Bluetooth-модуль HC-05: управляй Arduino с телефона

HC-05 — дешёвый и очень распространённый Bluetooth-модуль, который добавляет в проекты на Arduino беспроводную последовательную связь. С ним можно включить светодиод с телефона, включать и выключать лампу через реле, управлять машинкой на радиоуправлении или отправлять на телефон показания датчиков. В этой статье шаг за шагом разберём, как правильно и безопасно подключить HC-05, выполнить сопряжение с телефоном, написать первый код и пользоваться AT-командами, которые меняют настройки модуля.

Как работает HC-05?

HC-05 использует профиль SPP (Serial Port Profile) классического Bluetooth и ведёт себя как «беспроводной последовательный кабель». Когда телефон сопряжён и подключён, каждый символ, отправленный с телефона, приходит в Arduino через пин TXD модуля, а всё, что Arduino пишет в пин RXD, уходит на телефон. На стороне Arduino ничего знать о Bluetooth не нужно: используешь Serial.print() и read() так же, как при общении с монитором порта.

HC-05, HC-06 и HM-10: сравнение

Пины и подключение HC-05

Модуль можно питать от 5V, потому что на плате есть стабилизатор, но его пины данных работают на 3,3 V. Сигнал 3,3 V с пина TXD модуля HC-05 Arduino читает без проблем. В обратную сторону не подключай сигнал TX Arduino на 5 V напрямую к пину RXD модуля, а используй делитель напряжения: TX Arduino → 1 kΩ → RXD, RXD → 2 kΩ → GND. Так на RXD приходит около 3,3 V.

Состояния светодиода и сопряжение с телефоном

При подаче питания светодиод модуля часто мигает: это значит, что модуль ждёт подключения. В настройках Bluetooth на телефоне с Android найди устройство «HC-05» и выполни сопряжение с PIN-кодом 1234 (или 0000, если первый не подходит). Само сопряжение соединения не открывает; это делает приложение-терминал для Bluetooth. После подключения светодиод делает две короткие вспышки каждые 2 секунды. Если светодиод 2 секунды горит и 2 секунды не горит, модуль находится в режиме AT-команд.

Первая связь с телефоном

Код ниже превращает Arduino в мост между телефоном и компьютером: каждый символ с телефона попадает в монитор порта, а всё, что ты набираешь в мониторе порта, уходит на телефон. Это лучшая отправная точка, чтобы проверить соединение:

1#include <SoftwareSerial.h>
2
3SoftwareSerial bt(10, 11);   // RX, TX → HC-05 TXD, RXD
4
5void setup() {
6  Serial.begin(9600);
7  bt.begin(9600);            // veri modu hızı / data mode baud rate
8}
9
10void loop() {
11  if (bt.available()) {
12    Serial.write(bt.read());   // telefondan bilgisayara / phone to PC
13  }
14  if (Serial.available()) {
15    bt.write(Serial.read());   // bilgisayardan telefona / PC to phone
16  }
17}

Загрузи код и открой монитор порта на скорости 9600 бод. На телефоне подключись к HC-05 через приложение из Google Play, например Serial Bluetooth Terminal, и напиши что-нибудь: набранный текст появится в мониторе порта. Текст, набранный в мониторе порта, тоже появится на телефоне. Если всё работает, соединение, подключение и скорость в порядке.

Управление светодиодом и реле с телефона

Теперь будем реагировать на символы с телефона: когда приходит 1, светодиод включается, а когда приходит 0, выключается. После каждой команды Arduino ещё и отправляет ответ на телефон:

1#include <SoftwareSerial.h>
2
3SoftwareSerial bt(10, 11);   // RX, TX
4const int LED = 13;
5
6void setup() {
7  pinMode(LED, OUTPUT);
8  bt.begin(9600);
9  bt.println("Ready");
10}
11
12void loop() {
13  if (bt.available()) {
14    char c = bt.read();
15    if (c == '1') {
16      digitalWrite(LED, HIGH);   // LED'i yak / turn the LED on
17      bt.println("LED ON");
18    } else if (c == '0') {
19      digitalWrite(LED, LOW);    // LED'i söndür / turn the LED off
20      bt.println("LED OFF");
21    }
22  }
23}

