Проект 12: Bluetooth-модуль HM-10

Введение

Что мы будем делать?

В этом проекте мы научимся принимать команды со смартфона через Bluetooth! Модуль HM-10 превратит Arduino в беспроводное устройство, которым можно управлять прямо из браузера на телефоне или компьютере!

Bluetooth-модуль позволит нам:

• Отправлять команды роботу без проводов и пультов (только браузер!)

• Управлять роботом на расстоянии до 100 метров (в прямой видимости!)

• Получать данные с датчиков прямо на экран телефона

• Работать и с Android, и с Desktop — универсальная совместимость!

• Создавать собственное приложение для управления (в будущем)

Что такое HM-10?

HM-10 — это современный Bluetooth-модуль стандарта BLE 4.0 (Bluetooth Low Energy). В отличие от старых модулей (HC-05, HC-06), HM-10 поддерживает:

• ✅ Android (Chrome, Edge, Opera)

• ✅ Desktop (Windows, macOS, Linux в Chrome/Edge/Opera)

• ⚡ Низкое энергопотребление (~8-15 мА против 30-40 мА у HC-05)

• 📡 Большая дальность (до 100 м в прямой видимости)

• 🌐 Web Bluetooth API — управление прямо из браузера!

Где это используется?

• 🤖 Роботы: управление движением, режимами работы, калибровкой

• 🏠 Умный дом: выключатели света, термостаты, замки

• 🎮 Игрушки: радиоуправляемые машинки, дроны, роботы

• 📊 Мониторинг: датчики температуры, влажности, давления

• 💪 Фитнес-трекеры: пульсометры, шагомеры, умные часы

HM-10 подключён к роботу (см. Проект 1): D10 (RX), D11 (TX), VCC, GND.

Необходимо: Смартфон Android или компьютер с браузером Chrome/Edge/Opera.

Теория: как работает Bluetooth

Основной принцип

Bluetooth — это технология беспроводной передачи данных на короткие расстояния.

HM-10 использует Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE) — современный энергоэффективный стандарт.

Ключевые характеристики HM-10:

• Частота: 2.4 ГГц (как Wi-Fi, но другой протокол)

• Дальность: до 100 метров (в прямой видимости!)

• Скорость: до 48 Кбит/с (достаточно для управления роботом)

• Энергопотребление: ~8-15 мА в режиме передачи, ~400 мкА в режиме ожидания

Что такое BLE (Bluetooth Low Energy)?

BLE — это НЕ просто улучшенная версия обычного Bluetooth. Это другой протокол, оптимизированный для:

• ⚡ Низкого энергопотребления (в 5-10 раз меньше, чем Bluetooth Classic)

• 📱 Работы через Web Bluetooth API (управление из браузера!)

• 📡 Большой дальности (до 100 м)

Режимы работы HM-10:

1. Режим передачи данных — обычный режим, передаёт данные между Arduino и телефоном

2. Режим AT-команд — режим настройки (имя, пароль, скорость)

Мы будем использовать режим передачи данных (по умолчанию при включении).

Протокол UART через BLE

HM-10 использует UART через BLE — имитация обычного COM-порта через Bluetooth Low Energy.

Как это работает:

1. Arduino отправляет данные в SoftwareSerial → HM-10 TX

2. HM-10 преобразует в BLE-пакеты и передаёт по воздуху

3. Браузер принимает пакеты через Web Bluetooth API и отображает в приложении

4. Обратно: браузер → HM-10 RX → SoftwareSerial → Arduino

Arduino          HM-10           🌐 BLE Controller (браузер)
-------          -----           ---------------------------
Serial.print  →  TXD  )))  →  Web Bluetooth API (Terminal)
Serial.read   ←  RXD  (((  ←  Send: "hello"

Для Arduino это выглядит как обычный Serial.print() и Serial.read()!

Примечание

Почему SoftwareSerial, а не Serial?

• Serial (D0/D1) нужен для Serial Monitor (отладка)

• SoftwareSerial (D10/D11) создаёт виртуальный COM-порт программно

• Так мы можем одновременно общаться с телефоном и видеть отладочные сообщения!

Индикация HM-10

HM-10 имеет встроенный светодиод:

• Мигает — не подключён к телефону (ожидание)

• Постоянно горит — подключён к телефону (активная связь)

Примечание

Подключение HM-10: см. Проект 1. Используем пины D10 (RX) и D11 (TX) для SoftwareSerial.

Приложение BLE Controller

Для работы с HM-10 мы будем использовать BLE Controller — веб-приложение от Alash Electronics.

Что это такое?

BLE Controller — это универсальное веб-приложение для управления Bluetooth-устройствами прямо из браузера.

Ключевые преимущества:

✅ Не требует установки — работает прямо в браузере Chrome/Edge/Opera

✅ Кроссплатформенность — Android и Desktop (Windows, macOS, Linux)

✅ Без рекламы — ничто не отвлекает от работы

✅ Мультиязычность — русский, казахский, английский

✅ Open Source — код доступен на GitHub

✅ 4 режима работы — Terminal, RC Car, Joystick, Smart Home

Ссылка: https://alash-electronics.github.io/bluetoothWebApp/

Режимы работы

BLE Controller имеет 4 режима работы:

Режим	Описание	Применение
Terminal 💻	Последовательный терминал с макросами	Проект 12 (этот урок)
RC Car 🚗	Геймпад с D-pad и кнопками	Проекты 13-14 (управление роботом)
Joystick 🎮	Двойной джойстик PS4-стиль	Альтернативное управление
Smart Home 🏠	Управление устройствами	Не для робототехники

В этом проекте мы будем использовать режим Terminal для изучения основ Bluetooth.

