はじめに
ArduinoとBluetoothモジュールを組み合わせることで、スマートフォンと連携できる便利なガジェットを作ることができます。例えば、リモートスイッチ、ワイヤレス温度モニター、スマホ操作のロボットなど、様々な応用が可能です。本記事では、HC-05 Bluetoothモジュールを使用して、Arduinoとスマートフォンを連携させる方法を詳しく解説します。
必要な部品
ArduinoとBluetoothを使用してスマホ連携ガジェットを作るために、以下の部品を準備します。
- Arduino Uno（または互換機）：マイコンボード。
- HC-05 Bluetoothモジュール：スマホとArduinoを無線通信で接続。
- LED（または他の制御デバイス）：スマホから操作する対象。
- 抵抗（1kΩ、2kΩ）：Bluetoothモジュールの電圧変換用。
- ジャンパーワイヤー：Arduinoとモジュールを接続。
- ブレッドボード：配線を簡単にする基板。
- スマートフォン（Android推奨）：Bluetooth接続のテスト用。
BluetoothモジュールHC-05の基本
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HC-05は、Arduinoとスマホを無線で接続するためのBluetoothモジュールで、主にシリアル通信（UART）を利用してデータをやり取りします。
HC-05の主なピン
| ピン名 | 説明 |
|---|---|
| VCC | 5Vまたは3.3V（Arduinoは5V出力） |
| GND | グラウンド |
| TXD | データ送信（ArduinoのRXピンへ） |
| RXD | データ受信（ArduinoのTXピンへ、抵抗分圧が必要） |
| EN（KEY） | ATコマンドモード用（通常接続不要） |
接続方法（Arduino Unoの場合）
| HC-05 ピン | Arduino ピン |
| VCC | 5V |
| GND | GND |
| TXD | D10（SoftwareSerial RX） |
| RXD | D11（SoftwareSerial TX、1kΩと2kΩで分圧） |
スマホとArduinoの通信
スマホとArduinoをBluetoothで接続し、シリアル通信を行うことで、Arduinoのデバイス（LEDやモーターなど）を制御できます。
スマホアプリの準備
Bluetooth通信をテストするには、以下のアプリを使用すると便利です。
- 「Bluetooth Serial Terminal」（Android）
- 「LightBlue」（iOS）
- MIT App Inventor で専用アプリを作成
Arduinoのスケッチ（Bluetooth連携）
以下のコードをArduinoに書き込むことで、スマホから送信した文字に応じてLEDをON/OFFできます。
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial BTSerial(10, 11); // RX, TX
const int ledPin = 9;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT);
Serial.begin(9600);
BTSerial.begin(9600);
}
void loop() {
if (BTSerial.available()) {
char data = BTSerial.read();
if (data == '1') {
digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else if (data == '0') {
digitalWrite(ledPin, LOW);
}
}
}
応用編
ArduinoとBluetoothを活用することで、さまざまなガジェットを作ることができます。
1. スマホからロボットを操作
HC-05とL298Nモータードライバーを組み合わせて、スマホで操作できるロボットを作成できます。
2. ワイヤレス温湿度モニター
DHT11/DHT22センサーを接続し、温度や湿度データをスマホに送信する環境モニターを構築できます。
3. スマートスイッチ
リレーを追加すれば、スマホから家電をON/OFFできるスマートスイッチを作成可能です。
4. スマートロック
ソレノイドやサーボモーターを利用し、スマホからBluetooth経由で鍵を開けるシステムを構築できます。
5. フィットネス・ヘルスケアガジェット
心拍センサーや加速度センサーを組み合わせて、運動データをスマホに送信し、トラッキングするデバイスを作成可能。
よくあるトラブルと解決策
1. Bluetoothがスマホに表示されない
原因と対策
- HC-05のVCCとGNDが正しく接続されているか確認。
- ATモードで設定を変更し、
AT+ROLE=0（スレーブモード）になっているか確認。
2. 通信ができない
原因と対策
BTSerial.begin(9600);の通信速度がHC-05のボーレートと一致しているか確認。- RX/TXの接続ミス（TXD → RXD、RXD → TXD）をチェック。
3. 送信データが正しく処理されない
原因と対策
BTSerial.read();のデータ型を正しく処理しているか確認。- スマホアプリ側で送信するデータの改行コードを調整（ など）。
まとめ
本記事では、ArduinoとHC-05 Bluetoothモジュールを使って、スマホと連携するガジェットの開発方法を解説しました。基本的なLED制御から、リレーやモーターを追加することで、さまざまなIoTデバイスを作成できます。
今後は、温湿度センサーやスマートロックなどの応用例に挑戦し、より高度なガジェット開発を目指しましょう！
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