Configurar módulos Bluetooth HC-05 y HC-06 mediante comandos AT

Hoy os voy a mostrar cómo configurar módulos Bluetooth HC-05 y HC-06 mediante comandos AT para poder trabajar con ellos en nuestros proyectos junto con ARDUINO UNO, es decir, para que se pueda comunicar nuestro ARDUINO con un PC, con un SMARTPHONE o para poder comunicar dos ARDUINOS de manera inalámbrica. Sin más preámbulos vamos a proceder a configurar estos compactos y sencillos dispositivos.

Logotipo del dispositivo Bluetooth

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. La especificación de Bluetooth define un canal de comunicación a un máximo 720 kbit/s (1 Mbit/s de capacidad bruta) con rango óptimo de 10 metros (opcionalmente 100 metros con repetidores). La potencia de salida para transmitir a una distancia máxima de 10 metros es de 0 dBm (1 mW), mientras que la versión de largo alcance transmite entre 20 y 30 dBm (entre 100 mW y 1 W). 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.

Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles, ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales. Existen multitud de módulos Bluetooth en el mercado que podemos utilizar junto con ARDUINO u otros microprocesadores, pero los más utilizados son los módulos de “JY-MCU”, puesto que son pequeños, compactos, de bajo consumo energético, muy económicos y por supuesto fáciles de encontrar en el mercado. Existen dos modelos de módulos Bluetooth: el “HC-05” que puede trabajar como maestro/esclavo  y el “HC-06” que solo puede actuar como esclavo.  La diferencia entre maestro y esclavo es que en modo esclavo es el dispositivo quien se conecta al módulo, mientras que en modo maestro es el módulo quien se conecta con un dispositivo u otro módulo.

Módulos Bluetooth JY-MCU

Físicamente, los dos módulos son muy parecidos, y la mejor manera de diferenciarlos es por los pines de E/S que nos ofrecen, es decir,  4 para el HC-06 y 6 pines para el HC-05. A continuación os describo la función de cada uno de los pines y su correspondiente conexión con los pines de ARDUINO:

·         VCC: Alimentación del módulo entre 3,6V y 6V.

·         GND: Masa del módulo.

·         TXD: Pin para la transmisión de datos.

·         RXD: Pin para la recepción de datos. Trabaja a un voltaje de 3,3V, aunque la mayoría de módulos ya trae conversor de niveles lógicos integrado, con lo que lo podemos conectar directamente al pin TX de Arduino (5V) sin tener que recurrir a HARDWARE externo para bajar el voltaje.

·         EN: Pin para entrar en el modo de configuración del módulo (solo en el modelo HC-05).

·         STATE: Pin de estado (salida) para conectar un led y visualizar cuando se está comunicando el módulo (solo en el modelo HC-05).

Tabla de conexiones de los módulos Bluetooth JY-MCU

Como podemos observar no existen diferencias HARDWARE significativas entre ambos modelos, pero sí que las hay en cuanto al FIRMWARE, es decir, en cuanto a la programación interna del módulo, por lo que mientras que el módulo HC-06 entra en el modo de programación (comandos AT) siempre que lo enciendes y no esté conectado a él ningún dispositivo mediante Bluetooth, el HC-05 es ligeramente más complicado de colocar en modo comandos AT y requiere de un modo de arranque específico que veremos más adelante.

