Amplificar o Sinal – Mais Energia (e Mais Problemas)
Sem dúvida, o meio mais comum de adicionar mais variedade para qualquer aplicação sem fio, muitos engenheiros pode mover-se para aumentar a potência de transmissão em dispositivos, a fim de garantir que suas mensagens são recebidas. Embora esta seja a solução mais óbvia, ela também vem com seus próprios inconvenientes e há limitações em quanto poder pode ser aplicado.,
a relação entre a energia aplicada e a vida útil da bateria é uma troca directa, e o aumento da energia de transmissão tem consequências graves para a vida útil da bateria do seu dispositivo Bluetooth. Se você aumentar a potência, você vai precisar testar essa mudança em um ambiente do mundo real para determinar a perda de vida útil da bateria que resulta e se é aceitável para a sua aplicação. Um pequeno aumento pode ser relativamente inconsequente, mas aumentar a potência total terá um impacto significativo na sua vida útil da bateria., Assim como tudo o resto, é difícil estimar em Modelagem, e tomar o tempo para testar em um cenário da vida real é a única maneira de ter certeza de que o impulso de poder é útil e não cria problemas em si.
O outro problema com o aumento da potência é que existem requisitos variáveis para a potência máxima em diferentes regiões reguladoras. Enquanto os EUA permitem uma potência máxima de até 20 dBm, a UE só permite até +10 dBm. Por essa razão, pode não ser possível aumentar a potência necessária para produtos que são projetados para uso mundial., O aumento de poder em um projeto pode ser suficiente para fazer com que o projeto falhe em testes regulatórios e, portanto, perder certificações. É importante ter isso em mente cedo, porque ter que escalar para trás para uma potência mais baixa no final da fase de projeto pode facilmente fazer com que os dispositivos não se comuniquem.
Usando de longo alcance em Bluetooth 5
Bluetooth 5 introduziu o recurso LE De Longo Alcance / PHY Codificado, A fim de fornecer comunicações mais confiáveis ao longo de um longo alcance, sem aumentar a potência de transmissão., A forma como funciona é introduzindo codificação de correção de erro avançado (FEC), que essencialmente força os dispositivos a repetir pacotes 2 ou 8 vezes (selecionável) em todas as comunicações. Este retroadcast torna mais fácil para os dispositivos na borda da conexão ter uma chance de pegar a mensagem completa.
não é imediatamente claro como isso funciona, mas há uma analogia simples que explica como essas transmissões repetidas ajudam a estender o alcance. Imagine um grande grupo de pessoas, com algumas próximas e algumas distantes., Se estás a falar com uma voz normal, algumas pessoas podem ouvir-te e outras mais longe podem não ouvir. Onde o poder crescente é análogo a gritar mais alto, LE Long Range é análogo a repetir cada palavra duas ou oito vezes. Aqueles que estão longe têm duas ou oito hipóteses de apanhar cada palavra, e há uma maior hipótese de o fazerem. Desta forma, o LE long Range ajuda os dispositivos mais distantes a ter uma melhor oportunidade de ficar conectado.
este método tem suas próprias consequências, bem como pacotes repetitivos significa cortar a produção global e usar mais poder para enviar uma mensagem., No entanto, o resultado final pode ser até 4x a gama, e os custos de energia pode muito bem valer esse sacrifício.
usando um repetidor
outra forma de estender o intervalo é introduzindo repetidores no seu ambiente. Repetidores simplesmente pegam mensagens e repetem-nas novamente, o que significa que um repetidor colocado na borda da conexão pode estender essa borda para fora de seu próprio alcance mais distante. Isto estende o tamanho da rede sem quaisquer alterações de engenharia mais complicadas para o dispositivo inicial., no entanto, este sistema geralmente funciona melhor em redes onde todos os dispositivos permanecem estacionários. Isso é porque é mais fácil saber onde os dispositivos estarão e cuidadosamente planejar colocando repetidores onde eles podem ser mais eficazes. Se os dispositivos estão se movendo, um nó repetidor pode acabar sendo totalmente ineficaz.
a outra desvantagem é que ele coloca um encargo de segurança adicional sobre a aplicação, uma vez que os dispositivos precisam saber em que repetidores eles podem confiar., Isso requer o provisionamento de todos os dispositivos para confiar no nó repetidor, e se o nó precisa ser substituído, re-provisionando todos os dispositivos para esse novo repetidor. Isto pode ser um nível inaceitável de manutenção para alguns.
