私たちは確かに絡み合った世界に住んでいます. しかし, 私たちにとって幸運です, デバイス間のデータ通信に常にケーブルを使用してデバイスを接続していたら、世界はもっと絡み合っていただろう。. 何十億ものIoTがあります (モノのインターネット) 世界のつながり. 非常に多くのケーブルだけが地下トンネルに埋められたり、頭上を通過したりする可能性があります. コスト, 絡まったケーブルが最初に届かないと、経済的および一般的なメンテナンスが私たちを窒息させる可能性があります. BluetoothテクノロジーとBluetoothモジュールのおかげで (WIFIのような他のクールではない人々, 4NS), 無線周波数の使用を通じて, デバイスは完全にワイヤレスで接続して相互通信データ交換を実行できます.
Bluetoothモジュールとは?
BluetoothBLEモジュール は、任意の2つのデバイスのワイヤレスBluetooth Low Energy接続を支援し、デバイス間のデータ通信用のプロトコルを確立するインターフェイスとして機能するテクノロジです。. Bluetooth LowEnergyモジュールの 仲介されたデータ通信範囲は通常、平均数十メートルであり、データは指定された周波数帯域で通信されます.
いろいろなブランドがあります, 種類, Bluetoothモジュールのモデルと分類. Bluetoothモジュールのアプリケーションの多様性により、Bluetoothモジュールは最も広く受け入れられているモノのインターネットの1つになっています。 (IoT) 接続プロトコル.
Bluetoothモジュールを適用できる領域には次のものがあります。:
NSわーできる NSluetoothモジュールを使用する?
Bluetoothモジュールには多くのアプリケーションがあり、さまざまな方法やアプリケーションで使用できます. ライトスイッチコントローラーとして使用できます, マイクロコントローラーに接続してライトのオン/オフを切り替えることができるため. 彼らはまた、他の用途やアプリケーションを持つことができます:
アプリケーション
IoT接続
- プライベートホーム接続
- 工業プロセスのメンテナンス
- セキュリティとセンサー.
個人的なレクリエーションエンターテインメント
- Bluetoothスピーカーの場合
- ヘッドホン
- ゲーム機
電気機器および付属品
- テレビとラジオ
- コンピューター
- マウスとキーボード
都市の維持と自動化
- 信号機の自動化
- 事故通知アラーム
- メインメーターの自動化.
病院と保健センター
- 救急車の追跡と迅速な発送
- 医薬品および医薬品の監視と追跡
- 医療スタッフとリソースのモバイルでよりスマートな制御.
ビルディングオートメーションとメンテナンス
- 温度, 湿度およびその他の建物の内部環境条件の自動化.
- 建物の一般的なメンテナンス
- エネルギーと電気の自動化
車両
- ステレオ, と車両のマルチメディア.
- 車両の追跡.
- 車両間のデータ通信 (主に車)
工業製造プロセス
- 製造ツールと部品の追跡
- 機器とリソースのインベントリを作成する
- センサーとアラーム
回路設計
- Bluetoothモジュールの分類によって異なります, Bluetoothモジュールの最大通信範囲は通常約100mです。. と, したがって、短距離です.
- 回路設計により、BluetoothLEモジュールの範囲が決まります.
- 低電力Bluetoothモジュールは、消費するエネルギーと電力が少ないため、単一バッテリー駆動のデバイスや、さまざまなIoT接続のデバイス間の小さなデータバンドルの通信に最適です。.
Bluetoothモジュール回路は2.4GHz周波数帯をサポートし、幅広いアプリケーションがあります.
- 適切なマイクロコントローラーを使用して、Bluetooth LowEnergyを任意のシステムに統合できます.
Bluetoothのモジュールの回路のコンポーネントのいくつかは:
- Bluetoothモジュールのモーションセンサーと湿度センサー. (U2, MPU9250, U3, それぞれHDC1080)
- BLEメインマイクロコントローラー. (U1 CYBL10161)
- リチウム由来電池
- 異なるMHz水晶発振器.
- バイパスコンデンサを備えた電源ピン.
ピンの定義
典型的なBluetoothモジュールには 5-6 ピン. それぞれが異なる機能を実行します.
一部のBluetoothモジュールピンの例は次のとおりです。:
ピン | 関数 |
VCC | 5VはVCCピンに接続されています. |
GND | モジュールの接地に使用. このピンを接続してモジュールを接地します. |
TXD | マイクロコントローラーのユニットに接続している間. TXDは、Bluetoothモジュールが受信した情報をシリアルに送信します, TXDピンを介して出力. |
RXD | RXDが受信するシリアルデータは、Bluetoothモジュールによってワイヤレスプロトコルを介して送信されます. |
鍵 | BluetoothモジュールのATコマンドとデフォルトモードを切り替えるために使用されます. KEYピンを特定の値に設定する. |
州 | STATEは、Bluetoothモジュールの接続状態を示します (ペアリングされているかペアリングされていないか). |
取り付けの提案の注意 Bluetoothモジュール
以下にリストされているポイントの文字に従ってください-Bluetoothモジュールの取り付けに関する上記の完全な図式表現/提案を説明します.
