Mikä on Bluetooth ESP32:ssa
Bluetooth on radiotekniikka, joka lähettää dataa 2,4 GHz:n taajuudella. Näiden datapakettien lähettämiseksi on 79 nimettyä kanavaa, joista kukin on kaistanleveydellä 1 MHz. ESP32:n Bluetoothin avulla voidaan yhdistää useita laitteita, kuten matkapuhelimia, tietokoneita, antureita ja monia muita.
Bluetooth-tyypit ESP32:ssa
Kun puhutaan Bluetooth-tyypeistä, meidän tulee pitää mielessä Bluetoothin virrankulutus, koska se on tärkein syy Bluetooth-tekniikan jakautumiseen. ESP32 on pienitehoinen IoT-pohjainen mikro-ohjainlevy, jossa meidän on pidettävä teho mahdollisimman alhaisena.
Bluetooth-tekniikan julkaisun myötä tähän tekniikkaan on tehty useita parannuksia ja uudelleenluomista. Riippuen virrankulutuksesta Bluetoothista voimme jakaa sen kaksi tyypit:
Bluetooth Classic ESP32:ssa
Bluetooth Classic on Bluetooth-tekniikan perusversio tai ensimmäinen muunnelma, joka on ollut täällä viimeiset 20 vuotta. Se on langaton LAN-tekniikka, joka toimii 2,4 GHz:n taajuudella ja Bluetooth classic voidaan jakaa kahteen tyyppiin tiedonsiirtonopeuden perusteella:
- Perushinta (BR) : Se on standardi radiomodulaatio, jonka tiedonsiirtonopeus on 1 Mt/s. Sitä käytetään äänen ja joskus videon lähettämiseen.
- Enhanced Data Rate (EDR) : Se otettiin käyttöön tiedonsiirtonopeuden lisäämiseksi 1 Mt/s:sta 3 Mt/s:iin, mikä mahdollistaa huippuluokan CODECien käytön.
Sekä Bluetooth Classic että BLE toimivat 2400-2483,5 MHz ISM-taajuusalueella 2,4 GHz. Kuitenkin klassinen Bluetooth-viestintä tapahtuu minkä tahansa 79 kanavan kautta, toisaalta BLE:llä on vain 40 nimettyä kanavaa.
Bluetooth classicin korkea tiedonsiirtonopeus auttaa sitä siirtämään korkealaatuista ääntä, mikä ei ole mahdollista BLE:ssä. Bluetooth classic tukee pisteestä pisteeseen viestintää, ja siitä on tullut standardi äänen suoratoistossa, kuulokkeissa ja auton viihdejärjestelmissä.
Seuraavassa on joitain Bluetooth Classicin tärkeimpiä sovelluksia:
- Tiedostojen siirtäminen laitteiden välillä
- Handsfree-puhelut
- Langattomat kaiuttimet
- Langattomat kuulokkeet
- Langattomat näppäimistöt ja tulostimet
Bluetooth Low Energy (BLE) ESP32:ssa
BLE (Bluetooth Low Energy) tai Bluetooth 4.0 on päivitetty versio Bluetoothin perustekniikasta, joka tuli markkinoille vuonna 2011. Nimestä TULI voimme päätellä, että se on vähän energiaa kuluttava versio Bluetooth-tekniikasta. BLE kuluttaa hyvin vähemmän virtaa ja sopii täydellisesti ESP32-kaapeleille.
Toisin kuin Bluetooth Classic, se ei pysy päällä koko ajan, vaan menee lepotilaan ja ottaa käyttöön vain, kun yhteys muodostetaan, mikä auttaa melko paljon säästämään paljon virtaa. Alhaisen energiatehonsa ansiosta ESP32 voi vaihtaa pieniä määriä dataa antureista ilman lisätehoa. Koska se voi toimia pitkään kuluttaen erittäin vähän virtaa.
Tässä on luettelo BLE-sovelluksista:
- Verenpaineen seuranta
- Kuntoilulaitteet
- Valvontaanturit
- Geofending mainonta
- Kodin turva-anturit
- IoT-pohjaiset sovellukset
Lyhyt vertailu Bluetooth Classicista ja Bluetooth Low Energystä
Tärkein ero tässä on Bluetooth kuluttaa paljon virtaa ja siirtää korkealaatuista dataa, kun taas Bluetooth Low Energyn ei tarvitse vaihtaa suuria tietoja ja se voi toimia paristoilla vuosia. Keskustellaan vertailusta eri parametrien perusteella.
Tehon kulutus
Bluetoothin matalan energian pääominaisuus on alhainen virrankulutus, koska sen avulla laitteet voivat toimia yli vuoden yhdellä nappiparistolla. Tämä tapahtuu, koska BLE-laitteet pysyvät lepotilassa koko ajan, ja ne heräävät vain, kun tietoja on lähetettävä. Suurin virrankulutus on vain 15 mA.