Многие Bluetooth-приложения позволяют назначить кнопке любой символ, так что на телефоне можно собрать маленький пульт с кнопками «Вкл» и «Выкл». Если вместо светодиода подключить модуль реле, тот же код будет управлять с телефона лампой или вентилятором. А если направить символы F, B, L и R (вперёд, назад, влево и вправо) на драйвер моторов L298N, получится основа машинки с управлением по Bluetooth.

Настройка модуля AT-командами

Имя, PIN-код и скорость HC-05 меняются с помощью AT-команд. Чтобы войти в режим AT, подай питание на модуль, удерживая маленькую кнопку на нём (или с пином EN, подключённым к 3,3 V); светодиод начнёт медленно мигать, раз в 2 секунды. В коде-мосте напиши bt.begin(38400), выбери в мониторе порта окончание строки Both NL & CR (NL и CR) и отправляй команды:

Bluetooth на ESP32 и Raspberry Pi Pico

В классическую ESP32 встроены и классический Bluetooth, и BLE; с библиотекой BluetoothSerial к телефону можно подключиться без HC-05. А вот ESP32-S3 и ESP32-C3 поддерживают только BLE. В Raspberry Pi Pico W тоже есть встроенный Bluetooth. К обычной Raspberry Pi Pico без Bluetooth модуль HC-05 подключается к пинам UART; поскольку Pico работает от 3,3 V, делитель напряжения на этот раз не нужен. Питай модуль от пина VBUS (5V):

1from machine import UART, Pin
2
3bt = UART(0, baudrate=9600, tx=Pin(0), rx=Pin(1))   # GP0 → RXD, GP1 ← TXD
4led = Pin("LED", Pin.OUT)                           # kart üstü LED / onboard LED
5
6while True:
7    if bt.any():
8        c = bt.read(1)
9        if c == b'1':
10            led.on()
11            bt.write(b'LED ON\n')
12        elif c == b'0':
13            led.off()
14            bt.write(b'LED OFF\n')

Идеи проектов с HC-05

• Машинка с управлением по Bluetooth: робот, которым управляют с телефона, на драйвере моторов L298N и двух DC-моторах.
• Выключатель для умного дома: включай и выключай лампы и розетки с телефона через модуль реле.
• Лампа с выбором цвета: задавай цвет RGB-светодиода значениями, отправленными с телефона.
• Беспроводной вывод показаний: отправляй температуру и влажность с DHT11 в терминал на телефоне.
• Рука-манипулятор: управляй сервоприводами ползунками на телефоне.
• Связь между двумя Arduino: сделай один HC-05 ведущим, а другой ведомым и передавай данные без проводов.

Частые ошибки и как их исправить

• Телефон не находит модуль: телефон — iPhone, модуль подключён к другому устройству или завис в режиме AT.
• Приходят непонятные символы: скорости не совпадают; в режиме данных обычно 9600, в режиме AT — 38400.
• Нет ответа на AT-команды: модуль не в режиме AT, скорость не 38400 или окончанием строки не выбрано Both NL & CR.
• Код не загружается: модуль подключён к пинам 0 и 1; отключай его на время загрузки или используй SoftwareSerial.
• Соединение рвётся, когда запускаются моторы: моторы мешают питанию; питай их от отдельного источника и поставь конденсатор на питание модуля.
• Модуль через какое-то время вышел из строя: возможно, на пин RXD подавали 5 V без делителя; всегда используй делитель 1 kΩ / 2 kΩ.

HC-05 — самый простой способ сделать проводные проекты беспроводными; добавь управление моторами, и можно собирать первого робота с дистанционным управлением. В приложении BlueGrays есть машинка с управлением по Bluetooth на L298N и робот, объезжающий препятствия, со схемами подключения и кодом.