블루투스 통신

학습목표

• 블루투스 모듈의 사용법을 학습한다.
• 블루투스 모듈을 사용하여 스마트폰으로 아두이노의 LED를 제어하는 방법을 학습한다.
• 블루투스 모듈을 사용하여 아두이노 보드의 가변저항 값을 스마트폰에 출력하는 방법을 학습한다.

1. 블루투스 통신이란?

• 블루투스는 1994년에 에릭슨이 최초로 개발한 디지털 통신 기기를 위한 근거리무선통신 산업 표준
• 산업, 과학, 의료용으로 할당된 ISM(Industiral Scientific and Medical) 대역에 포함되는 2.4~2.485GHz의 단파 UHF 전파를 이용하여 전자 장비 간의 짧은 거리(10m 전후)의 데이터 통신
• ISM 주파수 대역은 전파사용의 허가가 필요 없는 대역이므로, WiFi, RFID, ZigBee, 블루투스 등 다양한 통신에 사용되므로, 주파수 간섭이 발생할 수 있음.
  • 해당 주파수 대역에서 비어있는 채널을 찾아 데이터를 전송하기 때문에 간섭이 일어난다 하더라도 즉시 다른 빈 곳으로 전송하게 된다. 음성기기의 사용 시 아주 잠깐의 지연현상이 발생하지만 체감하기 어렵다.

1.1 블루투스 모듈을 이용한 아두이노 보드와 스마트 폰간의 통신

• 스마트 폰과 블루투스 모듈간에 블루투스 방식으로 통신

• 아두이노 보드는 블루투스 모듈과 시리얼 통신

  

1.2 블루투스 모듈 HC-05

• 전송속도(9600bps), data bits(8), stop bit(1), Parity(No parity) 기본설정
• Default PINCODE : "1234“

• 10m 거리이내사용가능

  

1.3 아두이노 보드 연결 구성: 블루투스 모듈 HC-05

• 블루투스 모듈 HC-05를 베이스보드 우측상단의 Sensor 섹션에 삽입 (아래 그림 참조)
• HC-05 모듈의 TX, RX (Sensor 섹션의 S4, S5)와 Uno 보드의 TX, RX (디지털입출력 핀 1,0)를 서로 교차하게 연결
  • HC-05 모듈의 TX --> Uno 보드의 RX
  • HC-05 모듈의 RX --> Uno 보드의 TX
• HC-05 모듈의 VCC는 (브레드보드를 통해) Uno 보드의 5V에 연결

• HC-05 모듈의 GND는 (브레드보드를 통해) Uno 보드의 GND에 연결

  

2. 스마트 폰에서 아두이노 보드 LED 제어하기

• 스마트 폰에는 PC가 시리얼 모니터를 통해서 그림과 같이 LED를 제어 할 수 있는 스위치 값을 전달했던 것처럼 스마트 폰에서도 시리얼 통신으로 전달할 스위치 값을 발생시켜 줄 엡(App)을 설치하여 사용

  • 예제 1 (스마트폰을 이용한 LED ON/OFF 제어)
  • 예제 2 (스마트폰을 이용한 4개의 LED ON/OFF 제어)

3. 블루투스 통신으로 스마트폰에 데이터 전송

• 아두이노 보드에서 블루투스 통신을 이용하여 스마트 폰에 정보를 전송하는 방법을 학습한다.

• 시리얼 통신의 예제 2에서 가변저항이나 센서들의 측정 값을 시리얼 통신으로 PC의 시리얼 모니터에 나타낸 것과 같이, 블루투스 모듈이 장착된 아두이노 보드에서 시리얼 포트로 데이터를 출력하면, 블루투스 모듈은 아두이노 보드의 시리얼 포트로 들어온 데이터를 블루투스 통신을 통해서 스마트폰으로 데이터를 전송한다.

  • 예제 3 (아두이노 보드의 가변저항 값을 스마트폰에 표시하기)
  

4. 소프트웨어 시리얼을 이용한 블루투스 통신

• 블루투스 쉴드는 아두이노 보드의 UART 포트인 0번(RX)와 1번(TX)를 TXD와 RXD로 연결 사용
  • PC의 시리얼과 블루투스 쉴드가 같은 통신 포트 사용하게 되어 충돌

• 소프트웨어적으로 시리얼 기능 사용

  • 아두이노 보드의 0번과 1번 대신에 다른 디지털입출력 핀을 소프트웨어적으로 정의하여 시리얼 통신
  • 소프트웨어 시리얼 통신용으로 사용하는 핀이 다른 용도로 중복되지 않도록 주의
    • 예를 들면 디지털입출력 핀 2번과 3번을 소프트웨어적으로 TX와 RX로 정의하여 사용

  • 사용방법

    • <SoftwareSerial.h>를 스케치에 포함

    • 소프트웨어 시리얼 함수 정의

      

  • 예제 4 (소프트웨어 시리얼 기능을 갖는 블루투스 쉴드를 이용한 LED의 ON/OFF 제어)

5. 연습문제

1. 예제 1 (스마트폰을 이용한 LED ON/OFF 제어)를 예제 2 (스마트폰을 이용한 4개의 LED ON/OFF 제어)와 같이 serialEvent()함수를 이용하는 방식으로 수정하시오.
2. 예제 2 (스마트폰을 이용한 4개의 LED ON/OFF 제어)를 소프트웨어 시리얼을 이용하도록 Sketch 프로그램을 수정하시오
3. 예제 3 (아두이노 보드의 가변저항 값을 스마트폰에 표시하기)를 소프트웨어 시리얼을 이용하도록 Sketch 프로그램을 수정하시오