BLE – Voittaja
Laitteen valikoima
Mitä tulee Bluetoothin kantamaan, voittaja on Bluetooth Classic, koska sen vastustaja kuluttaa hyvin vähemmän virtaa, mikä mahdollistaa sen toimimisen pidempään yhdessä solussa, mutta tämä ominaisuus vähentää Bluetooth-laitteiden kantamaa. Joten jos tarvitsee pidemmän kantaman, hänen on harkittava Bluetooth klassista.
Klassinen Bluetooth – Voittaja
Läpäisykyky
Bluetooth Low Energyn todellinen tiedonsiirtonopeus on noin 100–250 Kbps verrattuna Classic Bluetoothiin, joka on noin 2 Mbps. Siksi korkealaatuista audio-videodataa ei voida siirtää BLE:n avulla. Klassinen Bluetooth on oikea tapa. Matalalle tiedonsiirrolle pienemmällä teholla ja viiveellä BLE on kuitenkin paras valinta.
Klassinen Bluetooth – Voittaja
Kustannus
BLE-laitteet verrattuna Bluetooth Classic -laitteisiin ovat paljon halvempia. Tämä on mahdollista, koska BLE on suunniteltu alhaisen virrankulutuksen sovelluksiin ja siksi sillä on pienempi tiedonsiirtonopeus ja -nopeus. Toisaalta Bluetooth Classicissa on monimutkaisia protokollia, jotka vaativat suuria akkuja tiedonsiirtoon ja ovat siten suhteellisen kalliita.
BLE – Voittaja
Isäntään liitettyjen orjien lukumäärä
BLE-laitteet tukevat suurempaa määrää orjalaitteita muihin versioihin verrattuna. Kaikki riippuu BLE:n toteutuksesta ja muistin koon saatavuudesta laitteiden sisällä.
BLE – Voittaja
Yhteyden asetusnopeus
BLE on helppo asentaa, kestävä ja luotettava. Kuten useimmat meistä käyttävät klassisia Bluetooth-älyrannekkeita. Smart Bandin ja älypuhelimen saumaton yhteys on mahdollista vain BLE:n ansiosta. Kaikki nämä älylaitteet pysyvät yhteydessä muihin laitteisiin pidemmän aikaa vain BLE:n takia.
Myös useimmat Low Energy Bluetoothin ominaisuudet ovat peräisin Classic Bluetooth -tekniikasta, kuten mukautuva taajuus. BLE, kuten Classic Bluetooth, käyttää samaa tekniikkaa laitteiden pariliitoksen lisäksi myös edistyneen suojaustodennuksen ja tietojen salauksen. Kaikki nämä ominaisuudet tekevät BLE:stä luotettavamman kuin Classic Bluetooth.
Tästä vertailusta voimme päätellä, että BLE voittaa Classic Bluetoothin useimmissa termeissä. Loppujen lopuksi kaikki riippuu kuitenkin käytöstä ja käyttäjän mieltymyksistä käyttääkö BLE:tä vai Classic Bluetoothia.
BLE – Voittaja
Olemme ottaneet tähän lyhyen vertailun Bluetooth Classicista ja BLE:stä:
| Ominaisuus | Bluetooth Classic | Bluetooth Low Energy (BLE) |
|---|---|---|
| Datanopeus | 1Mbps B:lle 2-3Mbps EDR:lle | Jopa 1 Mbps |
| Tehon kulutus | Korkea (jopa 1 W) | Matala (0,01 W–0,5 W) |
| Äänen suoratoisto | Alkuperäinen ääniprotokolla, jota käytetään useimmissa laitteissa | Uusi LE-ääniprotokolla korvaa perinteisen protokollan alhaisen energiantarpeen ja helpon käsitellä |
| Alue | Rajoitettu kantama 10m - 50m | Pitkä kantama Bluetooth 5.0:ssa jopa 1 km näköetäisyydellä |
| RF-kaistanleveys | 2,4 GHz ISM-taajuus (2400-2483,5 MHz) | 2,4 GHz ISM-taajuus (2400-2483,5 MHz) |
| Kanavien lukumäärä | 79 RF-kanavaa, kukin 1 MHz | 40 RF-kanavaa, kukin 2MHz |
| Modulaatiotekniikka | GFSK perusdatarotille 8-DPSK tai π/4-DQPSK tehostetulle tiedonsiirtonopeudelle | GFSK |
| Topologia | Peer to peer (1:1) | Peer to peer (1:1) Tähtitopologia (monet:1) Lähetys (1:monet) Mesh (monet:many) |
Johtopäätös
ESP32:ssa on kaksois-Bluetooth-tekniikka, jossa on sekä Classic- että Low Energy -versio Bluetoothista. Bluetooth Classic on Bluetoothin perusversio, joka kuluttaa enemmän virtaa, kun taas Bluetooth Low Energy kohdistuu pienitehoisiin sovelluksiin, kuten antureiden tietojen vaihtamiseen säännöllisin väliajoin. Tämä artikkeli kattaa lyhyen vertailun molemmista ESP32 Bluetooth -tekniikoista.