В следующих проектах (13-14) мы переключимся на режим RC Car для управления роботом Фобо.

Terminal Mode (Терминал)

Возможности Terminal Mode:

• 📨 Отправка любых команд через текстовое поле

• 📥 Приём данных от Arduino в реальном времени

• 🔧 6 настраиваемых макро-кнопок (M1-M6) для быстрых команд

• 📜 История сообщений с временными метками

• 🗑️ Очистка лога одной кнопкой

• 🔄 Автопрокрутка (можно отключить)

• 📋 Цветовая индикация: входящие (синие), исходящие (зелёные)

Протокол:

• Приложение отправляет текст + \n (символ новой строки)

• Arduino читает через bluetooth.readStringUntil('\n')

• Arduino отправляет через bluetooth.println()

Макро-кнопки:

6 кнопок (M1-M6), каждая отправляет настраиваемую команду. По умолчанию: M1, M2, M3, M4, M5, M6.

Поддерживаемые платформы

Платформа	Статус	Браузер
Android	✅ Полная поддержка	Chrome, Edge, Opera
Desktop (Windows)	✅ Полная поддержка	Chrome, Edge, Opera
Desktop (macOS)	✅ Полная поддержка	Chrome, Edge, Opera
Desktop (Linux)	✅ Полная поддержка	Chrome, Edge, Opera
iOS (iPhone/iPad)	⚠️ Ограниченная	Bluefy Browser (бесплатно)
Любой Firefox	❌ Не работает	Web Bluetooth не поддерживается
Safari (Mac/iOS)	❌ Не работает	Web Bluetooth не поддерживается

Предупреждение

Для iOS пользователей:

Safari не поддерживает Web Bluetooth API. Если у вас iPhone/iPad:

1. Вариант 1: Установите Bluefy Browser (бесплатно) из App Store — это браузер с поддержкой Web Bluetooth

2. Вариант 2: Используйте другие BLE Terminal приложения (LightBlue, BLE Terminal HM-10)

3. Вариант 3: Используйте Android-устройство или компьютер

Открытие приложения

Шаг 1: Откройте браузер

• Android: Chrome, Edge или Opera

• Desktop: Chrome, Edge или Opera

• iOS: Bluefy Browser (если установлен)

Шаг 2: Перейдите по ссылке

Введите в адресной строке или откройте ссылку:

https://alash-electronics.github.io/bluetoothWebApp/

Шаг 3: Дождитесь загрузки

Приложение загрузится за 1-2 секунды. Вы увидите экран выбора режима с 4 карточками.

Шаг 4: Выберите режим Terminal

Нажмите на карточку Terminal (💻 Терминал).

Подключение к HM-10

Шаг 1: Включите робота Phobo

• Включите питание (выключатель на батарейном отсеке)

• Светодиод HM-10 должен мигать (режим ожидания подключения)

Шаг 2: Нажмите на кнопку Bluetooth

В приложении нажмите на красную точку (статус Bluetooth) в центре заголовка.

Появится диалог выбора устройства.

Шаг 3: Выберите устройство

В списке найдите устройство BT05 (или HMSoft, HM-10) и нажмите на него.

Примечание

Имя модуля: По умолчанию HM-10 называется BT05 или HMSoft. Это имя можно изменить через AT-команды (см. раздел «Расширенная информация»).

Шаг 4: Дождитесь подключения

• Статус изменится с красной точки (отключен) на зелёную точку (подключен)

• Светодиод HM-10 на роботе перестанет мигать и будет постоянно гореть

• В окне терминала появится сообщение «Connected to BT05»

Готово! Теперь можно отправлять команды роботу.

Что вы увидите

Интерфейс Terminal Mode:

• Верхняя часть: Статус подключения (зелёная точка), кнопка Settings (⚙️)

• Центральная часть: История сообщений - Синие сообщения — полученные от Arduino - Зелёные сообщения — отправленные с телефона - Временные метки у каждого сообщения

• Нижняя часть: - Текстовое поле для ввода команд - Кнопка Send для отправки - 6 макро-кнопок (M1-M6) - Кнопка Clear для очистки истории

В Arduino IDE Serial Monitor вы также увидите все полученные команды — это полезно для отладки и проверки корректности передачи данных:

Код программы

Эксперимент 1: Приём текста со смартфона

Цель: Научиться принимать текстовые команды с телефона и выводить их в Serial Monitor.

