Comunicación Bluetooth entre Arduino Mega 2560 y Matlab
Universidad del Cauca Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Programa de ingeniería en automática industrial 2015
Comunicación Bluetooth entre Arduino Mega 2560 y Matlab
Juan Pablo Arcos Merchán Alejandro Josué Torrente Calderón
Director: Ph.D Carlos F. Rengifo R
Universidad del Cauca Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Programa de ingeniería en automática industrial 2015
Elementos Hardware y Software:
Hardware:
Arduino Mega 2560 Modulo Bluetooth HC-06 Computador con sistema operativo Windows 10
Software:
Arduino IDE 1.0.6 Matlab R2015a Conexión entre el Modulo Bluetooth HC-06 y la tarjeta Arduino:
El modulo Bluetooth HC-06 cuenta con 4 pines:
VCC GND TXD RXD
El modulo Bluetooth HC-06 utiliza el protocolo UART RS 232 serial. El pin VCC va al pin 5V de la tarjeta Arduino, este le da la alimentación al dispositivo. GND va a tierra en el Arduino. TXD va al RX0 de la tarjeta (pin 0). RXD va TX0 de la tarjeta (pin 1).
EMPAREJAMIENTO DEL MODULO Y EL EQUIPO Ahora que ya se tiene clara la conexión del módulo Bluetooth con Arduino, se procede a conectar la tarjeta al PC para permitirle la alimentación a esta y a su vez la descarga del código que se realice. Antes de descargar el código a la tarjeta arduino, se procede a emparejar el modulo Bluetooth con el computador, esto se realiza de la siguiente manera: 1. Se debe abrir los dispositivos Bluetooth, esto lo hacemos haciendo click en el icono Bluetooth que se encuentra en la sección de notificaciones como se ve en la siguiente imagen.
2. Lo siguiente que se debe hacer es mostrar los dispositivos Bluetooth a los que puede acceder el computador.
3. Lo primero que se debe hacer para poderse emparejar al módulo Bluetooth es activar el Bluetooth del computador, cuando se activa el Bluetooth se debe esperar hasta que busque los dispositivos, cuando aparezca el dispositivo ‘HC -05’ o ‘HC -06’ (depende del módulo que se tenga) se da click sobre él y seleccionar emparejar, esto pedirá una contraseña para poder emparejar los dispositivos, normalmente en los módulos ‘HC-05’ y ‘HC -06’ la contraseña ‘1234’ o ‘0000’, para nuestro caso es ‘1234’. Esto será suficiente para emparejar el dispositivo y podrá cerrar las ventanas. Si después de un rato el computador no encuentra dispositivos Bluetooth, por favor siga con la instrucción 4.
4. Si el computador no encuentra dispositivos Bluetooth después de activar el Bluetooth del computador, significa que los controladores del Bluetooth del computador no están actualizados, así que se procede a actualizar los
controladores. En la ventana dispositivos Bluetooth (Imagen anterior) se da click sobre ‘Más opciones de Bluetooth ’. 5. Cuando abre la configuración de Bluetooth vaya a la pestaña ‘Hardware’, aquí podrá ver los controladores del Bluetooth, para actualizarlos da click sobre el controlador y luego da click en propiedades. Esto se debe hacer para todos los controladores.
6. En esta ventana encontrara información acerca del controlador seleccionado, para actualizarlo dar click sobre ‘Cambiar la configuración’.
7. Dar click sobre la pestaña ‘Controlador’ y luego dar click sobre ‘Actualizar controlador’.
8.
Luego dar click sobre ‘Buscar automáticamente software de controlador actualizado’; cabe destacar que para poder actualizar los controladores el quipo debe estar conectado a internet. Después de un momento Windows le informara si ya esta actualizado o el controlador o descargara la actualización. Como se dijo antes, se debe actualizar todos los controladores de Bluetooth
9. Después de cerrar todas las ventanas debe repetir los pasos, y si realizo bien la actualización de los controladores en el paso 3 ya le debe aparecer el dispositivo Bluetooth del módulo, y podrá emparejarlo.
