手機藍牙操控Arduino二例

牟曉東

在數據通信方面，Arduino UNO通常情況下是通過數據線與計算機的USB接口相連，比如從Arduino IDE中上傳編譯好的程序代碼;而位于數字引腳0（RX）和1（TX）的串口通信，一般是通過Serial.println（）函數在串口監視器中進行提示信息或傳感器所讀取數據的實時顯示。如何進行數據的無線通訊呢？以藍牙傳輸為例，借助于HC-05藍牙模塊，我們可以實現手機操控Arduino的功能，比如控制LED燈的亮與滅、風扇模塊的“無級變速”。

1.Arduino藍牙LED燈

實驗器材包括：Arduino UNO主板一個，面包板一個，HC-05藍牙模塊一個，藍色LED燈一支，10kΩ和20kΩ的色環電阻各一個，杜邦線若干。

對照設計好的電路接線圖（如圖1），進行元器件的連接。首先，將Arduino的5V引腳和GND接地引腳通過紅色和黑色杜邦線分別與面包板的紅色、藍色側邊線槽連接;接著，將藍色LED燈插接到面包板上，負極（短腿）接入藍色線槽，正極（長腿）通過杜邦線（藍線）連接至Arduino的13號數字引腳;HC-05藍牙模塊共有六個引腳（僅使用其中的四個），先將VCC端和GND端分別接入面包板的紅色和藍色線槽，由于藍牙模塊的標準工作電源是3.3V，因此需要借助兩個電阻進行“分壓”——從藍牙模塊的RXD端通過杜邦線（黃色）插接至面包板，其中的一端經10kΩ的電阻與Arduino的TXD（1號）連接，另一端經20kΩ的電阻與面包板的藍色線槽（GND）連接;藍牙模塊的TXD端，則通過杜邦線（綠色）與Arduino的RXD（0號）進行連接;最后，通過數據線將Arduino與計算機的USB接口進行連接。

在Arduino IDE中進行程序代碼的編寫：

首先進行變量的定義，語句“int BlueLED = 13;”的作用是聲明藍色LED燈的連接引腳是13號，并且通過語句“char serialBlueLED;”來定義一個字符型的變量，其作用是用來存儲藍牙串口數據;在setup（）函數中，先通過語句 “Serial.begin（9600）;”來設置串口監視器的波特率為9600bps，再通過語句“pinMode（BlueLED， OUTPUT）;”將藍色LED燈的引腳設置為輸出工作模式;在loop（）函數中，建立一個實時檢測是否有串口數據傳輸的while（）循環：“while （Serial.available（） > 0）”，通過語句“serialBlueLED = Serial.read（）;”將讀取到的藍牙串口傳輸數據賦值給變量serialBlueLED;然后建立“if…else if…”雙分支選擇結構，對變量serialBlueLED的值進行是否為“1”或“0”（均為字符型）的判斷，是“1”的話，執行兩個“動作”：“Serial.println（"收到指令：點亮13號藍色LED燈！"）;”（在串口監視器顯示提示信息）、“digitalWrite（BlueLED， HIGH）;”（控制藍色LED燈發光）;是“0”的話，則執行另外兩個“動作”：“Serial.println（"收到指令：熄滅13號藍色LED燈！"）;”、“digitalWrite（BlueLED， LOW）;”（熄滅藍色LED燈）;最后添加一個2秒鐘的延遲語句：“delay（2000）;”，將程序保存為BlueToothLED（如圖2）。

注意，程序編譯后不要直接上傳至Arduino，因為藍牙模塊占用了Arduino的RX（0號）和TX（1號），直接上傳會出現“Problem uploading to board”錯誤。解決方法是暫時將兩條杜邦線從Arduino上拔出后再進行上傳，上傳成功后再原樣插回即可，此時藍牙模塊的紅色LED燈就會一直閃爍，處于等待連接狀態中;在手機中下載并安裝Arduino bluetooth controller_v1.apk（apk文件可掃碼關注“壹零社”在編程相關中下載），運行程序進行藍牙連接（首次使用時會先進行“配對”），點擊“HC-05”項后會彈出四個連接選項，選擇其中的第二項“Switch mode”（開關模式），接著點擊彈出按鈕右上角的“齒輪”設置項，將綠色和紅色兩個開關的值分別設置為“1”和“0”（如圖3）。

打開Arduino程序的串口監視器，然后在手機中就可以不斷點擊兩個開關按鈕進行LED燈的控制了，同時會在串口監視器中對應出現“收到指令：點亮13號藍色LED燈！”或“收到指令：熄滅13號藍色LED燈！”的提示（如圖4）。

2.Arduino藍牙變速風扇

在藍牙LED燈的電路接線圖中稍作改動（如圖5），將LED燈及對應的杜邦線拆除，保持藍牙模塊和分壓電路不變，將風扇模塊接入：VCC和GND端分別接入面包板的紅色和藍色線槽，信號控制端通過杜邦線連接至Arduino的3號數字引腳。