Скопируйте этот код в Arduino IDE:

/*
 * Проект 12: Bluetooth-модуль HM-10
 * Эксперимент 1: Приём текста со смартфона
 *
 * Что делает программа:
 * - Принимает текст с телефона через Bluetooth
 * - Выводит полученный текст в Serial Monitor
 * - Отправляет подтверждение обратно на телефон
 *
 * Подключение:
 * HM-10 VCC → +5V, GND → GND (Sensor Shield)
 * HM-10 TXD → D10 (RX Arduino), HM-10 RXD → D11 (TX Arduino)
 */

#include <SoftwareSerial.h>              // Библиотека для программного UART

// НАСТРОЙКИ BLUETOOTH
const uint8_t BT_RX = 10;                // Пин RX для Bluetooth (к TX HM-10)
const uint8_t BT_TX = 11;                // Пин TX для Bluetooth (к RX HM-10)

SoftwareSerial bluetooth(BT_RX, BT_TX);  // Создаём программный Serial

void setup() {
  Serial.begin(9600);                    // Serial Monitor (отладка)
  bluetooth.begin(9600);                 // Bluetooth (связь с телефоном)

  Serial.println("========================================");
  Serial.println("  Проект 12: Bluetooth HM-10");
  Serial.println("  Эксперимент 1: Приём текста");
  Serial.println("========================================");
  Serial.println();
  Serial.println("Подключитесь к HM-10 из браузера.");
  Serial.println("Откройте: https://alash-electronics.github.io/bluetoothWebApp/");
  Serial.println("Выберите режим Terminal и отправьте сообщение!");
  Serial.println();

  // Приветствие на телефоне
  bluetooth.println("Arduino готова к приёму!");
  bluetooth.println("Отправьте мне сообщение :)");
}

void loop() {
  // Проверяем, есть ли данные от телефона
  if (bluetooth.available()) {
    String message = bluetooth.readStringUntil('\n');  // Читаем до Enter
    message.trim();                                    // Убираем пробелы

    // Игнорируем служебные сообщения HM-10 (мусор до подключения)
    if (message.length() == 0 || message.indexOf("ERROR") >= 0) {
      return;  // Пропускаем пустые сообщения и служебные
    }

    // Выводим в Serial Monitor
    Serial.print("📱 Получено: ");
    Serial.println(message);

    // Отправляем подтверждение на телефон
    bluetooth.print("✓ Получено: ");
    bluetooth.println(message);
  }

  // Бонус: отправка с Serial Monitor на телефон
  if (Serial.available()) {
    String response = Serial.readStringUntil('\n');
    response.trim();
    bluetooth.println(response);
    Serial.print("→ Отправлено на телефон: ");
    Serial.println(response);
  }
}

Как работает код:

1. Строка 15: Подключаем библиотеку SoftwareSerial для создания виртуального COM-порта

2. Строки 18-19: Определяем пины RX=10 (принимает от HM-10), TX=11 (передаёт в HM-10)

3. Строка 21: Создаём объект bluetooth типа SoftwareSerial

4. Строка 24: Инициализируем Serial Monitor (9600 бод)

5. Строка 25: Инициализируем Bluetooth (9600 бод — стандартная скорость HM-10)

6. Строки 38-39: Отправляем приветствие на телефон

7. Строка 45: bluetooth.available() — проверяет, есть ли данные от телефона

8. Строка 46: readStringUntil('\n') — читает до символа новой строки (Enter)

9. Строка 47: trim() — убирает пробелы и переводы строк по краям

10. Строки 49-51: Фильтрация служебных сообщений — HM-10 отправляет «мусор» до подключения (ERROR, �횘), игнорируем их

11. Строки 58-59: Отправляем подтверждение обратно на телефон

Примечание

Фильтрация мусорных данных:

До подключения телефона HM-10 может отправлять служебные сообщения (ERROR, крякозябры). Строки 49-51 фильтруют эти сообщения — проверяем, что сообщение не пустое и не содержит слово «ERROR».

Примечание

Два Serial одновременно:

• Serial (D0/D1) — для Serial Monitor (отладка)

• bluetooth (D10/D11) — для связи с телефоном

Можно одновременно видеть отладочные сообщения и общаться с телефоном!

Загрузка и тестирование

Примечание

Процесс загрузки кода: см. подробную инструкцию в Уроке 1. Откройте Serial Monitor (9600 baud) после загрузки.

Что вы увидите в Serial Monitor

После загрузки программы:

========================================
  Проект 12: Bluetooth HM-10
  Эксперимент 1: Приём текста
========================================

Подключитесь к HM-10 из браузера.
Откройте: https://alash-electronics.github.io/bluetoothWebApp/
Выберите режим Terminal и отправьте сообщение!

Теперь откройте BLE Controller в браузере и подключитесь к HM-10.

В терминале приложения появится:

Arduino готова к приёму!
Отправьте мне сообщение :)

Отправьте с телефона: Hello, Arduino!

На экране телефона (в терминале):

[12:34:56] ✓ Получено: Hello, Arduino!

В Serial Monitor Arduino:

📱 Получено: Hello, Arduino!

Бонус: Введите текст в Serial Monitor и нажмите Enter — он отправится на телефон!

Эксперимент 2: Управление светодиодом

Цель: Управлять встроенным светодиодом Arduino (D13) с телефона.

