الدليل الكامل على وحدة البلوتوث

نحن نعيش في عالم متشابك وهذا أمر مؤكد. لكن, محظوظ بالنسبة لنا, كان من الممكن أن يكون العالم أكثر تشابكًا إذا كنا نستخدم الكابلات دائمًا في توصيل الأجهزة لنقل البيانات فيما بينها. هناك المليارات من إنترنت الأشياء (انترنت الأشياء) اتصالات في العالم. ولم يكن من الممكن دفن سوى عدد محدود من الكابلات في الأنفاق تحت الأرض أو تمريرها فوق رؤوسنا. التكلفة, من المحتمل أن تخنقنا الصيانة الاقتصادية والعامة إذا لم تصل إلينا الكابلات المتشابكة أولاً. بفضل تقنية البلوتوث ووحدة البلوتوث (وبعض الأشخاص الآخرين غير الرائعين مثل WIFI, 4ز), من خلال استخدام الترددات الراديوية, يمكن للأجهزة الاتصال وإجراء تبادل بيانات الاتصالات بالكامل لاسلكيًا.

ما هي وحدة البلوتوث?

وحدة بلوتوث بليه هي تقنية تعمل كواجهة تساعد على اتصال Bluetooth اللاسلكي منخفض الطاقة لأي جهازين وتنشئ بروتوكولًا لاتصال البيانات بين الأجهزة. وحدة بلوتوث منخفضة الطاقة يبلغ متوسط ​​نطاق اتصالات البيانات عادةً عشرات الأمتار ويتم نقل البيانات في نطاقات تردد محددة.

هناك ماركات مختلفة, أنواع, نماذج وتصنيفات وحدات البلوتوث. إن تنوع وحدات Bluetooth في التطبيقات يجعلها واحدة من أكثر إنترنت الأشياء قبولًا على نطاق واسع (إنترنت الأشياء) بروتوكولات الاتصال.

تتضمن بعض المجالات التي يمكن فيها تطبيق وحدات Bluetooth ما يلي::

حآه يمكن بيمكن استخدام وحدات البلوتوث?

تحتوي وحدات البلوتوث على الكثير من التطبيقات ويمكن استخدامها بعدة طرق وتطبيقات. يمكن استخدامها كوحدات تحكم في مفتاح الإضاءة, حيث يمكن توصيلها بوحدات التحكم الصغيرة لتشغيل الضوء أو إيقاف تشغيله. يمكن أن يكون لديهم أيضًا استخدامات وتطبيقات أخرى مثل:

التطبيقات

اتصالات إنترنت الأشياء

• اتصالات منزلية خاصة
• صيانة العمليات الصناعية
• الأمن وأجهزة الاستشعار.

الترفيه الترفيهي الشخصي

• في مكبرات صوت بلوتوث
• سماعات الرأس
• لعب لوحات المفاتيح

الأجهزة الكهربائية وملحقاتها

• أجهزة التلفاز والراديو
• أجهزة الكمبيوتر
• الماوس ولوحات المفاتيح

صيانة المدينة والأتمتة

• أتمتة إشارات المرور
• إنذارات الإخطار بالحوادث
• أتمتة عدادات التيار الكهربائي.

المستشفيات والمراكز الصحية

• تتبع والإرسال السريع لسيارات الإسعاف
• مراقبة وتتبع الأدوية والمنتجات الصيدلانية
• تحكم متنقل وأكثر ذكاءً بالطاقم الطبي والموارد.

أتمتة المباني وصيانتها

• درجة حرارة, أتمتة الرطوبة والظروف البيئية الداخلية للمباني الأخرى.
• الصيانة العامة للمباني
• أتمتة الطاقة والكهرباء

مركبات

• ستيريو, والوسائط المتعددة للمركبات.
• تتبع المركبات.
• اتصالات البيانات بين المركبات (معظمهم من السيارات)

عمليات التصنيع الصناعية

• تتبع أدوات التصنيع وقطع الغيار
• جرد المعدات والموارد
• أجهزة الاستشعار وأجهزة الإنذار

تصميم الدوائر

• اعتمادًا على تصنيف وحدة البلوتوث, تتمتع وحدات البلوتوث عمومًا بنطاق اتصال أقصى يبلغ حوالي 100 متر. و, ولذلك فهي قصيرة المدى.
• يحدد تصميم الدائرة نطاق وحدة Bluetooth LE.
• تستهلك وحدات Bluetooth منخفضة الطاقة كمية منخفضة من الطاقة وبالتالي فهي مثالية للأجهزة التي تعمل ببطارية واحدة أو لتوصيل حزم البيانات الصغيرة بين الأجهزة في اتصالات إنترنت الأشياء المختلفة.

تدعم دائرة وحدة Bluetooth نطاق التردد 2.4 جيجا هرتز ولديها مجموعة واسعة من التطبيقات.

• يمكن استخدام وحدة التحكم الدقيقة المناسبة لدمج طاقة Bluetooth المنخفضة في أي نظام.

بعض مكونات دائرة وحدة البلوتوث هي:

• أجهزة استشعار الحركة والرطوبة في وحدة البلوتوث. (U2, MPU9250, U3, HDC1080 على التوالي)
• بليه وحدة التحكم الصغيرة الرئيسية. (U1 سيبل10161)
• بطارية مشتقة من الليثيوم
• مذبذبات كريستالية مختلفة ميغاهيرتز.
• دبابيس الطاقة المجهزة بالمكثفات الالتفافية.

تعريف الدبوس

تحتوي وحدة Bluetooth النموذجية على 5-6 دبابيس. كل منها يؤدي وظائف مختلفة.

من الأمثلة على بعض دبابيس وحدة Bluetooth::

تحذيرات اقتراح التركيب وحدات بلوتوث

اتبع النقاط المدرجة أدناه حرفيًا - والتي تصف التمثيل/الاقتراح التخطيطي المثالي أعلاه لتركيب وحدة Bluetooth.

