Existem três modos de operação:

• Modo Master (Mestre): o módulo é capaz de estabelecer uma comunicação com outros dispositivos Bluetooth, ou seja, é capaz de procurar outros dispositivos e requerer uma conexão;
• Modo Slave (Escravo): o módulo só pode receber conexões de outros dispositivos Bluetooth;
• Modo Loopback: é um modo de testes em que o dispositivo recebe dados de um módulo Master e responde com os mesmos dados recebidos.

Diferenças entre HC-05 e HC-06

O Módulo Bluetooth HC-05 pode trabalhar nos 3 modos de operação: Master, Slave e Loopback.

O Módulo Bluetooth HC-06 pode trabalhar apenas no modo de operação Slave.

Em outras palavras, o módulo HC-05 é mais completo, e permite que o dispositivo que utiliza esse módulo consiga rastrear e solicitar pareamento com outros dispositivos. Se compararmos à comunicação USB, é como se ele fosse um computador que busca e reconhece outros dispositivos conectados a ele. Já o HC-06 é mais simples, e só responde a um pedido de comunicação feito por outros dispositivos. Comparando novamente com a comunicação USB, é como se fosse um mouse, que não pode localizar outros dispositivos, mas apenas responde à comunicação do computador.

* Nota: HC-05 e HC-06 são módulos para uso comercial (venda para pessoas comuns, como nós), e seus compatíveis industriais seriam, consecutivamente, o HC-03 e o HC-04.

Consulte aqui um documento comparativo desses dois módulos.

Configurações

Os módulos Bluetooth já vêm com uma configuração padrão de fábrica, mas você pode alterar suas configurações através de comandos AT, que são comandos padronizados enviados serialmente para o módulo. A cada comando AT enviado, uma resposta é retornada, e todos os comandos se iniciam por AT, e devem sempre ser escritos em letras maiúsculas.

HC-06

Os módulos HC-06, por serem mais simples, possuem basicamente 5 comandos disponíveis. Confira o datasheet desse módulo no link abaixo.

• Datasheet do HC-06

Estou utilizando um HC-06 da Electrofreaks, um Bluetooth Bee. Para entrar no modo AT, basta alimentá-lo e não parear com nenhum outro dispositivo e ele estará pronto para receber comandos AT. Os parâmentros padrões são: Baud Rate 9600, ID: linvor e Senha: 1234. Abaixo encontra-se a lista dos comandos e respostas esperadas:

Importante ressaltar que computadores não podem se comunicar a taxas acima de 115.200bps.

Para realizar a comunicação serial com o módulo Bluetooth nós podemos utilizar um Arduino, mas precisamos ter algo muito importante em mente: Comunicação Serial pura é ponto-a-ponto, ou seja, só é possível fazer a comunicação serial entre 2 dispositivos. Existem protocolos de comunicação serial que permitem a comunicação entre mais de 2 dispositivos, como o RS-485, que envia um endereço do dispositivo destino junto com o dado, fazendo com que os outros dispositivos ligados na rede simplesmente ignorem aquele dado. Mas a comunicação serial pura não permite comunicar mais de 2 dispositivos e, no caso temos 3:

• o computador,
• o arduino e
• o módulo Bluetooth.

Outro problema é que o Arduino, enquanto se comunica com o computador pela porta USB, também está utilizando o canal de comunicação serial do microcontrolador, TX e RX. Esses sinais têm uma derivação e passam por um conversor ( que antes era o chip FTDI, mas agora é outro microprocessador, o 16U) para transmitir a informação pelo cabo USB. Ou seja, TX e RX ficam ocupados enquanto o Arduino se comunica pela porta USB. Isso faz com que precisemos de um artifício para poder enviar os comandos do computador para o Arduino e o Arduino envie ao módulo Bluetooth por um outro canal de comunicação.

