cuatro maneras de hacer que el rango Bluetooth vaya mucho, mucho más lejos

amplificar la señal – más potencia (y más problemas)

sin duda el medio más común de agregar más alcance a cualquier aplicación inalámbrica, muchos ingenieros pueden moverse para aumentar la potencia de transmisión en los dispositivos con el fin de garantizar que sus mensajes sean recibidos. Si bien esta es la solución más obvia, también viene con sus propios inconvenientes y hay limitaciones en la cantidad de energía que se puede aplicar.,

la relación entre la potencia aplicada y la duración de la batería es una compensación directa, y el aumento de la potencia de transmisión tiene graves consecuencias para la duración de la batería de su dispositivo Bluetooth. Si aumenta la potencia, tendrá que probar ese cambio en un entorno del mundo real para determinar la pérdida de duración de la batería que resulta y si es aceptable para su aplicación. Un pequeño aumento puede ser relativamente intrascendente, pero aumentar a plena potencia tendrá un impacto significativo en la vida útil de la batería., Al igual que todo lo demás, es difícil estimar el modelado, y tomarse el tiempo para probar en un escenario de la vida real es la única manera de estar seguro de que el aumento de potencia es útil y no crea problemas en sí mismo.

el otro problema con el aumento de la potencia es que hay diferentes requisitos para la potencia máxima en diferentes regiones reguladoras. Mientras que los EE. UU. permiten una potencia máxima de hasta + 20 dBm, la UE solo permite hasta + 10 dBm. Por esa razón, puede que no sea posible aumentar hasta la potencia requerida para los productos que están diseñados para su uso en todo el mundo., El aumento de potencia en un diseño puede ser suficiente para hacer que ese diseño falle en las pruebas reglamentarias y, por lo tanto, pierda las certificaciones. Es importante tener esto en cuenta desde el principio, porque tener que reducir la potencia al final de la fase de diseño puede causar fácilmente que los dispositivos no se comuniquen.

el uso de largo alcance en Bluetooth 5

Bluetooth 5 introdujo la función LE Long Range / Coded PHY para proporcionar comunicaciones más confiables en un rango más largo sin aumentar la potencia de transmisión., La forma en que funciona es introduciendo la codificación Forward Error Correction (FEC), que esencialmente obliga a los dispositivos a repetir paquetes 2 U 8 veces (seleccionables) en todas las comunicaciones. Esta retransmisión hace que sea más fácil para los dispositivos en el borde de la conexión tener la oportunidad de captar el mensaje completo.

no está claro de inmediato cómo funciona esto, pero hay una analogía simple que explica cómo estas emisiones repetidas ayudan a extender el rango. Imagina un grupo grande de personas, con algunas cercanas y otras lejanas., Si estás hablando con una voz normal, algunas personas pueden oírte y algunos más lejos pueden no. Donde aumentar la potencia es análogo a gritar más fuerte, LE Long Range es análogo a repetir cada palabra DOS u ocho veces. Los que están lejos tienen dos u ocho oportunidades de captar cada palabra, y hay una mayor probabilidad de que lo hagan. De esta manera, le Long Range ayuda a los dispositivos más alejados a tener una mejor oportunidad de mantenerse conectados.

este método también tiene sus propias consecuencias: repetir paquetes significa reducir el rendimiento general y usar más potencia para enviar un mensaje., Sin embargo, el resultado final puede ser hasta 4 veces el rango, y los costos de energía bien pueden valer la pena ese sacrificio.

utilizando un repetidor

otra forma de ampliar el alcance es introduciendo repetidores en su entorno. Los repetidores simplemente recogen los mensajes y los repiten de nuevo, lo que significa que un repetidor colocado en el borde de la conexión puede extender ese borde hasta su propio rango más lejano. Esto amplía el tamaño de la red sin cambios de ingeniería más complicados en el dispositivo inicial.,

sin embargo, este sistema generalmente funciona mejor en redes donde todos los dispositivos permanecen estacionarios. Esto se debe a que es más fácil saber dónde estarán los dispositivos y trazar cuidadosamente la colocación de repetidores donde pueden ser más eficaces. Si los dispositivos se mueven, un nodo repetidor puede terminar siendo completamente ineficaz.

el otro inconveniente es que coloca una carga de seguridad adicional en la aplicación, ya que los dispositivos necesitan saber en qué repetidores pueden confiar., Esto requiere aprovisionar todos los dispositivos para confiar en ese nodo repetidor y, si el nodo necesita ser reemplazado, volver a aprovisionar todos los dispositivos a ese nuevo repetidor. Esto puede ser un nivel inaceptable de mantenimiento para algunos.