• أثناء قيامك بتركيب اللوحة الرئيسية لوحدة Bluetooth *1 مكونات المنطقة, تأكد من تجنب وضع المكونات المعدنية – – الهيكل المعدني وخط الإشارة – – في المناطق المظللة باللون الأزرق (في الرسم البياني أعلاه).
• تستوعب اللوحة الرئيسية لوحدة البلوتوث *1 فضاء.
• التوجيه غير ملائم على (*2 منطقة). تجنب وضع النحاسيات على أي من طبقاتها.
• ل (*3 منطقة), إذا كنت تستخدم طولًا أقصر من الطول الموصى به وهو 30 مم لطول نمط GND, وحدة Bluetooth الخاصة بك في خطر التعرض لأضرار جسيمة.
• في بحثك عن النطاق الأمثل لوحدة Bluetooth الخاصة بك, قم بتمديد هوائي الوحدة ليمتد بمقدار 3 مم بعد حافة اللوحة الرئيسية للوحدة, أو أي حافة مستوى الأرض. رغم ذلك, لتتمكن من الاستفادة من الطائرات الأرضية، تحتاج عادةً إلى تمديد هوائي يصل إلى 5 مم.
• أنت بحاجة إلى التأكد من اتصال GND باللوحة الرئيسية لوحدة Bluetooth ودبابيس الوحدة المناسبة.
• في الحفاظ على هذا الاتصال:
  • يجب ترتيب منافذ GND بالقرب من منصات GND.
  • أثناء إغراق الطبقة العليا غير المستخدمة من ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالنحاس, تأكد من ربط الفيضان النحاسي بمستوى GND الداخلي عن طريق تركيب منافذ GND بشكل متقطع.
  • في الحالة التي يتم فيها غمر الطبقة النحاسية الموجودة أسفل الوحدة بواسطة GND, قم بتوصيله على الفور لتوجيه التدفق إلى مستوى GND الداخلي من خلال استخدام منافذ GND.

• تحقق دائمًا وتأكد مرة أخرى من أن وحدة Bluetooth الخاصة بك غير متصلة بمنتصف اللوحة الرئيسية للوحدة. يمكن أن يؤدي ذلك إلى الإضرار بشكل خطير بنطاق وأداء اتصالات بيانات الوحدة.
• في تخطيط اللوحة الرئيسية لوحدة Bluetooth, الحرص على;
  • قم بالحد من مقدار خط الإشارة الذي يتم تشغيله أسفل الوحدة بقدر ما تستطيع.
  • قطع استخدام الطائرة الأرضية في أي مكان تحت الهوائي.
  • إذا كنت من ذوي الخبرة الكافية, اقتطع الجزء الرئيسي من اللوحة الرئيسية للوحدة الموجودة أسفل الهوائي.

يمكن أيضًا تركيب وحدات Bluetooth من خلاله:

اقتراحات في وضع الراتنجات والأجزاء غير المعدنية

وضع الأجزاء المعدنية لوحدات البلوتوث

• لكي لا يؤثر على ضبط هوائي الوحدة, يجب عليك وضع الأجزاء المعدنية على الحد الأدنى الأمثل للمسافة (40mmtop/أسفل, 30ملم يسار/يمين) إلى الهوائي.
• مع التطبيق المضيف الخاص بك, يجب عليك تقدير تأثير التآكل على أداء الهوائي للأجزاء المعدنية المثبتة بالقرب من الهوائي بشكل متقطع. (من المسلم به أن المعادن ستؤدي دائمًا إلى تآكل أداء الهوائي).
• إن تركيب الأجزاء المعدنية على مسافة تقل عن 20 مم من الهوائي سيؤثر بشكل كبير على كفاءة اتصال الهوائي.
• على التثبيت, قياس تأثير العوامل المختلفة (ارتفاع العلبة, أنواع المواد; معدن, بلاستيك) على نطاق هوائي وحدة Bluetooth.

مقدمة لتقنية البلوتوث

تصنيف الطاقة للبلوتوث

يتم تصنيف تقنية البلوتوث إلى مجموعتين رئيسيتين. يتم تقسيم كل منها إلى مجموعات فرعية. فئتا تقنية Bluetooth الأساسيتان هما:

• • تقنية البلوتوث الكلاسيكية
  • تقنية البلوتوث منخفضة الطاقة (بليه)

تقنية البلوتوث الكلاسيكية

تقوم تقنية Bluetooth الكلاسيكية بتوصيل الأجهزة لاسلكيًا وتوفر قناة للاتصال بمعدل بيانات مرتفع. عادةً ما تكون جودة البيانات التي يتم توصيلها عبر تقنية Bluetooth الكلاسيكية عالية ولكن, يستهلك نقل البيانات كمية كبيرة من الطاقة والطاقة. كما أنها لا تحتوي على نطاق واسع من التطبيقات مثل تقنية البلوتوث منخفضة الطاقة.

تقنية البلوتوث منخفضة الطاقة

بليه (بلوتوث منخفض الطاقة) التكنولوجيا هي تقنية تربط بين أي جهازين وتدعم اتصالات البيانات مع استهلاك منخفض للطاقة. يمكن أن يصل نطاق BLE إلى أكثر من 100 متر اعتمادًا على نوع تقنية BLE. رغم ذلك, تعد سرعة نقل BLE أبطأ بكثير من الاتصال عالي السرعة لتقنية Bluetooth الكلاسيكية.

تُستخدم تقنية BLE عادةً أيضًا في وحدة بليه منخفضة الطاقة للغايةس.

ملحوظة:: الأجهزة الحديثة مثل الهواتف, يجب أن يكون قادرًا على التواصل مع كل من تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة والكلاسيكية. لهذا الغرض, يتم استخدام علامات مصادقة Bluetooth Smart وBluetooth Smart Ready.