Existem placas Arduino, como o MEGA2560, que possuem mais de uma porta serial, o que permitiria essa transferência sem maiores complicações. Mas o Arduino Uno só possui um canal serial. Ainda bem que existe uma biblioteca que "emula" uma nova porta serial em quaisquer outros pinos do Arduino, suprindo nossa necessidade. O nome dessa biblioteca é SoftwareSerial.h, e ela já está inclusa na IDE do Arduino, e existe até um exemplo que você pode utilizar para configurar o seu módulo Bluetooth.

Nesse exemplo, são utilizados os pinos 10 e 11 para a comunicação, sendo o primeiro como RX e o segundo para TX. Vale ressaltar que em uma comunicação serial, a conexão deve ser cruzada, ou seja, o TX do primeiro dispositivo ligado ao RX do segundo dispositivo e vice-versa. Segue abaixo a transcrição dos comentários escritos por Tom Igoe, traduzidos para o Português. Repare que eu modifiquei o arquivo para permitir o uso na configuração do módulo Bluetooth.

/* Comentários em Português
  Software serial: teste de múltiplas seriais
  Recebe da serial física, envia para a serial emulada.
 Recebe da serial emulada, envia para a serial física.
 O circuito: 
 * RX é o pino digital 10 (conectar ao TX do outro dispositivo)
 * TX é o pino digital 11 (conectar ao RX do outro dispositivo)
  Nota:
 Nem todos os pinos do Mega e Mega 2560 suportam interrupções por mudança de estado, 
 então somente os seguintes pinos podem ser utilizados como RX: 
 10, 11, 12, 13, 50, 51, 52, 53, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69
  Nem todos os pinos do Leonardo suportam interrupções por mudança de estado, 
 então somente os seguintes pinos podem ser utilizados como RX: 
 8, 9, 10, 11, 14 (MISO), 15 (SCK), 16 (MOSI).
 
 Criado a algum tempo incerto
 modificado em 25 de Maio de 2012
 por Tom Igoe
 baseado no exemplo de Mikal Hart
 
 Este código exemplo é de domínio público
Exemplo modificado por Alex Pisciotta pata configuração de Módulo Bluetooth

 */
//Carrega a biblioteca SoftwareSerial
#include <SoftwareSerial.h>
    
//Define os pinos para a serial  (RX, TX)
SoftwareSerial novaSerial(10,11);
String dado = "";
    
void setup()  
{ 
  Serial.begin(9600); //Inicia a serial padrão
  Serial.println("Configurar HC-06");
  Serial.println("Nao utilize quebra de linha");
  Serial.println("Envie os comandos AT:"); 
  novaSerial.begin(9600); //Inicia Serial emulada
} 
    
void loop() 
{ 
  if (novaSerial.available()) //Se existir dado na novaSerial
  { 
     while(novaSerial.available()) //Enquanto existir dado
     {
       dado = dado + (char)novaSerial.read(); //Armazena os caracteres
       delay(5); //Aguarda 5ms para que haja tempo da mensagem chegar
     } 
   Serial.println(dado); //E depois escreve a mensagem na serial padrão
   dado = ""; //Limpa o dado
  } 
  if (Serial.available()) //Se houver dado na serial padrão
  { 
    delay(5); //aguarda 5ms
    novaSerial.write(Serial.read()); //Escreve na novaSerial o que foi lido na serial padrão
  } 
}

Carregue esse software no seu Arduino, faça as ligações do módulo BT conforme a figura abaixo, plugue o Arduino à porta USB do seu computador e então abra o Serial Monitor do seu Arduino.

Basicamente estamos alimentando o módulo BT com 3.3V e GND, e ligando o terminal RX do Arduino (pino 10) ao TX do módulo Bluetooth (pino 2), e o TX do Arduino (pino 11) a um divisor de tensão que transformará os sinais de 5V em algo próximo de 3.3V para aplicar ao RX do módulo Bluetooth (pino 3). Eu utilizei os resistores de 3k3 e 1k5 para compatibilizar as tensões, mas outras combinações são possíveis, e podem ser calculadas pela fórmula do divisor de tensão.

Digitando o comando AT, você deve receber a resposta OK na tela, vinda do seu módulo Bluetooth. Se isso acontecer, estará tudo certo para você executar os comandos e observar as respostas de confirmação.