Команды:

• ON или 1 → включить светодиод

• OFF или 0 → выключить светодиод

• STATUS → узнать текущее состояние

/*
 * Проект 12: Bluetooth-модуль HM-10
 * Эксперимент 2: Управление светодиодом
 *
 * Команды (отправить через BLE Controller Terminal):
 * ON / 1     - включить светодиод
 * OFF / 0    - выключить светодиод
 * STATUS     - узнать состояние
 */

#include <SoftwareSerial.h>

const uint8_t BT_RX = 10;
const uint8_t BT_TX = 11;
const uint8_t LED_PIN = 13;              // Встроенный светодиод

SoftwareSerial bluetooth(BT_RX, BT_TX);

bool ledState = false;                   // Текущее состояние светодиода

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  bluetooth.begin(9600);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  Serial.println("========================================");
  Serial.println("  Проект 12: Эксперимент 2");
  Serial.println("  Управление светодиодом через BT");
  Serial.println("========================================");
  Serial.println();

  bluetooth.println("=== Управление светодиодом ===");
  bluetooth.println("Команды:");
  bluetooth.println("  ON / 1     - включить");
  bluetooth.println("  OFF / 0    - выключить");
  bluetooth.println("  STATUS     - состояние");
}

void loop() {
  if (bluetooth.available()) {
    String cmd = bluetooth.readStringUntil('\n');
    cmd.trim();
    cmd.toUpperCase();                   // Преобразуем в заглавные буквы

    // Игнорируем служебные сообщения HM-10
    if (cmd.length() == 0 || cmd.indexOf("ERROR") >= 0) {
      return;
    }

    // Обрабатываем команды
    if (cmd == "ON" || cmd == "1") {
      ledState = true;
      digitalWrite(LED_PIN, HIGH);
      bluetooth.println("✓ Светодиод ВКЛЮЧЕН");
      Serial.println("LED: ON");

    } else if (cmd == "OFF" || cmd == "0") {
      ledState = false;
      digitalWrite(LED_PIN, LOW);
      bluetooth.println("✓ Светодиод ВЫКЛЮЧЕН");
      Serial.println("LED: OFF");

    } else if (cmd == "STATUS") {
      bluetooth.print("Состояние: ");
      bluetooth.println(ledState ? "ВКЛЮЧЕН" : "ВЫКЛЮЧЕН");
      Serial.print("LED status: ");
      Serial.println(ledState ? "ON" : "OFF");

    } else {
      bluetooth.println("❌ Неизвестная команда!");
      bluetooth.println("Доступные: ON, OFF, STATUS");
      Serial.print("Unknown command: ");
      Serial.println(cmd);
    }
  }
}

Что нового:

1. Строка 15: Используем встроенный светодиод на пине 13

2. Строка 19: Переменная ledState хранит текущее состояние (вкл/выкл)

3. Строка 43: toUpperCase() — преобразует команду в заглавные буквы (чтобы on = ON)

4. Строки 46-67: Обработка трёх команд: ON, OFF, STATUS

5. Строки 64-67: Если команда неизвестна → выводим список доступных команд

Пример работы:

Вы: ON
Arduino: ✓ Светодиод ВКЛЮЧЕН

Вы: STATUS
Arduino: Состояние: ВКЛЮЧЕН

Вы: OFF
Arduino: ✓ Светодиод ВЫКЛЮЧЕН

Вы: HELLO
Arduino: ❌ Неизвестная команда!
Arduino: Доступные: ON, OFF, STATUS

Эксперимент 3: Интерактивное меню

Цель: Создать полноценное меню управления с реальными датчиками робота Фобо.

Функции:

• 1 или DIST → Прочитать расстояние (ультразвуковой датчик RCWL-9610A)

• 2 или LINE → Прочитать датчики линии (3 IR-сенсора)

• 3 или SERVO → Повернуть серво (сканирование 0°-180°)

• 4 или LED → Переключить светодиод

• HELP → Показать справку

/*
 * Проект 12: Bluetooth-модуль HM-10
 * Эксперимент 3: Интерактивное меню с реальными датчиками
 *
 * Меню команд:
 * 1 (DIST)  - прочитать расстояние (ультразвуковой датчик)
 * 2 (LINE)  - прочитать датчики линии (3 сенсора)
 * 3 (SERVO) - повернуть серво (сканирование 0-180°)
 * 4 (LED)   - переключить светодиод D13
 * HELP      - показать справку
 */

#include <SoftwareSerial.h>
#include <AlashUltrasonic.h>              // Для RCWL-9610A
#include <Servo.h>                         // Для сервопривода

// ==================== PINS ====================
const uint8_t BT_RX = 10;                  // Bluetooth RX
const uint8_t BT_TX = 11;                  // Bluetooth TX
const uint8_t LED_PIN = 13;                // Встроенный светодиод

const uint8_t TRIG_PIN = 3;                // Ультразвуковой датчик Trig
const uint8_t ECHO_PIN = 7;                // Ультразвуковой датчик Echo

const uint8_t LINE_LEFT = A0;              // Левый датчик линии
const uint8_t LINE_CENTER = A1;            // Центральный датчик линии
const uint8_t LINE_RIGHT = A2;             // Правый датчик линии

const uint8_t SERVO_PIN = 9;               // Сервопривод

// ==================== OBJECTS ====================
SoftwareSerial bluetooth(BT_RX, BT_TX);
AlashUltrasonic ultrasonic(TRIG_PIN, ECHO_PIN);
Servo servo;

bool ledState = false;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  bluetooth.begin(9600);

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  ultrasonic.begin();                      // Инициализация ультразвукового датчика
  servo.attach(SERVO_PIN);                 // Подключение сервопривода
  servo.write(90);                         // Начальная позиция 90°