تردد بلوتوث ونطاقات التردد

تتمتع تقنية Bluetooth التردد ونطاقات التردد بالميزات التالية:

• اتصال بيانات الاتصال اللاسلكي بتقنية Bluetooth قصير المدى.
• لديه نطاق تردد التشغيل 2.4 جيجا هرتز.
• تقنية البلوتوث الكلاسيكية لديها 79 قنوات نطاق التردد. (مع فاصل نطاق 1 ميجاهرتز)
• تحتوي تقنية البلوتوث على 2.400 جيجا هرتز إلى 2.4835 نطاق التردد جيجا هرتز
• لديه +4 ديسيبل و-90 ديسيبل معدل متوسط ​​اتصال البيانات والحساسية.
• معامل التعديل في بليه (المعروف أيضا باسم بلوتوث 4.0) يكون 0.4-0.55 مع 40 قنوات التردد وفاصل النطاق 2 ميجا هرتز.

قفز التردد كمعيار لتقنية Bluetooth

تعتبر ميزة التنقل الترددي لتقنية البلوتوث بطريقة ما هي المسؤولة عن نطاقها القصير. يساعد على نقل البلوتوث إلى:

• تغيير القنوات (عن 1,600 مرات في الثانية الواحدة) لتجنب التداخل من إشارات الإرسال الأخرى في قناة تردد محددة.
• ابدأ إعادة الإرسال بسلاسة بعد الانتقال إلى قناة أخرى.

تعديل التردد

يمكن تقليل استهلاك طاقة تقنية Bluetooth وتكلفة التصميم العامة عن طريق التغيير في معامل تعديل التردد. كما رأينا في تقنية البلوتوث منخفضة الطاقة.

اجعل منتجك مزودًا بوظيفة Bluetooth

إليك كيفية تجهيز منتجك بوظيفة Bluetooth:

• بعد اختيار التطبيق القياسي اللاسلكي المناسب والأفضل لمنتجك, تأكد من أن تقنية Bluetooth هي حقًا أفضل تقنية لاسلكية لمنتجك.
• اختر وحدة Bluetooth مناسبة أو أفضل شريحة Bluetooth لمنتجك.
• يمكنك الاستعانة بخدمة خبير تصميم الترددات اللاسلكية إذا لم تتمكن شخصيًا من اختيار معدات الاختبار.
• قم بتثبيت وحدة Bluetooth وقم بتكوينها في منتجك.
• اختبر وتأكد من أن هوائي الوحدة يعمل بشكل صحيح.
• تحقق مرة أخرى من وجود أي أخطاء أو مخاطر محتملة تنتظر الحدوث قبل الانتقال إلى إجراء الاختبار المسبق (إذا تم العثور على أي, ارجع وأصلح الخطأ في الخطوات المذكورة أعلاه 4 و 5).
• استيفاء متطلبات الهيئة التنظيمية للمختبر من خلال تنفيذ إجراء الاختبار الأولي لتحديد معدل الإشعاع الكهرومغناطيسي.
• ستحتاج بعد ذلك إلى تقديم نتيجة الاختبار (من الخطوة 7 فوق) إلى الهيئة التنظيمية اللاسلكية في منطقتك المحلية. (قد يتم فرض رسوم عليك تصل إلى $1,000 ل 3,000 يوميًا)
• إذا لم تتمكن من الحصول على الشهادة. (ارجع إلى الخطوة 3 فوق).
• إذا كانت الشهادة ناجحة. ما عليك سوى إكمال تكامل وظيفة البلوتوث والاستمتاع بها.

كيف أختار وحدة بلوتوث?

تم تصميم وحدات Bluetooth لتحقيق الأداء الأمثل والكامل فقط عند زرعها في نظام Bluetooth مناسب. المعالج الدقيق لتطبيق وحدة البلوتوث وتصميم أجهزة دائرة شريحة البلوتوث, بالإضافة إلى المعلمات المحددة التي يتضمنها مطورو منتجات Bluetooth, تزويد المنتجات المزروعة بوحدة Bluetooth بمواصفات مفيدة للحصول على تجربة Bluetooth لاسلكية رائعة.

ولهذا السبب تحتاج إلى اختيار وحدة Bluetooth التي تناسب احتياجاتك بشكل أفضل نظرًا لوجود العديد من الوحدات المختلفة. ولكل منها ميزات مختلفة مثل; مسافة الإرسال ومعدل, قنوات التردد, إلخ. إليك ما يجب مراعاته أثناء اختيار وحدة Bluetooth:

اختبارات أداء التردد اللاسلكي لوحدة البلوتوث

يمكن القول, أكبر خطأ يمكن أن ترتكبه عندما تخطط لدمج تقنية Bluetooth في منتجك - أو أي جهاز - هو افتراض ذلك, إن شراء وحدات Bluetooth الجاهزة يلغي تلقائيًا الحاجة إلى مهندس RF. على الرغم من أن السنوات الأخيرة شهدت قيام الشركات المصنعة لوحدات Bluetooth بإجراء اختبارات RF مكثفة جدًا على وحداتها قبل طرحها للبيع. هذه الاختبارات, بالطبع, تم تنفيذها من قبل خبراء الترددات اللاسلكية.

كن كذلك, نظرًا لعدم وجود مؤشر قياسي لتحديد اختبار التردد اللاسلكي الذي تم إجراؤه – أو في حالة إجراء أي اختبار – –. لذا, سيكون من الحكمة أن يكون لديك خبير شخصي في الترددات اللاسلكية. لتنفيذ أداء التردد اللاسلكي لوحدة Bluetooth في جميع اتصالات إنترنت الأشياء لديك. تساعد اختبارات أداء التردد اللاسلكي في تشخيص الاتصال وفحصه, جودة النقل وغيرها من المعلمات الهامة لوحدات البلوتوث.

