Arduino用藍牙模組進行遠端遙控

遠端遙控Arduino有幾個選擇：藍牙(Bluetooth)、XBee、無線網路(Wi-Fi)、無線電(Radio)、紅外線等。要連線都需要發射端與接收端兩個設備，其中除紅外線之外可以做雙向傳輸資訊（無線電要看是什麼模組），一般說來無線電適合長距離，Wi-Fi適合上網路與Server連接，其他的幾種傳輸距離都不長。以價錢來說，紅外線最便宜，再來可能就是藍牙(2.1)或無線電模組，Xbee與Wi-Fi模組的價格都較貴，而藍牙跟Android手機連線蠻容易的，所以很多人做遠端遙控的project都會先從藍牙開始嘗試。

市面上比較常見的藍牙模組，目前應以HC-06（僅從機功能）及HC-05（主從機功能）為大宗，很多人買HC-06作為從機連接Arduino，與Android App連線（Android手機做主機），透過藍牙來遙控Arduino。Google許多文章，多半是講如何以Arduino Uno來代替USB to TTL連接線連接HC-06，透過AT指令來設定設備名稱、連線密碼跟Baudrate（HC-06也只能設定這三樣參數）。關於如何判斷是HC-05還是HC-06，這篇寫的很清楚。總之每個人買到的藍牙模組可能會不太一樣，像我的HC-05是焊上6隻pin腳，晶片上有打個金色勾勾，上片還有個像reset的按鈕；而HC-06則只有焊4隻pin腳。如下圖：

從左至右：HC-05、HC-06、USB to TTL

反面：針腳從左至右是EN、VCC、GND、TXD、RXD、STATE

接法很簡單（兩片一樣），左至右

RXD接TX、TXD接RX、VCC接5V、GND接GND

在Arduino IDE上選擇USB to TTL的序列埠，新增一個視窗並打開Serial Console，並將換行指令改為「Both NL & CR」；HC-06可直接開始打入AT指令按Enter，例如打入AT，HC-06會回應OK。但HC-05需要在「通電後」按一下右下的按鈕，方可進入AT模式，如果已在連線狀態，則需要「長按住」按鈕以輸入AT指令，意思是說如果沒按按鈕，輸入AT指令則不會有回應。至於詳細的AT指令，每片模組多少有些不同，所以請跟你購買的商家索取手冊參考。

設定小提醒：

1. 藍牙模組有好多種，每個人買到的不一定一樣（就算都叫HC-05）
2. 記得索取手冊，才能確定AT指令跟預設的設定值
3. 用USB to TTL連線來設定藍牙模組會比較簡單（不用輸入程式）
4.  HC-06可更改設備名稱，配對密碼（在Mac上用0000會比較簡單），連線率9600可先不更改
5. HC-05在從機模式時要「通完電」按一下按鈕，才能進AT模式輸入指令
6. HC-05在連線中（或主機模式AT+ROLE=1時），需要按著按鈕才能輸入AT指令

重點來了，很少文章在講如何將一個從機HC-06連上主機HC-05（大部分人都沒買兩片來試），一般我們都在電腦或手機上設定藍牙連線跟配對，那HC-05沒有螢幕，要怎樣搜尋藍牙設備以及輸入配對密碼呢？答案就是「透過AT指令」。

連線步驟：

1. 先將HC-06設定好，確定與電腦連線正常，可先從電腦上抄下他的Address備用
2. 將HC-05的配對密碼以及Baudrate設成跟HC-06的一樣，比如說0000以及9600
3. 參考HC-05手冊，將角色設為Master（AT+ROLE=1）
4. 設定連接模式為指定藍牙連接地址（AT+CMODE=0）
5. 初始化SPP profilelib（AT+INIT）
6. 查詢藍牙設備（AT+INQ）

我的HC-05到第6步驟做完之後，閃燈就變成每隔一陣閃兩下的狀態，這時再打入AT指令就沒反應了，斷電再試也一樣，這時已經進入連線模式了。需要確定的話，可「按住」按鈕輸入AT+STATE?，這時會回應Connecting，要確認是否是跟HC-06連線，可以先看HC-06的指示燈是否是長亮狀態（長亮表示連線中），或者鍵入AT+MRAD? 看最近連線過的藍牙設備位址是否是之前抄下來的HC-06的Address。

如果沒有自動連上，再嘗試指定藍牙位址配對（AT+PAIR＝1234,56,abcdef, 20）試試看。總之一旦連線成功之後，無論主從機哪邊斷電，只要兩邊都開機時就會自動連接上，這樣你的HC-06與HC-05就連線成功啦。

另外我發現有一點往往讓剛試藍牙的人搞不太清楚，就是到底藍牙模組跟Arduino是要怎麼連接，答案很簡單，就RXD連上pin1(TX)，TXD連上pin0(RX)再加上5V/GND這樣即可，無需匯入程式庫，此時Arduino的Serial Console就連在藍牙上，傳送字元給藍牙，就如同在Serial Console上鍵入該字元按Enter一樣，在程式裡使用 Serial.read() 就可以接收字元。

還有就是pin0/1原本就是Arduino的序列埠，所以上傳程式前要記得把藍牙接線暫時拔開，否則它占住Serial Port就無法上傳程式了。Mega有三個硬體Serial Port還可以錯開，UNO的話，可以用SoftwareSerial程式庫（比如說SoftwareSerial BT(10, 11);  // RX, TX）在「特定」幾個腳位模擬序列埠，這樣上傳程式時就不用一直去拔藍牙連接線了。或者直接使用藍牙序列埠上傳程式。

至於兩個藍牙設備連線後可以做出什麼東西，就靠大家的想像力跟創意啦！


P.S. 關於SoftwareSerial，在有些Bard rate下工作錯誤率好像還蠻高的，至少在我的Nano板子上57600與38400都無法正常工作，但9600就OK。所以要求正確率的話，還是接Hardware Serial Port吧（也就是pin 0與1）。