  Serial.println("🤖 Bluetooth Menu System Ready");

  // Отправляем приветствие и меню
  sendMenu();
}

void loop() {
  if (bluetooth.available()) {
    String cmd = bluetooth.readStringUntil('\n');
    cmd.trim();
    cmd.toUpperCase();

    // Игнорируем служебные сообщения HM-10
    if (cmd.length() == 0 || cmd.indexOf("ERROR") >= 0) {
      return;
    }

    Serial.print("📱 Command: ");
    Serial.println(cmd);

    // ============ КОМАНДА 1: РАССТОЯНИЕ ============
    if (cmd == "1" || cmd == "DIST") {
      float distance = ultrasonic.getDistance();  // Реальное измерение!

      bluetooth.print("📏 Расстояние: ");
      bluetooth.print(distance, 1);               // 1 знак после запятой
      bluetooth.println(" см");

      Serial.print("Distance: ");
      Serial.print(distance);
      Serial.println(" cm");

    // ============ КОМАНДА 2: ДАТЧИКИ ЛИНИИ ============
    } else if (cmd == "2" || cmd == "LINE") {
      int left = analogRead(LINE_LEFT);
      int center = analogRead(LINE_CENTER);
      int right = analogRead(LINE_RIGHT);

      bluetooth.println("📊 Датчики линии:");
      bluetooth.print("   Левый: ");
      bluetooth.println(left);
      bluetooth.print("   Центр: ");
      bluetooth.println(center);
      bluetooth.print("   Правый: ");
      bluetooth.println(right);

      Serial.print("Line sensors: L=");
      Serial.print(left);
      Serial.print(" C=");
      Serial.print(center);
      Serial.print(" R=");
      Serial.println(right);

    // ============ КОМАНДА 3: СЕРВО ============
    } else if (cmd == "3" || cmd == "SERVO") {
      bluetooth.println("🔄 Сканирование серво 0°→180°...");

      // Сканирование от 0 до 180 градусов
      for (int angle = 0; angle <= 180; angle += 30) {
        servo.write(angle);
        delay(300);
        bluetooth.print("   ");
        bluetooth.print(angle);
        bluetooth.println("°");
      }

      servo.write(90);                    // Вернуться в центр
      bluetooth.println("✓ Серво вернулось в центр (90°)");

      Serial.println("Servo scan completed");

    // ============ КОМАНДА 4: СВЕТОДИОД ============
    } else if (cmd == "4" || cmd == "LED") {
      ledState = !ledState;               // Инверсия состояния
      digitalWrite(LED_PIN, ledState);

      bluetooth.print("💡 Светодиод: ");
      bluetooth.println(ledState ? "ВКЛ" : "ВЫКЛ");

      Serial.print("LED: ");
      Serial.println(ledState ? "ON" : "OFF");

    // ============ КОМАНДА HELP ============
    } else if (cmd == "HELP") {
      sendMenu();

    // ============ НЕИЗВЕСТНАЯ КОМАНДА ============
    } else {
      bluetooth.println("❌ Неизвестная команда!");
      bluetooth.println("Отправьте HELP для справки.");
    }

    // Пустая строка для удобства
    bluetooth.println();
  }
}

// ==================== ФУНКЦИЯ МЕНЮ ====================
void sendMenu() {
  bluetooth.println("==========================================");
  bluetooth.println("  🤖 Робот Фобо - Меню датчиков");
  bluetooth.println("==========================================");
  bluetooth.println();
  bluetooth.println("Команды:");
  bluetooth.println("  [1] или [DIST]  - Расстояние");
  bluetooth.println("  [2] или [LINE]  - Датчики линии");
  bluetooth.println("  [3] или [SERVO] - Сканирование серво");
  bluetooth.println("  [4] или [LED]   - Переключить LED");
  bluetooth.println("  [HELP]          - Это меню");
  bluetooth.println();
  bluetooth.println("Отправьте команду:");

  Serial.println("Menu sent to phone");
}

Что нового:

1. Строки 14-15: Подключаем библиотеки AlashUltrasonic и Servo

2. Строки 17-30: Конфигурация всех пинов робота (датчики, серво, Bluetooth)

3. Строки 33-35: Создание объектов для работы с датчиками

4. Строки 44-46: Инициализация ультразвукового датчика и серво в setup()

5. Строки 62-70: Команда 1 (DIST) — реальное измерение расстояния с RCWL-9610A

6. Строки 73-90: Команда 2 (LINE) — чтение 3 аналоговых датчиков линии (A0, A1, A2)

7. Строки 93-110: Команда 3 (SERVO) — сканирование серво от 0° до 180° с шагом 30°

8. Строки 113-122: Команда 4 (LED) — переключение светодиода на D13

9. Строка 101: servo.write(angle) — поворот серво на заданный угол

Пример работы:

==========================================
  🤖 Робот Фобо - Меню датчиков
==========================================

Команды:
  [1] или [DIST]  - Расстояние
  [2] или [LINE]  - Датчики линии
  [3] или [SERVO] - Сканирование серво
  [4] или [LED]   - Переключить LED
  [HELP]          - Это меню

Отправьте команду:

Вы: 1
Arduino: 📏 Расстояние: 23.5 см

Вы: LINE
Arduino: 📊 Датчики линии:
Arduino:    Левый: 892
Arduino:    Центр: 45
Arduino:    Правый: 901

Вы: SERVO
Arduino: 🔄 Сканирование серво 0°→180°...
Arduino:    0°
Arduino:    30°
Arduino:    60°
Arduino:    90°
Arduino:    120°
Arduino:    150°
Arduino:    180°
Arduino: ✓ Серво вернулось в центр (90°)

Вы: 4
Arduino: 💡 Светодиод: ВКЛ

Вы: LED
Arduino: 💡 Светодиод: ВЫКЛ

Совет: Используйте макро-кнопки в Terminal Mode! Настройте M1=``1``, M2=``2``, M3=``3``, M4=``HELP`` для быстрого доступа к командам.