تتضمن بعض اختبارات أداء التردد اللاسلكي الشائعة اختبارًا لـ:

• خصائص التعديل
• إزاحة تردد الناقل والانجراف
• الانبعاثات الزائفة داخل النطاق
• طاقة إخراج وحدة البلوتوث
• حجم النطاق الترددي
• نطاق الترددات
• كثافة طاقة الوحدة
• البث الهامشي خارج النطاق
• اختبارات الاستقبال

مخصائص التعرق

يستخدم اختبار خصائص التعديل انحراف التردد لقيم نمط البيانات الخاصة (أعلى ومتوسط) لتحديد ما إذا كانت الوظيفة المشروطة لإشارة إرسال وحدة Bluetooth تعمل بشكل صحيح. ويتم ذلك من خلال التركيز على فحص جودة التشكيل FSK.

جتردد الناقل'الإزاحة والانجراف

يتم إجراء اختبار إزاحة وانحراف تردد الموجة الحاملة بأي من التنقلين, تردد إرسال ثابت أو مباشر لتحديد استقرار تردد الإرسال من خلال التأكد مما إذا كان يتم التحكم في تردد حامل إشارة الإرسال الخاص بالمرسل ضمن النطاق المحدد.

أناالبث الهامشي للنطاق n

يتم إجراء البث الهامشي داخل النطاق لتحديد ما إذا كانت الإشارة الهامشية الطيفية المستضافة لنطاق تردد إرسال البلوتوث تعمل في النطاق الذي يمليه المعيار.

بوحدة البلوتوث'طاقة الإخراج

يتم تصنيف أجهزة البلوتوث, على أساس الحد من الطاقة إلى ثلاث مجموعات. اختبار طاقة الخرج هو ببساطة تحديد ذروة طاقة وحدة Bluetooth وكذلك متوسط ​​طاقة الخرج. لإجراء اختبار انتاج الطاقة. ملحوظة:

• يجب ضبط التردد الثابت كوضع اتصال البيانات.
• لاختبار قوة الانتاج, نقل إشارات PRBS.
• ينبغي أن تشمل مدة إشارات الاختبار التمهيد والرشق.

بواختبار العرض

يُعرف اختبار النطاق الترددي أيضًا باسم 20 اختبار عرض النطاق الترددي ديسيبل. إنه اختبار لتحديد ما إذا كان تردد إشعاع إشارات الإرسال أقل من قيمة الذروة عند 20 ديسيبل, لذلك, مما يجعلها ليست عرضة للتدخل بسهولة، وبالتالي, بما يتوافق مع المتطلبات القياسية.

Fنطاق التردد

• يتم إجراء اختبار نطاق التردد للتأكد من الحفاظ على إشارة الإرسال على نطاق التردد ضمن حدود نطاق معين.
• يتم إجراء اختبار نطاق التردد في عمليتين متزامنتين باستخدام تردد ثابت.
• الفرقة المنخفضة (2399 ميغاهيرتز إلى 2405 ميغاهيرتز) والفرقة العالية (2475 ميغاهيرتز إلى 2485 ميغاهيرتز) يتم اختبار كل من الطيفية.
• ثم يتم تقدير النطاق من ترددات النطاقات المنخفضة والعالية (فلوريدا وfH على التوالي) مع الصيغ (fH-fL)

صاختبار كثافة الزهور

يحدد اختبار كثافة الطاقة ما إذا كانت أعلى طاقة خرج قصوى قابلة للنقل لوحدة Bluetooth تقع ضمن نطاق المتطلبات القياسية.

المعدات

أجهزة وحدات البلوتوث, مثل أجهزة وحدة Bluetooth nrf5832, يجعلها وحدة بلوتوث مرنة للغاية تستخدم وتستهلك طاقة منخفضة جدًا. لا يزيد حجم وحدة BLE هذه عن 10 مم × 10 مم, وهي أيضًا إحدى وحدات nrf52 ومواصفات أجهزتها هي كما يلي:

• إنه أحد أشباه الموصلات الشمالية الذي يستخدم حل nRF52832 SoC (وحدة الشمال nRF52832)
• نطاق البلوتوث الخاص به هو 2 ميجابت في الثانية, مع وكالة الفضاء الكندية رقم 2, ملحقات الإعلان
• يحتوي على فلاش بسعة 512 كيلو بايت مع إمكانيات ذاكرة وصول عشوائي (RAM) بسعة 64 كيلو بايت
• حجمها وأبعادها 10.0×10.0×2.0 ملم
• وحدة متعددة البروتوكولات مرنة للغاية ومناسبة بشكل مثالي لتقنية Bluetooth® Low Energy, شبكة بلوتوث®, تطبيقات لاسلكية منخفضة الطاقة للغاية ANT+ و2.4 جيجا هرتز.

عينة من تركيب الأجهزة

يتم إعداد أجهزة وحدة Bluetooth بسهولة. فيما يلي بعض الخطوات التي يجب اتباعها في تثبيت الأجهزة:

اتصال الدائرة

• إذا تم تصنيع وحدة Bluetooth بلوحة فرعية مجهزة بمنظم جهد, يمكنك تشغيل الوحدة من 3.6 إلى 6 فولت.
• ومع ذلك، فإن مستوى الجهد المنطقي لدبابيس البيانات, يحدد جهد تشغيل دبوس الاستقبال الأمثل (عادة 3.3 فولت).
• اتخذ الاحتياطات اللازمة ضد حرق الوحدة من خلال التأكد من توصيل دبوس إرسال إخراج Arduino 5V (تكساس) إلى مخرج الوحدة 3.3 فولت تلقي دبوس (آر إكس) مع الخط بينهما, من خلال مقسم الجهد.
• كما أن إشارة 3.3V الخاصة بوحدة Bluetooth تجعل من المقبول كمنطق عالي أنه يمكنك الاتصال مباشرة بـ Arduino 5V T
• اكتمل أخيرًا اتصال Arduino بوحدة Bluetooth 5V.

