HM-10 Bluetooth Low Energy Module: Complete Technische Handleiding

Draadloze communicatie is een fascinerend concept in deze nieuwe leeftijd. Sommige, zo niet de meeste, moderne elektronische apparaten gebruiken draadloze communicatie op de een of andere manier. In dit artikel kijken we naar de HM-10 en zijn vitale rol bij het vestigen van draadloze communicatie met de Bluetooth Low Energy module. Lees door en krijg alle informatie die u nodig heeft om de HM-10 te begrijpen.

1. HM-10 Pinconfiguratie

Het modelontwerp gebruikt de CC2540 of CC2541 Bluetooth SOC (System on Chip) Bluetooth Low Energy (BLE).

De HM-10 module heeft 34 pinnen, waarvan er slechts vier nodig zijn om communicatie tot stand te brengen.

Pin nr.	Pin Naam	Pin Beschrijving
1	UART_TX	UART interface - Zenden
2	UART_RX	UART interface - Ontvangen
3	UART_CTS	UART interface
4	UART_RTS	UART interface
5-10	NC	Geen verbinding
11	RESET	Reset als laag voor 100ms
12	VCC	3.3V
13-14	GND	Ground
15	USB_D-	USB interface
16-19	NC	Geen verbinding
20	USB_D+	USB interface
21-22	GND	Ground
23	PIO0	Systeemtoets
24	PIO1	Systeem LED
25-34	PIO2-11	Prog. in/uitgang

De tabel illustreert elke pin en zijn functie.

Er zijn twee versies van de HM-10 BLE Module: HM10C en HM-10S.

2. HM-10 Module Kenmerken

• Geen byteslimiet bij zenden/ontvangen
• Bluetooth Low Energy verbruik (BLE chip)
• Bluetooth versie: V4.0
• Werkfrequentie: 2.4GHz ISM-band
• 50-200µA in slaapmodus
• 12 Algemeen Doel In- en Uitgang Pinnen
• UART Seriële Interface & Volledige Snelheid USB Interface
• 32-kHz Slaap Timer met Capture
• In-Circuit Seriële Programmering 128KB of 256KB
• 8KB Statisch Random-Access Geheugen
• Lange afstand: open ruimte tot 100m
• Draagbare afmetingen

2.1 HM-10 Module Specificaties

• Werklspanning module: 2.0V – 3.6V
• Werkt op lage spanning
• 235µA back-up batterijverbruik
• RF Invoerniveau: 10dBm
• Maximale spanning: +3.9V
• Werktemperaturen: -40°C tot +85°C
• Elektrostatische ontlading: 750V

De HM-11, HM-01 tot HM-09 kunnen ook als vervanging dienen.

3. Waar Kunnen We De HM-10 MODULE Gebruiken?

• Korte-afstand draadloze communicatie (max. 100 meter)
• Mobiele apparaten door laag stroomverbruik
• Goedkoop, ideaal voor laagbudget projecten
• UART communicatie voor verbinding met controllers/processors (bijv. Arduino)

Overige toepassingen:

• Robotica
• USB dongles
• Servers
• Medische apparatuur
• Vrije tijd en sportapparatuur
• Computerperferie

4. Hoe De HM-10 MODULE Te Gebruiken

De UART seriële verbinding maakt het eenvoudig om de module met een Arduino te koppelen.

Bij integratieproblemen met Arduino of Raspberry Pi: raadpleeg de HM-10 datasheet.

Het is essentieel om te verzekeren dat uw HM-10 module echt is voordat u hem in een project gebruikt.

Om de gekloonde module te vermijden: controleer of de uwe de 32kHz kristaloscillator heeft.

Alternatief: u moet de firmwareversie van de module wijzigen via een firmware download voor een gekloonde module. Anders is het onmogelijk om de module met AT-commando's te benaderen of te koppelen met een smartphone zonder firmware-wijziging.

BLE modules kunnen communiceren met andere BLE-capable apparaten (bijv. Android, of 2 HM-10s).

Communicatie via seriële UART en volledig aanpasbaar met AT-commando sets.

De module is een breakout board voor CC2541 Bluetooth met ingebouwde 3.3V spanningsregelaar.

Let op: bij gebruik van Arduino 5V board, is de HM-10 RX-pin meestal nog 3.3V. Het is nodig om de Arduino's HM-10 TX-pin naar 3.3V te converteren.