Поиск неисправностей

Проблема: HM-10 не мигает (светодиод не горит)

Возможные причины:

1. Не подключено питание

   • Проверьте VCC → +5V и GND → GND на Sensor Shield

   • Убедитесь, что провода плотно сидят в разъёмах

2. Перепутаны VCC и GND

   • ОПАСНО! Модуль может сгореть

   • Если модуль горячий → немедленно отключите питание

   • Проверьте полярность: VCC=красный → +, GND=чёрный → -

3. Недостаточное напряжение

   • HM-10 требует минимум 3.6V

   • Если питание от батареи — проверьте заряд

   • Используйте USB для тестирования (стабильные 5V)

Проблема: Браузер не находит HM-10

Возможные причины:

1. Неподдерживаемый браузер

   • ❌ Firefox не поддерживает Web Bluetooth API

   • ❌ Safari (Mac/iOS) не поддерживает Web Bluetooth API

   • ✅ Используйте Chrome, Edge или Opera

2. HM-10 не включён

   • Светодиод должен мигать (быстро = не подключён)

   • Если не мигает → см. предыдущую проблему

3. Bluetooth выключен на телефоне/компьютере

   • Настройки → Bluetooth → Включить

   • Убедитесь, что Bluetooth активен

4. HM-10 уже подключён к другому устройству

   • Если светодиод горит постоянно → уже подключён

   • Отключите другие устройства

   • Выключите/включите питание HM-10 (перезагрузка)

5. Android: не дано разрешение на геолокацию

   • ВАЖНО! Android требует разрешение Location для сканирования BLE

   • Настройки → Приложения → Chrome → Разрешения → Местоположение → Разрешить

   • Без этого устройства BLE не будут найдены!

Проблема: Подключение есть, но данные не приходят

Возможные причины:

1. Перепутаны TX и RX

   • КРИТИЧНО! TX HM-10 → RX Arduino (D10), RX HM-10 ← TX Arduino (D11)

   • Попробуйте поменять местами провода на D10 и D11

2. Неправильная скорость в коде

   • bluetooth.begin(9600); должна совпадать со скоростью HM-10

   • По умолчанию HM-10 использует 9600 бод (можно изменить через AT)

3. Неправильные пины в коде

   • Убедитесь: HM-10 TXD → D10 (Signal), HM-10 RXD → D11 (Signal)

   • Проверьте код: SoftwareSerial bluetooth(10, 11);

Проблема: Получаю «крякозябры» вместо текста

Причина: Несовпадение скорости передачи (baud rate).

Решение:

1. Проверьте код: bluetooth.begin(9600);

2. Проверьте скорость HM-10 (по умолчанию 9600)

3. Попробуйте другие скорости: 4800, 19200, 38400, 57600

Как узнать скорость HM-10:

• Используйте программу-мост (см. раздел «AT-команды»)

• Отправьте команду AT+BAUD? через Serial Monitor

• Ответ: OK+Get:0 (0=9600, 1=19200, 2=38400, и т.д.)

Проблема: Мусорные данные до подключения

Симптомы: В Serial Monitor появляются «крякозябры» (ERROR, �횘, &Mj) до подключения телефона. После подключения всё работает нормально.

Причина: HM-10 отправляет служебные сообщения в режиме ожидания подключения.

Решение: Добавьте фильтрацию в код (уже есть во всех примерах):

void loop() {
  if (bluetooth.available()) {
    String cmd = bluetooth.readStringUntil('\n');
    cmd.trim();

    // Игнорируем служебные сообщения HM-10
    if (cmd.length() == 0 || cmd.indexOf("ERROR") >= 0) {
      return;  // Пропускаем пустые и служебные сообщения
    }

    // Дальше обычная обработка команд...
  }
}

Эта проверка фильтрует:

• Пустые сообщения (length() == 0)

• Сообщения со словом «ERROR» (служебные)

После подключения телефона служебные сообщения прекращаются автоматически.

Проблема: iOS Safari не работает

Причина: Apple не поддерживает Web Bluetooth API в Safari по соображениям безопасности.