عينة من كود المصدر

أثناء عملية التثبيت, من الضروري إنشاء اتصال بين الاردوينو وبعض المكونات والأجهزة المعينة.

إليك كود مصدر بسيط يوضح الاتصال بين لوحة Arduino والهاتف الذكي:

كيف تم تحقيق ذلك:

• يجب أولاً تحديد دبوس اتصال هدف LED ومتغير تخزين بيانات الهاتف الذكي.
• في قسم الإعداد, مع 38400 معدل الباود (معدل الباود الافتراضي للوحدة) الاتصال التسلسلي, اضبط دبوس LED على مستوى منخفض لتعريفه كمخرج.
• في قسم الحلقة, تحقق من توفر بيانات المنفذ التسلسلي غير المقروءة ولكن القابلة للقراءة مع البيانات المتاحة()وظيفة.
• الإجراء أعلاه (3) اضبط أي عبارة يتم إرسالها إلى وحدة Bluetooth على أنها "صحيحة"
• مع القراءة()وظيفة, قراءة البيانات المتاحة ونقلها إلى متغير "الحالة"..
• الوظائف "0" وprintln(), على التوالى, يقوم بإيقاف تشغيل مؤشر LED ويرسل السلسلة "LED: OFF" إلى الهاتف الذكي من خلال المنفذ التسلسلي.
• أعد تنفيذ السطرين أعلاه (الأوامر) عن طريق إعادة تعيين متغير "الحالة" إلى 0. (ملحوظة: بقيادة: ON" إلى الهاتف الذكي إذا كان الحرف المستلم كذلك 1; وسيتم تشغيل مؤشر LED مرة أخرى).
• قم بتحميل الكود الجاهز عن طريق فصل خطوط RX وTX.

مزايا

• سيساعد استخدام تقنية Bluetooth واستخدام أجهزة Bluetooth على تجنب التداخل من الأجهزة الأخرى اللاسلكية.
• وله نطاق أوسع وأفضل بكثير من نطاق الأجهزة التي تستخدم تقنية الأشعة تحت الحمراء.
• الأجهزة المزودة بقدرات Bluetooth وأجهزة Bluetooth, على العموم, متاحة بسهولة جدًا وليست باهظة الثمن.
• تُستخدم تقنية البلوتوث على نطاق واسع ويتم اعتمادها في العديد من الأجهزة الأخرى لسهولة الاتصال المتبادل بينها.
• يمكن أيضًا استخدام تقنية Bluetooth لنقل المستندات والملفات بتنسيقات مختلفة.
• يستخدم طاقة منخفضة جدًا.
• مشكلة خط البصر التي تؤثر على تقنية الأشعة تحت الحمراء لا تنطبق على تقنية البلوتوث. يمكنه الاتصال بسهولة بالأجهزة الأخرى بغض النظر عن العوائق المادية, طالما أنه في نطاقه.

حآه هل يعمل?

تعمل تقنية البلوتوث وجميع أجهزة البلوتوث على الاتصال والتواصل مع بعضها البعض دون الحاجة إلى أسلاك أو كابلات. إنه اتصال لاسلكي يستخدم موجات الراديو غير القادرة على السفر لمسافات طويلة جدًا. يحتوي كل جهاز بلوتوث على شريحة تبث إشارات موجات الراديو عند تشغيله, ويمكن لأجهزة البلوتوث الأخرى التعرف عليه والاتصال به لبدء الاتصال ونقل البيانات, الملفات أو غيرها. يشكل اتصال العديد من الأجهزة التي تدعم تقنية Bluetooth ما يشار إليه باسم piconet ويمكن لجميع الأجهزة الاتصال بسلاسة بشرط أن تكون جميعها ضمن النطاق. عادة, في اتصال مثل هذا, جهاز واحد - يشار إليه باسم السيد - يتحكم في جميع الأجهزة الأخرى المتصلة به, الذين يشار إليهم بالعبيد.

تأنواع وحدات البلوتوث

بليه

بليه (بلوتوث منخفض الطاقة) هي إحدى وحدات BLE وهي إدخال جديد في مجموعة وحدات Bluetooth المتوافقة مع لوحة Arduino كوحدة BLE Arduino.

بلوتوث 5 وحدات

البلوتوث 5 تشمل الوحدات البلوتوث 5.0 وحدة, بلوتوث 5.1 الوحدة النمطية والبلوتوث 5.2 وحدة وتتألف من:

• وحدة nRF52810
• وحدة nRF52811
• وحدة nRF52832
• وحدة nRF52840
• وحدة nRF52833

بلوتوث 5 يعمل أيضًا كبروتوكول دعم لوحدات Tl Bluetooth التالية:

وحدات cc2642B1, وحدات cc2540 ووحدات cc2652

البلوتوث 5 وحدة Arduino تستحق الذكر أيضًا.

بلوتوث 4 وحدة

وهذا يشمل البلوتوث 4.0 وحدة, بلوتوث 4.1 الوحدة النمطية والبلوتوث 4.2 الوحدة النمطية وهي عبارة عن مجموعة من الوحدات عالية الأداء ومنخفضة الطاقة وهي تشتمل على BT 900 مسلسل, سلسلة BL600 بالإضافة إلى TiWI-UB1 وTiWI-UB2.

بلوتوث 2 و 3 وحدة

هذه ليست سوى وحدات بلوتوث للصوت والبيانات.