Una vez aclarados los conceptos básicos para poder diferenciar los dos modelos de módulo Bluetooth, voy a profundizar en la configuración de cada uno de ellos, para ello primero debemos de conocer que son los “comandos AT” propiamente dichos. Los comandos AT son un tipo de comandos que sirven para configurar el módulo Bluetooth a través de un microcontrolador, un ordenador o con cualquier dispositivo que posea una comunicación serie (TX/RX), en nuestro caso, vamos a utilizar el monitor serie del IDE de ARDUINO para meter a través de comunicación serie estos comandos dentro de los módulos Bluetooth y que estos nos envíen una respuesta de estado a través del mismo monitor serie. Para entenderlo mejor, se puede decir, que los comandos AT son unas instrucciones que nos permiten cambiar por ejemplo la velocidad de comunicación del módulo (BAUDIOS), el código de emparejamiento (PIN), el nombre, etc. Para poder utilizar los comandos AT, el módulo Bluetooth no debe estar vinculado a ningún dispositivo (led rojo del módulo parpadeando). Es importante comprender, que en cuanto conectemos algún dispositivo a nuestro módulo Bluetooth, la luz roja dejará de parpadear y automáticamente saldremos del modo de comandos AT para entrar en el de transporte de información, es decir, cualquier cosa que le enviemos, incluyendo comandos AT, se considerara texto plano que se reenviará al otro extremo de la conexión Bluetooth (recordad que solo podemos enviar comandos AT mientras no estemos conectados a otros dispositivos Bluetooth).

MÓDULO BLUETOOTH HC-06

El módulo Bluetooth HC-06 viene configurado de fábrica como esclavo y no se puede cambiar, pero otras características si las podemos configurar utilizando comandos AT. Algunos de los valores predeterminados, de fábrica, más importantes que trae este módulo se resumen a continuación:

·       Nombre: “linvor” o “HC-06”.

·       Código de emparejamiento por defecto (PIN): 1234.

·       Velocidad de comunicación  (baud rate): 9600 bps (siempre que lo modifiquemos también lo tenemos que modificar dentro del programa para que se pueda comunicar correctamente).

·       Configuración de paridad en la comunicación: Sin paridad.

Cabe destacar que el módulo HC-06 tiene dos estados los cuales es importante conocer:

·         Modo comandos AT:

o      El módulo entra a este modo tan pronto como lo alimentas  y cuando no se ha establecido una conexión Bluetooth con ningún otro dispositivo.

o      EL LED del módulo permanece parpadeando (frecuencia de parpadeo del LED es de 102ms).

o      En este modo es cuando se debe enviar los comandos AT, en el supuesto de que se quiera configurar. Si se envían otros datos diferentes a los comandos AT el módulo HC-06 los ignorará.

·         Modo Conectado:

o      El módulo entra a este modo cuando se establece una conexión con otro dispositivo Bluetooth.

o      El LED permanece encendido (sin parpadear).

o      Todos los datos que se ingresen al módulo 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.

o      En este modo el módulo HC-06 no puede interpretar los comandos AT.

Ahora vamos a configurar el módulo Bluetooth HC-06 a través de comandos AT enviados desde el Monitor Serie del IDE de ARDUINO. Una vez compilado y cargado el código “Comandos_AT_ HC-06” en nuestro Arduino, abrimos el Monitor Serie.

Al enviar un comando AT no se debe enviar ningún carácter de LF (nueva línea) ni CR (retorno de carro) al final del comando.  En el Monitor Serie del IDE de Arduino tenemos que poner “Sin ajuste de línea”,  escribimos  el comando “AT”,  siempre con letras mayúsculas, y pulsamos ENVIAR para comprobar que la comunicación es correcta. Como se puede observar en la imagen vemos que el módulo Bluetooth nos responde con un OK.

Monitor serie al enviar el comando “AT” en módulo HC-06


Ahora únicamente vamos a modificar el nombre del módulo insertando el comando  “AT+NAMEArduino_HC-06”, respondiéndonos el módulo HC-06 a través del monitor serie con “OKsetname”. Los demás parámetros los vamos a dejar como nos vienen por defecto de fábrica. A continuación os dejo una tabla con los comandos AT más utilizados para el módulo HC-06.

Tabla de  comandos AT para el módulo Bluetooth HC-06

MÓDULO BLUETOOTH HC-05

Como se ha mencionado ya anteriormente, este módulo a diferencia del HC-06, requiere de un proceso específico para entrar en el modo de comandos AT, es decir, necesita que estemos presionando el botón que trae módulo cuando abrimos el monitor serie del IDE de Arduino, para que entre en el modo de comandos AT, puesto que necesita tener el pin “EN” activado a nivel alto (HIGH) antes de que el módulo comience a funcionar.