A seguir se observa a ligação dos pinos do módulo BluetoothBee para referência aos sinais disponíveis.

Baixe aqui a folha de dados do HC-06 BluetoothBee da ElecFreaks.

Uma boa experiência para entender o funcionamento é utilizar o App Android chamado Bluetooth SPP Pro onde se pode enviar e receber dados do SerialMonitoring, fazendo uma espécie de chat entre o computador e o dispositivo Android.

Outra experiência bacana é utilizar o aplicativo Speech Bluetooth: Esse aplicativo utiliza o GoogleTalk para traduzir a frase falada (captada pelo microfone) em uma sequência de caracteres que são enviados via Bluetooth ao Arduino, que por sua vez envia para a porta Serial padrão, chegando ao SerialMonitoring. Dessa forma, a frase falada ao celular é enviada ao computador. Observe que as letras com acentos não chegam corretamente porque não fazem parte da tabela ASCII, ou seja, são caracteres especiais. Para que eles aparecessem na tela teríamos que modificar o programa do Arduino para "tratar" esses caracteres e exibi-los adequadamente. Mesmo assim, poderíamos utilizar esse aplicativo para enviar comandos de Fala ao Arduino, para ligar/desligar lâmpadas e outras cargas de nossa residência.

Veja abaixo o vídeo mostrando as experiências com o HC-06.

HC-05

Para o módulo HC-05 entrar em modo de Comandos AT, deve-se polarizar pino Key (ou Enable) em nível lógico alto. O módulo que utilizo possui a placa base FC-114, que tem um pequeno botão no canto inferior direito, e ao pressioná-lo o módulo fica habilitado a receber os comandos AT.

Os comandos para o HC-05 são um pouco diferentes, como pode ser observado na tabela seguinte, e os comandos devem ser finalizados com quebra de linha (o famoso ), portanto o SerialMonitoring do Arduino deve ser configurado para Both NL & CR (ambos nova linha e retorno de carro, em inglês). Abaixo você encontra a folha de dados do fabricante e a lista de comandos AT suportados.

• Datasheet do HC-05
• Comandos AT do HC-05

Você encontra uma experiência bastante interessante com o HC-05 neste post do Blog do FilipeFlop.com, uma ótima referência para estudo de Arduino e outras tecnologias. Nesse post é ensinado a estabelecer dois arduinos com módulos bluetooth, estando um deles como escravo e o outro como Mestre utilizando o HC-05. Basicamente é coletado o endereço do BT escravo através do BT mestre, que usa essa informação para se conectar automaticamente ao escravo todas as vezes que for ligado. No exemplo, o mestre faz com que o escravo se comporte como um pisca-pisca, mas você consegue modificar o programa pra fazer muita coisa interessante.

Experiências com Aplicativos

Aqui no Pisciotta.com.br você encontra uma montagem feita com o módulo Bluetooth e o aplicativo Bluetooth RC Controller para controlar um carrinho. Clique aqui.

Muitas outras experiências podem ser realizadas com módulos Bluetooth e, conforme eu for fazendo, postarei aqui.

Bluetooth Low Energy (BLE ou Bluetooth 4.0)

A nova tecnologia de baixa energia apresenta protocolos diferentes do Bluetooth convencional, e permite o envio de informações a maiores distâncias com um consumo de energia ainda menor. Estão sendo utilizados em uma infinidade de dispositivos, permitindo uma rápida expansão do movimento IoT.

Com o BLE é possível localizar um usuário dentro de uma loja, por exemplo, utilizando técnicas de triangulação. Dessa forma, uma loja pode enviar mensagens sobre sapatos quando o cliente se aproximar da vitrine, sem que o cliente tenha nenhum aplicativo da loja instalado em seu smartphone.

Beacons são espalhados pela loja (ou qualquer outro ambiente) para permitir essa triangulação.

Em breve você encontrará aqui novas experiências e informações de outros módulos de comunicação Bluetooth.