4.1 Benodigde Componenten

• Arduino Bluetooth controller
• HM-10 Bluetooth module
• Weerstanden (1kΩ, 470Ω)
• Verbindingsdraden (FTDI)
• Arduino IDE
• Android app – BLE Scanner (HM-10 Module)

4.2 Schakelingsschema

Bron: https://www.youtube.com/watch?v=geSEbu6mj2Q

4.3 Arduino Module Setup + AT Commando

Om AT-commando's uit te voeren: open Arduino IDE op PC, selecteer juiste USB-poort. Open seriële monitor, bevestig standaard baudrate 9600. Typ AT+NAME? (zonder spaties). Moet tonen: OK+NAME: HMSoft. Nu kunt u communiceren met de Bluetooth 4.0 LE.

4.4 Data Versturen en Ontvangen Tussen 2 HM-10s

Gebruik AT-commando AT+ADDR? om het originele MAC-adres op te vragen. Uitvoer ziet eruit als 20C38FF61DA1 (elke HM-10 BLE heeft uniek adres).

Om 2 HM-10s te koppelen: gebruik AT+CON[param1] en AT+ROLE[param1].

4.5 HM-10 BLE 4.0 Aansluiten Op Arduino Board

Interfacing Arduino Bluetooth controller met module:

HM-10	Arduino
HM-10 TX	D2
HM-10 RX	D3
GND	GND
VCC	3.3V

U kunt software serial of hardware serial gebruiken voor Arduino UNO programmeren. In ons voorbeeldproject gebruiken we software serial.

De onderstaande code laat zien hoe u een LED kunt besturen met een Arduino Bluetooth controller en Bluetooth Low Energy.

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial HM10(2, 3); // RX = 2, TX = 3
char appData;
String inData = "";

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("HM10 serial started at 9600");
  HM10.begin(9600); // set HM10 serial at 9600 baud rate
  pinMode(13, OUTPUT); // onboard LED
  digitalWrite(13, LOW); // switch OFF LED
}

void loop() {
  HM10.listen(); // listen the HM10 port
  while (HM10.available() > 0) { // if HM10 sends something then read
    appData = HM10.read();
    inData = String(appData); // save the data in string format
    Serial.write(appData);
  }
  if (Serial.available()) { // Read user input if available.
    delay(10);
    HM10.write(Serial.read());
  }
  if (inData == "F") {
    Serial.println("LED OFF");
    digitalWrite(13, LOW); // switch OFF LED
    delay(500);
  }
  if (inData == "N") {
    Serial.println("LED ON");
    digitalWrite(13, HIGH); // switch ON LED
    delay(500);
    digitalWrite(13, LOW); // switch OFF LEDs
    delay(500);
  }
}

4.6 BLE Android Scanner App

Om een Android-apparaat met de Bluetooth Low Energy module te gebruiken, download eerst de BLE scanner voor uw mobiele apparaat.

Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.macdom.ble.blescanner&hl=en_IN

Start de app, geef Bluetooth- en locatietoestemming. Scan naar apparaten; de Bluetooth low energy 4.0 staat onder MLT-BT05.

Gebruik 123456789 als koppelcode. Verbinden, en u bent klaar.

Zodra de verbinding gereed is, klik op MLT-BT05 voor meer opties – selecteer Custom Service. Opties: R, W, N. Voor test: klik W om 1 of 0 te sturen en de LED met uw Android-apparaat te manipuleren.

5. Hoe Verschilt De HM-10 BLE Van Andere Modules?

Het significante verschil van de Bluetooth 4.0 LE ten opzichte van anderen is de Bluetooth-versie.

De standaard fabrieksinstellingen bevatten alle Bluetooth 4.0-functies. De standaard instellingen staan ook toe om tot 24Mbps te zenden met laag stroomverbruik.

Daarom presteert de HM-10 beter dan modules als Bluetooth 2/2.1 (bijv. HC-05 module).

6. Conclusie

Samengevat: we hebben de kenmerken van de HM-10 module uitgebreid bekeken. Het is nu eenvoudig om Arduino in de standaardinstelling te integreren. Met een basisprint en een paar extra componenten bent u nu in staat om uw project zonder gedoe uit te voeren. Voor meer informatie, vragen of aankoop van deze componenten: neem contact met ons op.