مالتصنيفات الرئيسية لوحدة البلوتوث

فصل 1: الوحدات التي نطاق المسافة هو 100 متر ويعطي خرج 100 ميجاوات

فصل 2: الوحدات التي نطاق المسافة هو 10 متر ويعطي خرج 2.5 ميجاوات

فصل 3: الوحدات التي نطاق المسافة هو 10 سنتيمترات ويعطي خرجًا قدره 1 ميجاوات

ياأوضاع تشغيل البلوتوث

• وضعيه الإستعداد: هذه هي الحالة الأولى لجهاز Bluetooth حيث يتم تشغيل الجهاز ولم يتم توصيله بعد. يقوم عادةً بالمسح لمعرفة ما إذا كان بإمكانه التعرف على أي إشارات بلوتوث والتقاطها.
• وضع الاستفسار: في عملية البحث عن الإشارات, في حالة التقاط إشارة يمكن التعرف عليها, ثم يرسل إشارة ويعطي قائمة بالاتصالات المتاحة ليتم تحديدها للاتصال. عندما يتم اختيار واحد, يتم إرسال رسالة أو مطالبة إلى الجهاز لقبول أو رفض الاتصال بجهاز Bluetooth.
• الوضع النشط: عندما يتم توصيل الجهازين, وهو الآن في الوضع النشط ويستمع إلى أي عمليات إرسال.
• وضع الشم: في هذا الوضع, يستمع الجهاز التابع للأوامر أو التعليمات من الجهاز الرئيسي.
• وضع الانتظار
• وضع الحديقة: لا يزالون مرتبطين بالمالك, الاستماع أحيانًا ولكن لا يشارك في حركة المرور.

بوحدة luetooth تتفاعل مع وحدة التحكم الصغيرة

من أجل اتصال بلوتوث سهل وسلس, عادةً ما يتم استخدام وحدة Bluetooth مع وحدة التحكم الدقيقة، ووحدة التحكم الدقيقة الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا هي وحدة التحكم الصغيرة 8051 مراقب. أولاً, تحتاج إلى توصيل كلاً من دبابيس TX و RX بالاتصالات المناسبة لكل منهما.

بعد الاتصال المناسب, إليك رمزًا صغيرًا لمحاولة التحكم في مصابيح LED باستخدام الهواتف الذكية. سيهدف البرنامج إلى القيام بهذه الأشياء:

• قم بتهيئة اتصال UART في 8051 مراقب
• إرسال واستقبال المعلومات والبيانات من وحدة البلوتوث

#include <reg51.h>

#include "UART_H_file.h" /* Include UART library */

sbit LED=P1^0;

void main()

{

char Data_in;

UART_Init(); /* Initialize UART */

P1 = 0; /* Clear port initially */

LED = 0; /* Initially LED turn OFF */

while(1)

{

Data_in = UART_RxChar(); /* Receive char serially */

if(Data_in == '1')

{

LED = 1;/* Turn ON LED */

UART_SendString("LED_ON"); /* Send status of LED*/

}

else if(Data_in == '2')

{

LED = 0;/* Turn OFF LED */

UART_SendString("LED_OFF"); /* Send status of LED*/

}

else

UART_SendString("Select proper option");

}

}

جمعظم وحدة بلوتوث

سعر وحدة البلوتوث مثل البلوتوث 5.0 تختلف الوحدات بشكل كبير حسب نوع الوحدة, العلامة التجارية وعوامل أخرى. من أجل تحديد وحدة Bluetooth التي تعمل بشكل أفضل وبأسعار معقولة, فيما يلي بعض العوامل التي يجب مراعاتها والتي قد تؤثر أيضًا على السعر:

• استهلاك الطاقة والطاقة: يعد هذا عاملاً مهمًا في وحدات Bluetooth حيث يرغب معظم الأشخاص عمومًا في شراء الوحدات التي تتمتع بأقل استهلاك للطاقة والاستفادة منها.
• نطاق الإرسال: تتمتع وحدات Bluetooth الأقدم بنقل أقل ولكن يتم تحسين الوحدات الأحدث.
• الموردين: وهذا أمر مهم لأن الموردين المختلفين يقدمون أسعارًا مختلفة لنفس العنصر. من المعروف أن بعض البائعين يقدمون عمومًا أسعارًا أقل من منافسيهم لنفس المنتج, لذلك سيكون من الجيد أن نأخذ ذلك في الاعتبار ونرعى أولئك الذين أظهروا أنهم يقدمون باستمرار منتجات عالية الجودة بأسعار مخفضة.

التحكم بالاردوينو عن طريق البلوتوث

يمكن التحكم في لوحة Arduino باستخدام البلوتوث وإليك كيفية القيام بذلك. أولاً, كنت في حاجة:

• لوحة اردوينو
• لوحة بلوتوث
• جهاز كمبيوتر أو هاتف ذكي مزود بإمكانيات Bluetooth.

هناك ثلاثة أجزاء من هذا, ما هو جهاز أندرويد (هاتف ذكي), جهاز إرسال واستقبال وحدة بلوتوث واردوينو, وكلها متصلة بطريقة تسلسلية. يتم فحص الكود المراد إرساله إلى الاردوينو واتباعه حسب التعليمات والنتائج ليقوم بالوظائف المطلوبة.

أولاً, تحتاج إلى توصيل لوحة Arduino بوحدة Bluetooth بشكل صحيح. نظرًا لعدم وجود الكثير من الاتصالات التي يجب إجراؤها, يعد الاتصال بين Arduino ووحدة Bluetooth سهلًا نسبيًا. الاتصال على النحو التالي:

دبابيس اردوينو دبابيس بلوتوث

آر إكس (دبوس 0) تكساس

تكساس (دبوس 1) آر إكس

5V سي سي

غند غند

بعد الانتهاء من الاتصالات, الخطوة التالية هي تحميل الكود التالي إلى Arduino باستخدام برنامج Arduino IDE.

char data = 0; //Variable for storing received data

void setup()

{

Serial.begin(9600); //Sets the data rate in bits per second (baud) for serial data transmission

pinMode(13, OUTPUT); //Sets digital pin 13 as output pin

}

void loop()

{

if(Serial.available() > 0) // Send data only when you receive data:

{

data = Serial.read(); //Read the incoming data and store it into variable data

Serial.print(data); //Print Value inside data in Serial monitor

Serial.print("\n"); //New line

if(data == '1') //Checks whether value of data is equal to 1

digitalWrite(13, HIGH); //If value is 1 then LED turns ON

else if(data == '0') //Checks whether value of data is equal to 0

digitalWrite(13, LOW); //If value is 0 then LED turns OFF

}

}

توصيل الهاتف الذكي بوحدة Bluetooth وArduino

ثم سيتعين عليك تنزيل تطبيق Android وإقران جهازك بوحدة Bluetooth.