Решение:

Вариант 1: Используйте Bluefy Browser (бесплатно в App Store)

• Это специальный браузер для iOS с поддержкой Web Bluetooth

• Скачайте: https://apps.apple.com/app/bluefy-web-ble-browser/id1492822055

• Откройте BLE Controller через Bluefy

• Всё будет работать как на Android

Вариант 2: Используйте альтернативные BLE Terminal приложения для iOS:

• LightBlue (бесплатно) — универсальный BLE-сканер

• BLE Terminal HM-10 (бесплатно) — специально для HM-10

• BLESerial HM-10 (бесплатно) — Serial monitor для BLE

Вариант 3: Используйте компьютер или Android-устройство

Расширенная информация

Bluetooth Classic vs BLE

Существует два типа Bluetooth:

Характеристика	Bluetooth Classic (HC-05)	Bluetooth Low Energy (HM-10)
Энергопотребление	30-40 мА	8-15 мА
Дальность	10 метров	100 метров
Скорость	До 3 Мбит/с	48 Кбит/с
Совместимость	Android, ПК (НЕ iOS!)	✅ Android, iOS, ПК, Web
Профиль	SPP (Serial Port)	GATT (Generic Attribute)
Web Bluetooth	❌ Не поддерживается	✅ Полная поддержка
Стоимость	$2-4	$3-6

Вывод: HM-10 (BLE) — лучший выбор для Arduino-проектов! Работает с Web Bluetooth API, меньше потребляет энергии, больше дальность!

Дальность передачи

Факторы, влияющие на дальность:

• Класс модуля:

  • Class 1: до 100 метров (промышленные модули)

  • Class 2: до 10 метров (HM-10 — это Class 2)

  • Class 3: до 1 метра (редко используется)

• Преграды: стены, мебель, тело человека ослабляют сигнал

• Частота 2.4 ГГц: совпадает с Wi-Fi (возможны помехи)

• Ориентация антенны: на HM-10 антенна встроенная (не направленная)

На практике с HM-10 можно рассчитывать на 5-8 метров в помещении.

AT-команды HM-10 (дополнительно)

HM-10 можно настраивать через AT-команды — специальные текстовые команды для изменения параметров модуля.

Примечание

Для базового использования AT-команды не требуются! Настройки по умолчанию (имя BT05, скорость 9600) подходят для всех экспериментов в этом проекте.

Когда нужны AT-команды?

• Изменить имя модуля (например, на «Phobo» для робота)

• Изменить скорость передачи данных

• Узнать MAC-адрес модуля

Программа-мост для AT-команд

Чтобы отправлять AT-команды на HM-10, нужна специальная программа-мост между Serial Monitor и модулем:

/*
 * Программа-мост для настройки HM-10 через AT-команды
 *
 * Подключение такое же: D10=RX, D11=TX
 *
 * Использование:
 * 1. Загрузите эту программу на Arduino
 * 2. Откройте Serial Monitor (9600 baud)
 * 3. Установите "Both NL & CR" (новая строка и возврат каретки)
 * 4. Введите AT-команду и нажмите Enter
 * 5. Ответ от HM-10 появится в Serial Monitor
 */

#include <SoftwareSerial.h>

// RX, TX для HM-10
SoftwareSerial BTSerial(10, 11);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  BTSerial.begin(9600);  // Стандартная скорость HM-10

  Serial.println("========================================");
  Serial.println("  HM-10 AT Command Bridge");
  Serial.println("========================================");
  Serial.println("HM-10 готов к настройке");
  Serial.println("Введите AT команды:");
  Serial.println("Пример: AT+NAME=Phobo");
  Serial.println();
}

void loop() {
  // Передача данных от HM-10 к Serial Monitor
  if (BTSerial.available()) {
    Serial.write(BTSerial.read());
  }

  // Передача данных от Serial Monitor к HM-10
  if (Serial.available()) {
    BTSerial.write(Serial.read());
  }
}

Как использовать:

1. Загрузите программу-мост на Arduino

2. Откройте Serial Monitor (9600 baud)

3. Важно: Убедитесь, что в Serial Monitor установлено «Both NL & CR» (новая строка и возврат каретки)

4. Введите команду, например: AT и нажмите Enter

5. HM-10 ответит: OK

Пример: изменение имени на «Phobo»

Шаг 1: Узнайте текущее имя:

Вы вводите: AT+NAME
HM-10 отвечает: OK+NAME:BT05

Шаг 2: Измените имя на «Phobo»:

Вы вводите: AT+NAME=Phobo
HM-10 отвечает: OK+Set:Phobo

Шаг 3: Перезагрузите модуль (выключите и включите питание Arduino)

Шаг 4: Проверьте новое имя:

Вы вводите: AT+NAME
HM-10 отвечает: OK+NAME:Phobo

Теперь при подключении через BLE Controller модуль будет отображаться как «Phobo»! 🤖

Полный список AT-команд

═══════════════════════════════════════════════════════════
ОСНОВНЫЕ КОМАНДЫ
═══════════════════════════════════════════════════════════
AT                    Проверка связи (ответ: OK)
AT+RESET              Перезагрузка модуля
AT+VERSION            Узнать версию прошивки
AT+ADDR               Узнать MAC-адрес модуля
AT+DEFAULT            Сброс к заводским настройкам
AT+RENEW              Сброс к заводским настройкам (альт.)

