. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Bluetooth I/O - Hardware
21. ledna 2010 - 8:43 | Pandatron | Bluetooth I/O - Hardware | Komentářů: 5  

Bluetooth I/O - Hardware

První část z minisérie prakticky zaměřených článků představuje hardware a konfiguraci Bluetooth modulů pro použití v aplikaci BT I/O.

V následujících třech článcích si uvedeme příklad použití Bluetooth modulů od firmy ConnectBlue jako Bluetooth I/O rozhraní (BT I/O). Díky propracovanému systému a intuitivnímu konfiguračnímu software, volně dostupného na webu výrobce, nebude v aplikaci použit žádný mikrokontrolér a veškerá nastavení proběhnou formou "vyklikání" požadovaných vlastností. V dalším díle bude popsán způsob řízení BT I/O včetně jednotlivých povelů a jednoduchého software pro PC. Třetí díl miniseriálu poté přinese popis řízení BT I/O z mobilního telefonu, opět doplněný o jednoduchou J2ME aplikaci. Vše samozřejmě typu Open Source.

Bluetooth moduly ConnectBlue
Moduly Bluetooth jsou primárně určeny pro bezdrátový přenos dat - náhradu sériové linky RS-232 (případně 422/485). Pro tuto činnost jsou již z výroby vybaveny firmware uloženém ve vnitřní paměti flash. Výrobce však dále poskytuje zcela zdarma rovněž jiný, méně obvyklý firmware, který umožní změnit funkci modulů. Firmware, který v našem případě použijeme je dostupný pod názvem „Bluetooth IO Module" (BT IO).

Nahráním tohoto firmware do modulu zůstane zachována jeho základní funkce – tedy přenos sériových dat. Navíc se však změní funkce některých dalších pinů a vzniknou tak libovolně konfigurovatelné vstupně/výstupní I/O piny. Maximální počet takových pinů je u modulu OEMSPA-311i rovných 12. Jelikož se však nejedná o primární funkci modulu, jsou tyto piny rozmístěny dle potřeby výrobce a navíc, při použití modulu zaletovaného přímo na desku s plošnými spoji (tedy bez konektoru) je jejich počet omezen na maximálně 11 I/O pinů.

V následující tabulce jsou uvedeny jednotlivé piny modulu OEMSPA-311i, číslo a typ I/O pinu podle výrobce a použití pinu v následující aplikaci BT I/O.

Číslo pinu Funkce Využit v BT I/O
1 -RESET  
2 GND společná zem
3 VCC - 3V3 napájení 3,3 V
4 I/O_8 (3V) OUT 1
5 I/O_0 (3V) OUT 2
6 GREEN  
7 BLUE modrá LED
8 I/O_4 (3V) OUT 3
9 UART-TxD  
10 I/O_6 (3V) OUT 4
11 UART-RxD  
12 I/O_12 (1,8V) OUT 5
13 I/O_13 (1,8V) OUT 6
14 I/O_14 (1,8V) OUT 7
15 I/O_15 (1,8V) OUT 8
16 I/O_9 (3V) OUT 9
17 I/O_10 (1,8V) IN 2
18 I/O_11 (1,8V) IN 1
Tab. 1: Využití pinů modulu OEMSPA-311i

Konstrukce Bluetooth I/O
Následující konstrukce představuje snad nejjednodušší možný způsob výroby bezdrátové Bluetooth I/O aplikace. Jejím základem je Bluetooth v.2.0 modul typu OEMSPA-311i od známého švédského výrobce connectBlue. Jde o moduly s rozměry 16 x 36 mm, s integrovanou anténou a čipem Philips BGB203. Výstupní výkon modulů je až 7 dBm a dosah kolem 100 m na volném prostranství. Díky použití rádiových vln není potřeba přímé viditelnosti mezi vysílačem a přijímačem a navíc díky možnosti šifrování (tj. s použitím PINu) je komunikace velmi bezpečná.