utilizando Bluetooth Mesh

en comparación con Bluetooth Classic, Las redes de malla Bluetooth pueden lograr rangos significativamente más largos utilizando todos los nodos de una red. En esta configuración, es algo así como tener un repetidor, excepto que cada dispositivo Bluetooth en la red actúa como un repetidor., Reciben un paquete, determinan si es para ellos y, si no, lo repiten en todos los dispositivos cercanos. De esta manera, los mensajes se pasan a través de toda una red hasta que llegan a su destinatario previsto.

hay algunas prácticas recomendadas que pueden hacer que las redes de malla Bluetooth funcionen mejor para dispositivos que funcionan con baterías. Una ES habilitar la función de Nodo de baja potencia, que ayuda a los dispositivos a maximizar su tiempo en modo de suspensión, así como habilitar el modo «amigo» para algunos dispositivos cercanos., Lo que esto significa es que los nodos duermen más tiempo y solo se registran intermitentemente con el nodo amigo para los mensajes entrantes. Esto significa que no escucharán activamente el 100% del tiempo, lo que sería un consumo significativo de recursos de la batería (algo así como un consumo de energía de 3 a 5 mA continuamente).

para obtener más detalles sobre todos estos métodos de extender el rango, consulte nuestro informe técnico, «cuatro enfoques para expandir el rango de Bluetooth.,»Mahendra Tailor proporciona más detalles sobre cada uno, así como ideas sobre cómo combinar métodos para una solución patentada que se traduce en un mayor alcance y una mayor seguridad para todos los dispositivos de la red.

los módulos Bluetooth de Laird Connectivity

Laird Connectivity proporciona un conjunto completo de módulos Bluetooth que ofrecen un rendimiento robusto, una certificación GLOBAL fácil y una implementación simple para acelerar todo su ciclo de desarrollo de nuevos productos.,

Los módulos Bluetooth 5 de Laird Connectivity incluyen la serie BL654PA de módulos Bluetooth, que proporciona todos los beneficios de los populares módulos BL654 pero con el soporte PA / LNA extendido que permite un rango aún mayor. Las características clave de la serie BL654PA incluyen un amplificador de potencia Skyworks integrado capaz de una salida de hasta +18 dBm.

la serie BL654, incluido BL654PA, es una oferta inalámbrica integrada multiprotocolo completa con una capacidad de procesamiento excepcional, todo ello con un presupuesto de microalimentación., Desarrollado por el silicio Nrf52840 de Nordic, los módulos BL654 de factor de forma pequeño, DVKs y dongle USB proporcionan una CPU Le Y Cortex-M4F segura y robusta para el diseño de productos de cualquier OEM. El BL654 le proporciona la máxima flexibilidad de desarrollo con Opciones de programación para el SDK nórdico, un conjunto de comandos AT simple e intuitivo, así como el propio entorno smartBASIC de Laird Connectivity. La serie BL654 destaca todas las características y capacidades de hardware nRF52840, incluido el acceso USB, las consideraciones de suministro de hasta 5.5 V y la implementación 802.15.4 (Thread)., Las certificaciones regulatorias completas permiten un tiempo de comercialización más rápido y un menor riesgo de desarrollo.

Las organizaciones que diseñan e implementan dispositivos y redes LE pueden simplificar drásticamente ese proceso utilizando la serie BL654 de módulos Bluetooth de Laird Connectivity. El BL654 permite a los diseñadores y proveedores de dispositivos eludir la complejidad del trabajo interno de LE y centrarse en lograr sus objetivos finales., La serie BL654 de Laird Connectivity se basa en las series BL600 y BL652 probadas en campo, reduciendo la carga de ingeniería y el riesgo de diseño, y acelerando el tiempo de comercialización al integrar Le, así como las capacidades Thread (802.15.4) y NFC en un diseño OEM. Además de las características sobresalientes de Bluetooth 5 de velocidades de datos mejoradas y LE De Largo alcance, el BL654 también integra capacidades LE en una plataforma de alta potencia TX, proporcionando nuevas e innovadoras posibilidades de aplicación para redes de sensores de bajo consumo y largo alcance.,

Laird Connectivity también proporciona una gama de otras soluciones que utilizan iteraciones anteriores del estándar Bluetooth, incluyendo Bluetooth 4.0 y 4.2 y Bluetooth 2.0, 2.1 y 3.0. Una gama completa de soluciones que combinan las capacidades de Bluetooth con otras tecnologías inalámbricas como Wi-Fi y LoRa también están disponibles en Laird Connectivity.

para más información, visite lairdconnect.com/products.

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