═══════════════════════════════════════════════════════════
НАСТРОЙКИ BLUETOOTH
═══════════════════════════════════════════════════════════
AT+NAME               Узнать имя модуля
AT+NAME=<name>        Изменить имя (макс. 12 символов)
                      Пример: AT+NAME=Phobo

AT+BAUD               Узнать скорость передачи
AT+BAUD=<n>           Изменить скорость:
                      0=9600, 1=19200, 2=38400, 3=57600,
                      4=115200, 5=4800, 6=2400, 7=1200, 8=230400
                      Пример: AT+BAUD=0 (9600)

AT+PARI?              Узнать настройки чётности
AT+PARI=<n>           0=None, 1=Odd, 2=Even

AT+STOP               Узнать стоп-биты
AT+STOP=<n>           0=1 bit, 1=2 bits

═══════════════════════════════════════════════════════════
РЕЖИМ И СОСТОЯНИЕ
═══════════════════════════════════════════════════════════
AT+ROLE               Узнать роль модуля
AT+ROLE=<n>           0=Slave (подчинённый), 1=Master (ведущий)
                      Обычно используется 0 (Slave)

AT+STATE              Узнать текущее состояние
                      Возможные ответы:
                      OK+LOST   - не подключён
                      OK+CONN   - подключён

AT+IMME?              Режим запуска
AT+IMME=<n>           0=автоматически начинает работу
                      1=ждёт команду AT+START

AT+START              Начать работу (если IMME=1)

═══════════════════════════════════════════════════════════
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
═══════════════════════════════════════════════════════════
AT+PWRM?              Узнать режим энергосбережения
AT+PWRM=<n>           0=обычный, 1=низкое энергопотребление

AT+POWE?              Узнать мощность передатчика
AT+POWE=<n>           0=-23dBm, 1=-6dBm, 2=0dBm, 3=+6dBm
                      Больше мощность = больше дальность,
                      но больше энергопотребление

AT+SLEEP              Перевести в режим сна

═══════════════════════════════════════════════════════════
ДОПОЛНИТЕЛЬНО (для Master режима)
═══════════════════════════════════════════════════════════
AT+INQ                Поиск Slave-устройств поблизости (M)
AT+SHOW               Показать найденные устройства (M)
AT+CONN=<n>           Подключиться к устройству по индексу (M)

AT+UUID?              Узнать SERVICE UUID (M)
AT+UUID=<uuid>        Изменить SERVICE UUID (M)

AT+CHAR?              Узнать CHARACTERISTIC UUID (M)
AT+CHAR=<uuid>        Изменить CHARACTERISTIC UUID (M)

═══════════════════════════════════════════════════════════
(M) = Команда работает только в Master режиме (ROLE=1)

Предупреждение

Осторожно с изменением настроек!

• Если измените скорость (BAUD), нужно изменить BTSerial.begin() в коде!

• Если измените ROLE на Master, модуль перестанет работать как Slave!

• Если забыли настройки — используйте AT+DEFAULT для сброса к заводским

Рекомендуемые настройки для робота Фобо

Рекомендуем изменить только имя модуля для удобства:

AT+NAME=Phobo       → Легко найти среди других BLE устройств
AT+NAME             → Проверка: OK+NAME:Phobo

Все остальные параметры оставьте по умолчанию:

• Скорость: 9600 бод (AT+BAUD=0)

• Роль: Slave (AT+ROLE=0)

• Мощность: 0 dBm (AT+POWE=2) — баланс дальности и энергопотребления

Энергопотребление HM-10

Типовые параметры:

• Режим передачи: 8 мА при 5V

• Режим ожидания (подключён): 2 мА

• Режим сна: 0.03 мА (30 мкА)

Для робота Фобо HM-10 будет потреблять ~8 мА при активной связи — это приемлемо (светодиод потребляет 20 мА для сравнения).

Что дальше?

Поздравляем! Вы изучили модуль Bluetooth HM-10 и веб-приложение BLE Controller — современный способ управления роботом прямо из браузера! 🎉

Что мы узнали:

✅ Как работает Bluetooth Low Energy (BLE) и UART через BLE

✅ Как подключить HM-10 к Arduino через SoftwareSerial

✅ Как отправлять и принимать текстовые команды

✅ Как управлять Arduino через веб-приложение BLE Controller

✅ Как создавать интерактивное меню

✅ Что такое Web Bluetooth API и как он работает

Сравнение способов управления:

Метод	Преимущества	Недостатки
ИК-пульт	Быстро, не нужен телефон	Нужно целиться, не видим данные
Bluetooth	Управление из кармана, видим датчики	Нужен смартфон, медленнее ИК

В следующих проектах:

• Проект 13: Управление роботом через Bluetooth — применяем HM-10 для ручного управления моторами с телефона! Используем режим RC Car (геймпад) вместо Terminal.

• Проект 14: Мастер-режим — полная интеграция всех автономных режимов с Bluetooth-управлением!

О BLE Controller:

В Проекте 12 мы использовали Terminal Mode для изучения основ Bluetooth-коммуникации.

В Проектах 13-14 мы переключимся на RC Car Mode — режим с геймпадом (D-pad для движения, кнопки для режимов).

Идеи для экспериментов:

1. Добавьте шифрование команд (простой XOR или Base64)

2. Реализуйте двунаправленную телеметрию (датчики → телефон каждую секунду)

3. Создайте голосовое управление через Google Assistant → Bluetooth

4. Изучите режим Joystick в BLE Controller (аналоговое управление)

До встречи в Проекте 13 — управление роботом Фобо через Bluetooth с геймпадом! 🤖📱