Obr. 1: Schéma zapojení BT I/O

Základem této velice jednoduché konstrukce je již zmíněný modul OEMSPA-311i (ev. i jiný z řady) s využitím 11 I/O pinů, dostupných na pinech po stranách modulu. Jelikož je využití pinů z velké části zcela libovolné, byly jako vstupní zvoleny pouze dva a zbylých devět je použito ve funkci výstupů. Tím je aplikaci dána větší schopnost řízení, tedy například ovládání až devíti silových relé a sledování stavů dvou zvolených spínačů/kontaktů.

Vstupy jsou k modulu připojeny přes Schottkyho diody D1 a D2, zajišťující volnost při vstupním napětí. V aplikaci jsou tak využity interní pull-up rezistory, dostupné přímo v modulu.

Výstupy z modulu jsou přímo vyvedeny na piny konektoru J3. Přes omezovací rezistory je k nim možné připojit NPN tranzistory, ovládající například již uvedená relé. Podobně je tomu tak i u dříve představené konstrukce Dálkové ovládání s Bluetooth. Samotné piny modulu jsou schopny dodat proud až 4 mA a podle typu pinu (viz. datasheet modulu) je výstupní napětí 1,8 nebo 3,3 V.

Konektor J4 zpřístupňuje sériový port modulu i v případě jeho osazení na desku s plošnými spoji. Prostřednictvím libovolného převodníku USB / RS232 - TTL (3,3V) je tak možná konfigurace a změna nastavení modulu i v konečné aplikaci. V případě, kdy je modul z výroby nakonfigurován na hardwarové řízení toku dat, je potřeba při komunikaci alespoň navzájem propojit piny IO4 a IO6 modulu IO1.

Napájecí napětí vychází z rozsahu použitého modulu, který je 3,0 až 6,0 V. Průměrný odběr modulu je při navázaném spojení cca. 17 mA, v neaktivním režimu se sníženou spotřebou klesne až na 0,8 mA. Dioda LED D3 indikuje navázání spojení a přenos dat.

Nahrání speciálního firmware BT IO:
Bluetooth moduly jsou z výroby vybaveny základním firmwarem umožňujícím pouze sériový přenos dat. Pro použití I/O pinů je potřeba do modulů nahrát speciální BT IO firmware. Ten lze získat zdarma od dodavatele těchto modulů na český trh, společnosti Spezial Electronic, případně přímo od výrobce connectBlue, po předchozí bezplatné registraci na jeho stránkách Connectblue.com a následném obdržení hesla pro přístup na stránky technické podpory.

Při nahrávání BT IO firmware se postupuje podle pokynů popsaných v dokumentaci, která je spolu s „Flash Loaderem“ přiložena k potřebným souborům.


Obr. 2: Flash Loader

Druhá a zároveň jednodušší cesta je přes českého dodavatele, firmu Spezial Electronic. Ta nabízí jak bezplatné nahrání BT IO firmware, tak i bezplatnou konfiguraci modulů pro Vaši aplikaci.

Konfigurace modulů:
Před použitím Bluetooth modulů s nahraným firmware BT IO jako dálkového ovladače je potřeba provést jeho základní nastavení a konfiguraci. To je možné provést buď bezdrátově, například pomocí libovolné Bluetooth klíčenky, nebo pomocí sériové linky připojené k modulu.

Pro bezdrátovou konfiguraci je potřeba v modulech nejprve aktivovat funkci „Configuration Over Air“. To Vám na požádání provede také jejich distributor, firma Spezial Electronic při nahrání nového firmware, nebo je to potřeba provést při první konfiguraci pomocí sériové linky.

Pro konfiguraci přes sériovou linku je potřeba pomocí převodníku RS232/TTL (3V3) (či USB) propojit piny RxD, TxD a samozřejmě zem s počítačem. Takové převodníky je možné nalézt i na tomto webu v sekci Mikroprocesory.

Moduly jsou po nahrání BT IO firmware nastaveny na rychlost 57,6 kbps, 8 data bits, no parity, 1 stop bit a řízení toku dat na žádné (57600 8-N-1, No Flow Ctrl.), shodně s tímto je potřeba mít nastavený sériový port v PC, včetně Flow Ctrl., tuto volbu necháme jako "žádnou" (None).