utilizando Bluetooth Mesh
em comparação com Bluetooth Classic, as redes Bluetooth Mesh podem atingir intervalos significativamente maiores utilizando todos os nós em uma rede. Nesta configuração, é algo como ter um repetidor, exceto que cada dispositivo Bluetooth na rede atua como um repetidor., Eles recebem um pacote, determinam se é para eles, e se não repetem isso em todos os dispositivos próximos. Desta forma, as mensagens passam por toda uma rede inteira até chegarem ao destinatário pretendido.
existem algumas boas práticas que podem fazer as redes de malha Bluetooth funcionar melhor para dispositivos alimentados por bateria. Uma delas é permitir o recurso de nó de baixa potência, que ajuda os dispositivos a maximizar o seu tempo no modo de latência, bem como permitir o modo “amigo” para alguns dispositivos próximos., O que isso significa é que os nós dormem mais tempo e verificar apenas intermitentemente com o nó amigo para mensagens recebidas. Isso significa que eles não vão ouvir ativamente 100% do tempo, o que seria uma significativa perda de recursos de bateria (algo como 3 a 5 mA de potência de draw continuamente).
para mais detalhes sobre todos estes métodos de extensão de alcance, veja o nosso livro branco, ” quatro abordagens para expandir a gama de Bluetooth.,”A Mahendra Tailor fornece mais detalhes sobre cada um, bem como ideias sobre como combinar métodos para uma solução proprietária que resulta em maior alcance e maior segurança para todos os dispositivos da rede.
os módulos Bluetooth de conectividade Laird
conectividade Laird fornece um conjunto completo de módulos Bluetooth que oferecem desempenho robusto, certificação global fácil e implementação simples para acelerar todo o seu novo ciclo de desenvolvimento de produto.,
os módulos Bluetooth 5 da conectividade Laird incluem a série BL654PA de módulos Bluetooth, que fornece todos os benefícios dos populares módulos BL6544, mas com o suporte estendido PA/LNA que permite um alcance ainda maior. As principais características da série BL654PA incluem um amplificador integrado Skyworks power capaz de até + 18 dBm de saída.
A série BL654, incluindo BL654PA, é uma oferta completa Multi-protocolo embutida sem fio com capacidade de processamento excepcional, tudo em um orçamento de micro potência., Powered by Nordic’s nRF52840 silicon, the small form factor BL654 modules, DVKs, and USB dongle provide for a secure, robust LE and Cortex-M4F CPU for any OEM’s product design. O BL654 oferece a máxima flexibilidade de desenvolvimento com opções de programação para o SDK nórdico, um conjunto de comandos simples e intuitivo, bem como o próprio ambiente smartBASIC da conectividade Laird. A série BL654 traz todas as funcionalidades e capacidades de hardware nRF52840, incluindo acesso USB, até 5.5 V considerações de fornecimento, e 802.15.4 (Thread) implementação., As certificações regulamentares completas permitem uma maior rapidez de comercialização e redução do risco de desenvolvimento.
organizações que projetam e implementam dispositivos e redes LE podem simplificar drasticamente esse processo usando a série BL654 de Módulos Bluetooth da Laird. O BL654 permite que designers de dispositivos e provisionadores ignorem a complexidade do trabalho interno de LE e se concentrem em alcançar seus objetivos finais., A série BL654 da Laird Connectivity baseia-se nas séries BL600 e BL652, reduzindo a carga de engenharia e o risco de design, e acelerando o tempo para o mercado ao integrar LE, bem como Thread (802.15.4) e NFC em um projeto OEM. Além dos recursos Bluetooth 5 stand-out de taxas de dados melhorados e de Longo Alcance LE, o BL654 também integra capacidades LE em uma plataforma de alta potência TX, proporcionando novas possibilidades de Aplicação inovadoras para redes de sensores de baixa potência e longo alcance.,
conectividade Laird também fornece uma gama de outras soluções que utilizam iterações anteriores do padrão Bluetooth, incluindo Bluetooth 4.0 e 4.2 e Bluetooth 2.0, 2.1 e 3.0. Uma gama completa de soluções que combinam as capacidades do Bluetooth com outras tecnologias sem fio, como Wi-Fi e LoRa, também estão disponíveis a partir da conectividade Laird. para mais informações, visite: lairdconnect.com/products.