ثم, أنت:

• قم بتشغيل وحدة Bluetooth عن طريق تشغيل Arduino.
• قم بمسح هاتفك الذكي بحثًا عن الأجهزة المتاحة.
• قم بإقران هاتفك الذكي بالوحدة عن طريق إدخال كلمة المرور الافتراضية 1234 أو 0000.
• قم بتثبيت تطبيق LED على جهاز Android الخاص بك.
• افتح الهدف
• انقر على الأجهزة المقترنة
• ثم حدد وحدة Bluetooth الخاصة بك من القائمة المتاحة.
• بعد الاتصال بنجاح, انقر فوق الزر "تشغيل وإيقاف" لمعرفة ما إذا كان مؤشر LED قيد التشغيل وإيقاف التشغيل.
• ثم, يمكنك فصل وحدة البلوتوث.

التواصل بين Arduino UNO والكمبيوتر عبر البلوتوث

إن استخدام جهاز كمبيوتر أو كمبيوتر محمول للتحكم في Arduino من خلال مساعدة البلوتوث يشبه إلى حد كبير استخدام الهاتف المحمول. على الأقل المراحل الأولى هي. للتواصل مع Arduino مع جهاز كمبيوتر عبر البلوتوث:

• قم بتشغيل وحدة Bluetooth عن طريق تشغيل Arduino.
• قم بمسح الكمبيوتر المحمول/الكمبيوتر الشخصي الخاص بك بحثًا عن الأجهزة المتاحة.
• قم بإقران جهاز الكمبيوتر الخاص بك بالوحدة عن طريق إدخال كلمة المرور الافتراضية 1234 أو 0000.
• على جهاز الكمبيوتر الخاص بك، تحقق من ظهور الكيان "الرابط التسلسلي القياسي عبر البلوتوث" في الموقع; مدير الجهاز, تحت الموانئ (كوم & LPT).
• ثم, تشغيل اختباري للاتصال بين الكمبيوتر وArduino عبر البلوتوث عن طريق تشغيل ضوء LED الخاص بوحدة البلوتوث على أو عن.

كيف تم تحقيق ذلك

• تمكين الاتصال التسلسلي من خلال الكائن التسلسلي الذي قمت بإنشائه من المكتبة التسلسلية المضمنة.
• تحديد لحالة LED, متغير سلسلة محددة.
• ابدأ الاتصال التسلسلي في قسم الإعداد الذي تم ضبطه على حجم نافذة البرنامج.
• جرب رقم منفذ COM الموجود في مدير جهاز الكمبيوتر الخاص بك.
• تتلقى أيًا من سلسلة "LED: يشير "OFF" أو "LED ON" من Arduino إلى وجود تخزين مؤقت للمنفذ التسلسلي وبالتالي, تشكيل خط جديد.
• في قسم الحلقة, تحقق من توفر بيانات المنفذ التسلسلي غير المقروءة ولكن القابلة للقراءة باستخدام Serial. متاح() وظيفة.
• مع سلسلة القراءة حتى() وظيفة قراءة البيانات المتاحة. (وهو إما "LED: إيقاف" أو "LED: على")
• تكوين وتخصيص الرسومات (لون الخلفية, مقاس, إلخ.) ووظائف البرنامج مع السحب الرئيسي المتكرر باستمرار() وظيفة.
• ارسم الزرين اللذين تحتاجهما بالمستقيم() وظيفة.
• مع النص() وظيفة, اطبع سلسلة حالة LED وجميع النصوص الأخرى المطلوبة.
• مع استخدام عبارة "if" الأولى, قم بتنشيط وظائف الأزرار وتقييد منطقة الزر "TURN ON" بحيث يتلقى Arduino الحرف "1", قم بتشغيل مؤشر LED بشكل متزامن عند الضغط على زر "تشغيل"..
• قم بتكوين الزر ليتم تمييزه في أي وقت يتم الضغط عليه.
• كرر عمليات "التشغيل" لزر "إيقاف التشغيل"..
• انقر فوق الزر "تشغيل" لتنشيط البرنامج.
• تشير مصابيح LED الخاصة بوحدة Bluetooth التي تومض كل ثانيتين إلى أن الجهاز مقترن بالوحدة.

الوحدة التي لديها أعلى نطاق?

وحدة Nordic nRF5232 وهي إحدى وحدات Nordic Nrf52, ووحدة Bluetooth Nordic بشكل عام لديها نطاق يبلغ حوالي 1120 متر -1140 متر بين جميع أجهزة البلوتوث 5 وحدات ولها أطول مدى في الوقت الحالي. ولكن في المستقبل, مع تطور التكنولوجيا, سيكون هناك بلا شك وحدات ذات نطاق أوسع.

رضبط وحدة Bluetooth على أجهزة Apple المتصلة

هذه ليست عملية صعبة ويمكن القيام بها في أقل من خمس دقائق. كما أنها لا تتطلب معرفة متقدمة ويمكن لأي مبتدئ القيام بذلك. ويمكن القيام بذلك بخطوات سهلة:

• قم بتمكين أيقونة Bluetooth التي يتم عرضها على شريط القائمة
• انقر على أيقونة الإطلاق, ثم انقر فوق تفضيلات الأنظمة وحدد Bluetooth
• بعد ذلك, حرك الماوس إلى "إظهار Bluetooth في القائمة" وانقر فوق مربع الاختيار
• اضغط مع الاستمرار على زر التحول, مع مفتاح الخيار ثم انقر فوق رمز Bluetooth الموجود في زاوية شريط القائمة.
• حدد موقع القائمة الفرعية Debug التي تظهر ثم قم بتحريك مؤشر الماوس فوقها.

