amplifier le Signal – plus de puissance (et plus de problèmes)
sans aucun doute le moyen le plus courant d’ajouter plus de portée à n’importe quelle application sans fil, de nombreux ingénieurs peuvent Bien qu’il s’agisse de la solution la plus évidente, elle présente également ses propres inconvénients et il existe des limites sur la quantité d’énergie pouvant être appliquée.,
la relation entre la puissance appliquée et la durée de vie de la batterie est un compromis direct, et l’augmentation de la puissance d’émission a de graves conséquences sur la durée de vie de la batterie de votre appareil Bluetooth. Si vous augmentez la puissance, vous devrez tester ce changement dans un environnement réel pour déterminer la perte d’autonomie de la batterie qui en résulte et si elle est acceptable pour votre application. Une petite augmentation peut être relativement sans conséquence, mais l’augmentation à pleine puissance aura un impact significatif sur la durée de vie de votre batterie., Comme tout le reste, il est difficile d’estimer sur la modélisation, et prendre le temps de tester dans un scénario réel est le seul moyen d’être certain que le boost de puissance est utile et ne crée pas de problèmes lui-même.
l’autre problème avec l’augmentation de la puissance est qu’il existe des exigences variables pour la puissance maximale dans différentes régions réglementaires. Alors que les États-Unis autorisent une puissance maximale jusqu’à +20 dBm, L’UE n’autorise que +10 dBm. Pour cette raison, il peut ne pas être possible d’augmenter la puissance requise pour les produits conçus pour une utilisation dans le monde entier., Une puissance accrue dans une conception peut être suffisante pour faire échouer les tests réglementaires et donc manquer les certifications. Il est important de garder cela à l’esprit tôt, car le fait de devoir réduire la puissance à la fin de la phase de conception peut facilement empêcher les appareils de communiquer.
utilisation de la longue portée dans Bluetooth 5
Bluetooth 5 a introduit la fonction LE longue portée / codé PHY afin de fournir des communications plus fiables sur une plage plus éloignée sans augmenter la puissance d’émission., La façon dont cela fonctionne est en introduisant le codage de correction D’erreur directe (FEC), qui force essentiellement les périphériques à répéter les paquets 2 ou 8 fois (sélectionnables) dans toutes les communications. Cette rediffusion permet aux appareils situés en bordure de la connexion d’avoir une chance d’attraper le message complet.
Il n’est pas immédiatement clair comment cela fonctionne, mais il y a une analogie simple qui explique comment ces émissions répétées aident à étendre la portée. Imaginez un grand groupe de personnes, avec certains proches et d’autres éloignés., Si vous parlez à une voix normale, certaines personnes peuvent vous entendre et d’autres plus loin peuvent ne pas. Là où l’augmentation de la puissance est analogue à crier plus fort, LE Long Range est analogue à répéter chaque mot deux ou huit fois. Ceux qui sont loin ont deux ou huit chances d’attraper chaque mot, et il y a une chance accrue qu’ils le feront. De cette façon, LE Long Range aide les appareils plus éloignés à avoir une meilleure opportunité de rester connectés.
cette méthode a aussi ses propres conséquences – répéter des paquets signifie couper le débit global et utiliser plus de puissance pour envoyer un message., Cependant, le résultat final peut être jusqu’à 4 fois la portée, et les coûts d’énergie pourraient bien valoir ce sacrifice.
utilisation d’un répéteur
un autre moyen d’étendre la portée consiste à introduire des répéteurs dans votre environnement. Les répéteurs captent simplement les messages et les répètent à nouveau, ce qui signifie qu’un répéteur placé au bord de la connexion peut étendre ce bord à sa propre plage la plus éloignée. Cela étend la taille du réseau sans aucune modification technique plus compliquée sur le périphérique initial.,
Cependant, ce système fonctionne généralement mieux dans les réseaux où tous les appareils restent stationnaires. En effet, il est plus facile de savoir où seront les appareils et de tracer soigneusement en plaçant les répéteurs là où ils peuvent être les plus efficaces. Si les périphériques se déplacent, un nœud répéteur peut finir par être totalement inefficace.
l’autre inconvénient est qu’il impose une charge de sécurité supplémentaire à l’application, car les périphériques doivent savoir à quels répéteurs ils peuvent faire confiance., Cela nécessite de provisionner tous les périphériques pour faire confiance à ce nœud répéteur et, si le nœud doit être remplacé, de réapprovisionner chaque périphérique vers ce nouveau répéteur. Cela peut être un niveau d’entretien inacceptable pour certains.
utilisant le maillage Bluetooth
par rapport au Bluetooth classique, les réseaux maillés Bluetooth peuvent atteindre des plages beaucoup plus longues en utilisant tous les nœuds d’un réseau. Dans cette configuration, c’est quelque chose comme avoir un répéteur, sauf que chaque périphérique Bluetooth du réseau agit comme un répéteur., Ils reçoivent un paquet, déterminent s’il est destiné à eux, et sinon ils le répètent sur tous les appareils à proximité. De cette façon, les messages sont transmis à travers tout un réseau jusqu’à ce qu’ils atteignent leur destinataire prévu.