ARDUINO Ahora se procede a cargar Arduino IDE 1.0.6 y se verifica que el puerto serial coincida con el de la tarjeta y que este seleccionada la Arduino Mega 2560. Al terminar estos pasos se puede comenzar con la programación de la tarjeta. El siguiente es el código que se realiza en Arduino IDE el cual se cargara en ella: void setup() { Serial.begin(9600); //Se inicia la comunicación serial delay(5000);
//Se espera 5 segundos para conectar el Bluetooth
} void loop() { Serial.println("*"); //Este asterisco indica el comienzo de la comunicación for(int i=1; i<30000; i++){ //Serial.write(i); Serial.println(i); //Se imprime los números del 1 al 30000 } }
EXPLICACION DEL CODIGO ARDUINO El código que se cargara a la tarjeta Arduino, es bastante simple, se inicia la comunicación serial de la tarjeta, luego se envía una serie de número del 1 al 30000. Se envía esta secuencia para poder comprobar que los datos llegaron ordenados. Cabe destacar que el asterisco (*) que se envía, es para poder indicar el orden, Matlab interpretara este asterisco como el comienzo del envió de los datos, y esto los recibirá ordenadamente. Es importante resaltar que para que se pueda realizar la carga correctamente del archivo a la tarjeta, es necesario que se desconecten los pines TX y RX del módulo; una vez terminada la carga correctamente se vuelve a conectar estos pines normalmente.
Una vez realizada la carga y verificada la conexión del módulo con la tarjeta (led del módulo HC-06 parpadeando).
MATLAB Ahora se procede a cargar MATLAB, rn un nuevo script se realiza el siguiente codigo: clc , clear all, close all; %instrhwinfo('Bluetooth'); %Información sobre el hadward Bluetooth %Out = instrhwinfo('Bluetooth','HC-06'); %Información del hardward Bluetooth HC -06 FBTooth = Bluetooth('HC-06',1); %Se crea un objeto Bluetooth con el HC-06 fopen(FBTooth); %Se abre la comunicación Bluetooth String = fgets(FBTooth); %Se lee la siguiente línea del objeto Bluetooth while String ~= '*', String = fgets(FBTooth); %Se lee la siguiente línea del objeto Bluetooth end NDatos = 30000; %Numero de datos que se van a recibir Datos = zeros(NDatos,1); %Se guarda la memoria para los datos i = 1; while i <= NDatos, if FBTooth.BytesAvailable >= 1 %Cuando haya información en el objeto Bluetooth Datos(i) = str2double(fgets(FBTooth)); %Convierte de string a doble y lo va guardando en la variable datos i = i + 1; %Realiza esta operación de lectura hasta que lea los números de datos especificados end end fclose(FBTooth); %Cierra la comunicación del objeto Bluetooth plot(Datos,(1:NDatos)) %Se dibuja los datos recibidos %Como se ha enviado los números del 1 al 30000 se debe ver una función %creciente
EXPLICACION DEL CODIGO EN MATLAB Para poder recibir información por Bluetooth primero se debe crear un objeto Bluetooth, pero antes de esto se debe verificar los dispositivos Bluetooth a los que se puede acceder, esto lo hacemos en las primeras líneas de código, cuando se sabe que dispositivos hay y en que canales, se procede a abrir, para nuestro caso debemos conectarnos al módulo ‘HC -06’ por el canal uno. Cuando se crea el objeto Bluetooth se debe abrir la comunicación, para poder enviar y recibir datos. La clave; como se explicó en el código Arduino, es el asterisco, cuando Matlab recibe el asterisco este procede a guardar los datos recibidos. Mientras Matlab no reciba el asterisco (comienzo del envió de datos) no recibirá los datos, así se guarda e orden de llegada de los datos, sin el envió de este asterisco Matlab recibiría los datos enviados por la tarjeta Arduino de una manera desordenada. Los datos son recibidos uno a uno y los guarda en un vector. Como se sabe que el número de datos que se recibe es de 30000, la lectura de los datos se hace 30000 veces, de esa manera también se asegura que los datos llegaran ordena mente. Después de la lectura de los datos, se cierra la comunicación con el módulo HC06.
RESULTADOS Cuando se corre el código en Matlab se debe esperar un tiempo prudente hasta que la totalidad de los datos sean recibidos; el tiempo es más o menos 5 minutos. Después de que haya pasado en tiempo necesario y Matlab haya recibido los datos, se obtendrá la siguiente imagen:
Se observa que los 30000 datos han llegado completamente, además de que han llegado ordenadamente.