El módulo Bluetooth HC-05 viene configurado de fábrica con los siguientes valores predeterminados, aunque les podemos cambiar en cualquier momento mediante comandos AT.

·       Nombre del módulo: “H-C-2010-06-01” o "HC-05" (Se puede modificar pero no nos responde con el nombre).

·       Pin o contraseña: 1234 (+PSWD:1234).

·       Modo de trabajo: Modo Esclavo (+ROLE:0).

·       Modo de conexión: Se conecta al módulo Bluetooth especificado (+CMOD:0).

·       Velocidad de transmisión: 38400 bps; Bit de parada: 1 bit; Bit de paridad: Sin paridad (+UART:38400,0,0).

Cabe destacar que el módulo HC-05 tiene tres estados los cuales es importante conocer:

·         Modo comandos AT:

o       El módulo entra en este modo de funcionamiento si mantenemos presionando el botón que trae mientras abrimos el monitor serie y cuando no se ha establecido una conexión Bluetooth con ningún otro dispositivo.

o       EL LED del módulo permanece parpadeando (frecuencia de parpadeo del LED es de 2 segundos).

o       En este modo es cuando se debe enviar los comandos AT, en el supuesto de que se quiera configurar. Si se envían otros datos diferentes a los comandos AT el módulo HC-05 los ignorará.

·         Modo Conectado:

o       El módulo entra a este modo cuando se establece una conexión con otro dispositivo Bluetooth.

o       El LED permanece encendido (sin parpadear).

o       Todos los datos que se ingresen al módulo HC-05 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.

o       En este modo el módulo HC-05 no puede interpretar los comandos AT.

·         Modo Desconectado:

o       El módulo permanece inactivo, es decir, ni emite ni recibe datos y el LED parpadea con una frecuencia de 102ms.

Ahora vamos a configurar el módulo Bluetooth HC-05 a través de comandos AT enviados desde el Monitor Serie del IDE de ARDUINO. Una vez compilado y cargado el código “Comandos_AT_ HC-05” en nuestro Arduino, abrimos el Monitor Serie, siempre manteniendo presionado el botón que trae el módulo.

A diferencia del módulo HC-06, al enviar un comando AT desde el monitor serie, este módulo espera que la línea acabe en “\r\n” y entonces es cuando ejecuta el comando AT. En el Monitor Serie de IDE de Arduino tenemos que poner “Ambos NL&CR” para terminar las líneas , escribimos  el comando “AT”,  aunque este módulo no distingue entre mayúsculas y minúsculas,  y pulsamos ENVIAR para comprobar que la comunicación es correcta. Como se puede observar en la imagen vemos que el módulo Bluetooth nos responde con un OK.

Monitor serie al enviar el comando “AT” en módulo HC-05

Ahora únicamente vamos a modificar el nombre del módulo insertando el comando  “AT+NAME=Arduino_HC-05”, respondiéndonos el módulo HC-05 a través del monitor serie con “OK”. Los demás parámetros los vamos a dejar como nos vienen por defecto de fábrica. A continuación os dejo una tabla con los comandos AT más utilizados para el módulo HC-05.

Tabla de  comandos AT para el módulo Bluetooth HC-05.

 

Lista de Materiales:

·         Arduino UNO Rev.3.

·         Cable USB tipo A-B.

·         Módulo Bluetooth HC-06.

·         Módulo Bluetooth HC-05.

·         Protoboard.

·         Cables de conexión.

Código del programa:

•          Comandos_AT_ HC-06:

Descarga del programa para el módulo Bluetooth HC-06

•          Comandos_AT_ HC-05:

Descarga del programa para el módulo Bluetooth HC-05