إذا كانت هناك مشكلة في جهاز Bluetooth المتصل, يمكنك إعادة ضبط وحدة Bluetooth بالكامل من قائمة التصحيح. سيؤدي هذا إلى مسح تكوين Bluetooth, إعادة ضبط أجهزة البلوتوث, وافصل أي أجهزة بلوتوث متصلة.

إذا كنت تريد حل مشكلة الاتصال بجهاز Apple, حاول القائمة الثانية.

زسوق وحدات البلوتوث العالمية

لا يزال سوق وحدات Bluetooth ينمو ويستحق أكثر من ذلك $800 مليون في الآونة الأخيرة 2020 ولا يزال من المتوقع أن ينمو ويصل إلى أكثر من ذلك 1.2 مليار دولار في العام 2026. وينقسم السوق إلى فئات مختلفة:

بواسطة الوحدات

وفقا للوحدات, يمكن تقسيم السوق إلى ثلاثة وهي;

• بلوتوث منخفض الطاقة (بليه) يوفر سوق الوحدات وحدات بلوتوث منخفضة الطاقة, وحدات بليه منخفضة الطاقة للغاية, وكذلك أصغر وحدات بليه.
• سوق وحدة البلوتوث ذات الوضع المزدوج
• سوق وحدات البلوتوث الكلاسيكية

حسب المنطقة/الموقع الجغرافي

يتم تقسيم السوق وفقا للمناطق إلى:

• أمريكا الشمالية, والتي تشمل الولايات المتحدة الأمريكية وكندا
• أوروبا والتي تشمل المملكة المتحدة, ألمانيا, فرنسا, إيطاليا, إسبانيا

آسيا والمحيط الهادئ, والتي تضم الصين, الهند, اليابان, كوريا الجنوبية

• أمريكا اللاتينية, والتي تضم البرازيل, الأرجنتين, والمكسيك
• الشرق الأوسط وأفريقيا تتكون من دول في الشرق الأوسط وأفريقيا.

بوحدة شبكة البلوتوث

وحدة شبكة Bluetooth هي نوع من وحدات Bluetooth التي تكون أكثر شمولاً من حيث الشبكة من BLE (بلوتوث منخفض الطاقة). تتيح تقنيتها الاتصال عبر البلوتوث بين الكثير من الأجهزة المتصلة وهي ترقية للوحدات النمطية السابقة. لقد تم تصميمه بطريقة موثوقة للغاية وأن البيانات والمعلومات المرسلة من خلاله تصل دائمًا إلى وجهتها المقصودة دون فشل, يتفاقم بسبب أمنها المثير للإعجاب. تقدم Nordic مجموعة من السلاسل مثل سلسلة nRF52, جنبًا إلى جنب مع مجموعات التطوير – مثل البلوتوث 5.1 مجموعة تطوير—— لوحدة شبكة Bluetooth.

يمكن استخدام شبكة Bluetooth عبر مجموعة واسعة من الأسواق، كما تُستخدم في إنترنت الأشياء الذي يتطلب عددًا كبيرًا من الأجهزة المتصلة للتواصل مع بعضها البعض. تعمل وحدة شبكة Bluetooth أيضًا على تقنية Bluetooth Low Energy ويمكن تحسينها وترقيتها, حسب نوع وحجم الذاكرة المتوفرة في الشريحة.

تتضمن بعض مزايا وحدة شبكة Bluetooth ما يلي::

• حلول على المستوى الصناعي والتجاري في أتمتة البناء.
• إمكانية التشغيل البيني بين الأجهزة نتيجة لتطبيقه الكامل, أدوات وعمليات التشغيل البيني, فضلا عن نهج خاص لقابلية التشغيل البيني والاتصالات.
• ومعروفة جداً, تقنية موثوقة وموثوقة تلبي احتياجات أساسية محددة وتوفر قيمة وقدرات كبيرة للمنتجات.

إذا كنت مهتمًا ببناء منتج شبكة Bluetooth المتداخلة, أنت بحاجة إلى أجهزة وبرامج متوافقة. تتطلب شبكات Bluetooth المتداخلة وجود Bluetooth LE 4.X أو 5.0 كومة, الذي يدعم أدوار مذيع GAP والمراقب لإخطار حزم الإشعارات وفحصها.

لاستخدام بروتوكول شبكة Bluetooth Mesh على Bluetooth LE, يوصى باستخدام SDK من موفر وحدة Bluetooth, الذي يحتوي على بروتوكول شبكة Bluetooth Mesh وواجهة برمجة التطبيقات المقابلة.

تتكون وحدة شبكة Bluetooth من الطبقات التالية:

• الطبقة الحاملة: تحدد هذه الطبقة تجريدًا لمواصفات BLE الأساسية نحو الجزء العلوي. وتسمى هذه التجريدات ناقلات وتمثل ناقلات المعلومات التي يتم استخدامها لإحضار المعلومات إلى الشبكة.
• طبقة الشبكة: هذه الطبقة مسؤولة عن الترحيل والأمن بين جميع المستويات.
• طبقة النقل: تتعامل هذه الطبقة مع تقسيم ونقل الرسائل من نقطة واحدة أو جهاز إلى آخر
• طبقة الوصول: فهو يضمن وصول الرسائل إلى وجهاتها المقصودة ويمكن الوصول إليها.
• طبقة نموذج الأساس

في سعيكم لاختيار أفضل وحدات البلوتوث لديك, يمكنك الاتصال بنا لمساعدتك.