится невозможной. Используйте SoftwareSerial на двух других выводах.

Минимальный рабочий код

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial bt(10, 11);      // RX (from module TX), TX (to module RX)
const int STATE_PIN = 8;

void setup() {
  Serial.begin(115200);         // USB, for debugging
  bt.begin(9600);               // HC-05 default in data mode
  pinMode(STATE_PIN, INPUT);
}

void loop() {
  // Lose the link, stop the robot. Do this before reading commands.
  if (digitalRead(STATE_PIN) == LOW) { stopMotors(); }

  if (bt.available()) {
    char c = bt.read();
    switch (c) {
      case 'F': driveForward();  break;
      case 'B': driveBackward(); break;
      case 'L': turnLeft();      break;
      case 'R': turnRight();     break;
      case 'S': stopMotors();    break;
    }
    Serial.print("cmd: "); Serial.println(c);   // echo to USB for debugging
  }
}

Проверка соединения в начале цикла — часть, которую большинство руководств опускает, и именно она предотвращает потерю управления. Дальность Bluetooth составляет около 10 m, а стены резко её сокращают; робот, продолжающий выполнять последнюю команду после разрыва связи, будет двигаться, пока не столкнётся с препятствием.

Режим команд AT

Для изменения имени модуля, скорости передачи или PIN требуется режим AT, вход в который выполняется по определённой последовательности, нигде не указанной в самом модуле.

1. Отключите питание модуля.
2. Удерживайте EN в HIGH (либо нажмите и удерживайте маленькую кнопку, если она есть на плате).
3. Включите питание, удерживая EN.
4. Теперь LED мигает медленно — примерно один раз за две секунды, — а не быстро.
5. Общайтесь с модулем на скорости 38400 бод, а не 9600, и передавайте перевод строки и возврат каретки.

AT                    -> OK
AT+NAME=LineBot       -> OK      set the name shown when pairing
AT+PSWD="1234"        -> OK      set the pairing PIN (quotes on newer firmware)
AT+UART=115200,0,0    -> OK      data-mode baud rate
AT+ROLE=0             -> OK      0 = slave (normal), 1 = master
AT+ADDR?              -> +ADDR   the module's own address

Две тонкости: в режиме AT всегда используется 38400 бод независимо от заданной скорости в режиме данных, а частота мигания LED — единственный надёжный признак нахождения в этом режиме. Быстрое мигание означает режим данных, и команды AT будут просто передаваться по радио сопряжённому устройству.

HC-05 или HC-06?

Они выглядят одинаково и продаются как взаимозаменяемые, но реальное различие всё же есть.

Если модулю достаточно только принимать соединение от телефона, подойдёт HC-06. Если двум роботам потребуется связываться друг с другом либо роботу потребуется подключаться к модулю, а не ждать соединения, нужна роль ведущего HC-05.

Диагностика

HC-05 или ESP32?

Если вы выбираете компоненты, а не используете то, что уже есть, именно в этом состоит реальный выбор.

HC-05 — правильный выбор, если Arduino уже есть и нужен кратчайший путь к беспроводному роботу. Он действительно прост: байт на входе, байт на выходе и полное отсутствие сетевых концепций. Для новой конструкции, где беспроводная связь обязательна, ESP32 делает больше при меньших затратах и не требует дополнительных деталей, а робот, обслуживающий собственную страницу управления, вообще не требует устанавливать приложение на чей-либо телефон.