Il existe certaines bonnes pratiques qui peuvent améliorer le fonctionnement des réseaux maillés Bluetooth pour les appareils alimentés par batterie. La première consiste à activer la fonction de nœud de faible puissance, qui aide les appareils à maximiser leur temps en mode veille, ainsi qu’à activer le mode « ami” pour certains appareils à proximité., Cela signifie que les nœuds dorment plus longtemps et ne s’enregistrent que par intermittence avec le nœud ami pour les messages entrants. Cela signifie qu’ils n’écouteront pas activement 100% du temps, ce qui constituerait une fuite importante sur les ressources de la batterie (quelque chose comme une consommation d’énergie de 3 à 5 mA en continu).
pour plus de détails sur toutes ces méthodes d’extension de la portée, voir notre livre blanc, « quatre approches pour étendre la portée du Bluetooth., »Mahendra Tailor fournit plus de détails sur chacun, ainsi que des idées sur la façon de combiner les méthodes pour une solution propriétaire qui se traduit par une plus grande portée et une sécurité plus forte pour tous les appareils du réseau.
Modules Bluetooth de Laird Connectivity
Laird Connectivity fournit une suite complète de modules Bluetooth qui offrent des performances robustes, une certification mondiale facile et une mise en œuvre simple pour accélérer l’ensemble de votre cycle de développement de nouveaux produits.,
Les modules Bluetooth 5 de Laird Connectivity incluent la série de modules Bluetooth BL654PA, qui offre tous les avantages des modules bl654 populaires, mais avec le support étendu PA / LNA qui permet une portée encore plus grande. Les principales caractéristiques de la série BL654PA comprennent un amplificateur de puissance Skyworks intégré capable de produire jusqu’à +18 dBm.
la série BL654, y compris BL654PA, est une offre sans fil intégrée multi-protocole complète avec une capacité de traitement exceptionnelle, le tout à un budget de micro-puissance., Alimentés par le silicium nRF52840 de Nordic, les modules BL654 à petit facteur de forme, les DVK et le dongle USB fournissent un processeur le et Cortex-M4F sécurisé et robuste pour la conception de produits de N’importe quel OEM. Le BL654 vous offre une flexibilité de développement maximale avec des options de programmation pour le SDK Nordic, un jeu de commandes AT simple et intuitif, ainsi que le propre environnement smartBASIC de Laird Connectivity. La série BL654 met en évidence toutes les fonctionnalités et capacités matérielles nRF52840, y compris l’accès USB, les considérations d’alimentation jusqu’à 5,5 V et l’implémentation 802.15.4 (Thread)., Des certifications réglementaires complètes permettent une mise sur le marché plus rapide et un risque de développement réduit.
les organisations qui conçoivent et mettent en œuvre des périphériques et des réseaux LE peuvent considérablement simplifier ce processus en utilisant la série Bl654 de modules Bluetooth de Laird Connectivity. Le BL654 permet aux concepteurs de périphériques et aux provisionneurs de contourner la complexité du travail interne du chier et de se concentrer sur la réalisation de leurs objectifs finaux., La série bl654 de Laird Connectivity s’appuie sur les séries BL600 et BL652 éprouvées sur le terrain, réduisant la charge d’ingénierie et les risques de conception, et accélérant le délai de mise sur le marché lors de l’intégration des fonctionnalités LE, ainsi que Thread (802.15.4) et NFC dans une conception OEM. En plus des caractéristiques Bluetooth 5 remarquables des débits de données améliorés et de la longue portée LE, le BL654 intègre également les capacités LE dans une plate-forme de puissance TX élevée, offrant de nouvelles possibilités d’application innovantes pour les réseaux de capteurs à faible puissance et à longue portée.,
Laird Connectivity fournit également une gamme d’autres solutions qui utilisent des itérations antérieures de la norme Bluetooth, y compris Bluetooth 4.0 et 4.2 et Bluetooth 2.0, 2.1 et 3.0. Une gamme complète de solutions qui combinent les capacités de Bluetooth avec d’autres technologies sans fil telles que le Wi-Fi et LoRa sont également disponibles chez Laird Connectivity.
Pour plus d’informations, visitez lairdconnect.com/products.