Nyní spustíme Serial Port Adapter Toolbox. Program nám nejdříve nabídne výběr produktu - zvolíme Bluetooth IO. Dále stiskneme tlačítko Connect a následně nastavíme parametry sériové linky, tj. správné číslo COM portu a 57 600 8-N-1. Po stisku tlačítka OK je navázána komunikace.

Při konfiguraci pomocí Bluetooth zařízení, např. běžného Bluetooth „dongle“, si nejprve zjistíme, na jaký virtuální COM port se musíme připojit. Tato procedura se u různých ovladačů mírně liší. Poté shodně jako v předchozím případě spustíme program Serial Port Adapter Toolbox a v něm nastavíme číslo tohoto portu.

Nyní jsme již úspěšně spojení s modulem. Pro konfiguraci je však potřeba ještě přepnout modul do AT módu. To se v programu Serial Port Adapter Toolbox provede jednoduše stiskem tlačítka „AT Mode“. V dolním okně SPA Toolboxu, Console, pak vidíme výpis odpovědi modulu, včetně aktuálního firmware, viz obr.10. Stisknutím tlačítka Read All pak zobrazíme aktuální nastavení modulu uvedené v jednotlivých záložkách.


Obr. 3: Navázání komunikace a přepnutí do AT módu

Nastavení:
Pro základní funkci modulu nastavíme:

Záložka Basic Settings:
Local Name - zde můžeme vložit libovolný název, pod jakým se bude modul zobrazovat.
Discoverable - určuje, zda bude možné zapnutý modul vyhledat ostatními Bluetooth zařízeními, tj. „bude viditelný“, prozatím doporučuji ponechat aktivní.
Pairable - nastavíme na Pairable.
Poté nastavené hodnoty uložíme stiskem tlačítka Write.


Obr. 4: Záložka Basic Settings

Záložka Security:
Security Mode - nastavíme na Link Level.
Pin Code - zde nastavíme libovolný, až 16 alfanumerických znaků dlouhý PIN kód.
Poté nastavené hodnoty uložíme stiskem tlačítka Write.


Obr. 5: Záložka Security

Záložka Server
Server Profile - nastavíme SPP.
Master/Slave Switch Policy - nastavíme Don’t Care.
Wireless Multidrop - Disable.
Poté nastavené hodnoty uložíme stiskem tlačítka Write.


Obr. 6: Záložka Server

Záložka IO
V této části se nastavují požadované funkce jednotlivých I/O pinů. V našem případě jsme zvolili 2 piny jako vstupní a 9 pinů jako výstupních (viz. Tab. 1). Zároveň je zde možné určit počáteční logickou hodnotu výstupních pinů (0/1).


Obr. 7: Záložka IO

Tím je konfigurace dokončena a po restartu je modul připraven k použití.

Závěr:
Uvedená aplikace snadným způsobem přibližuje jednoduché Bluetooth I/O rozhraní. Díky softwarové podpoře ze strany výrobce modulů je konfigurace proveditelná jednoduchým "vyklikáním" požadovaných parametrů a není tedy třeba studovat žádné programovací povely ani použít mikrokontrolér.
V dalším díle se však již podíváme na způsob řízení výstupních a čtení vstupních pinů BT I/O a předvedeme si jednoduchou aplikace pro PC.

Moduly OEMSPA-311i a další produkty firmy ConnectBlue je možné získat u jejich distributora, firmy Spezial Electronic.

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce
Domovská stránka Spezial Electronic
Další praktické rady a příklady na webu Spezial Electronic

OEM Bluetooth Serial Port Adapter - OEMSPA311/331
Dálkové ovládání s Bluetooth







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk
Příbuzné články:
Bluetooth I/O - Hardware
Bluetooth I/O - Ovládání z PC

Komentáře (5):

Zobrazit starší 30 dnů (5)...



Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
TK4100ISO-CARD
ISO karta pro RFID R/O s frekvencí 125kHz ve standardu TK4100
Skladem od 8 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007