- Bluetoothモジュールのメインボードを取り付けている間 *1 エリアコンポーネント, 青で網掛けされた領域に金属部品-金属シャーシと信号線??-を配置しないようにしてください (上の図では).
- Bluetoothモジュールのメインボードに対応 *1 スペース.
- ルーティングはに対応していません (*2 範囲). その層のいずれにも銅を配置しないでください.
- のために (*3 範囲), GNDパターン長の推奨長さ30mmより短いものを使用する場合, Bluetoothモジュールが重大な損傷の危険にさらされている.
- Bluetoothモジュールの最適範囲を検索する場合, モジュールのアンテナを伸ばして、モジュールのメインボードの端を3mm超えて伸ばします, または任意のグランドプレーンエッジ. けれど, グランドプレーンを利用するには、通常、最大5mmのモジュールのアンテナ延長が必要です。.
- 適切なBluetoothモジュールのメインボードのGNDとモジュールピンの接続を確認する必要があります.
- この接続を維持する上で:
- GNDビアはGNDパッドの非常に近くに配置する必要があります.
- 未使用の最上層PCBを銅で溢れさせている間, GNDビアを断続的に取り付けて、銅線フラッドを内側のGNDプレーンにリンクしてください。.
- モジュール下の銅層がGNDによってフラッディングされている状況, すぐに接続して、GNDビアを使用してフローを内部GNDプレーンに向けます.
- Bluetoothモジュールがモジュールのメインボードの中央に接続されていないことを常に確認して再確認してください. これにより、モジュールのデータ通信範囲とパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります.
- Bluetoothモジュールのメインボードレイアウト, 気をつけて;
- モジュールの下を走る信号線の量をできるだけ頻繁に制限します.
- アンテナの下のどこでもグランドプレーンの使用を切り取ります.
- 十分な経験がある場合, アンテナ下モジュールのメインボード部分を切り分けます.
Bluetoothモジュールは:
樹脂と非金属部品の配置に関する提案
Bluetoothモジュールの金属部品の配置
- モジュールアンテナのチューニングに影響を与えないため, 金属部品を最適な最小距離に配置する必要があります (40mmtop / bottom, 30mm左/右) アンテナに.
- ホストアプリケーションを使用する, アンテナの近くに設置された金属部品のアンテナ性能に対する腐食の影響を断続的に見積もる必要があります. (金属が常にアンテナ性能を腐食するのは当然のことです).
- アンテナから20mm未満の距離に金属部品を取り付けると、アンテナの通信効率に大きく影響します。.
- インストール時, さまざまな要因の影響を測定する (エンクロージャーの高さ, 材料の種類; 金属, プラスチック) Bluetoothモジュールアンテナの範囲.
Bluetoothテクノロジーの概要
Bluetoothのエネルギー分類
Bluetoothテクノロジーは2つの主要なグループに分類されます. それぞれがさらにサブグループに分割されます. 2つの主要なBluetoothテクノロジークラスは次のとおりです。:
- クラシックBluetoothテクノロジー
- 低エネルギーBluetoothテクノロジー (なりました)
クラシックBluetoothテクノロジー
クラシックBluetoothテクノロジーは、デバイスをワイヤレスで接続し、高データレート通信用のチャネルを提供します. クラシックBluetoothテクノロジーを介して通信されるデータの品質は通常高いですが, そのデータ送信は大量のエネルギーと電力を消費します. また、Bluetooth LowEnergyテクノロジーほど幅広いアプリケーションはありません。.
低エネルギーBluetoothテクノロジー
BLE (Bluetooth Low Energy) テクノロジーは、任意の2つのデバイスを接続し、低エネルギー消費でデータ通信をサポートするテクノロジーです。. BLEテクノロジーの種類によっては、BLEの範囲が100mを超えるとピークに達する可能性があります。. けれど, BLEの伝送速度は、ClassicBluetoothテクノロジーの高速通信よりもかなり遅いです。.
BLEテクノロジーは通常、 超低電力BLEモジュールNS.
NB: 電話などの最新のデバイス, 低エネルギーとクラシックBluetoothテクノロジーの両方と通信できる必要があります. この目的のために, BluetoothSmartおよびBluetoothSmartReady認証フラグが使用されます.
Bluetoothの周波数と周波数帯域
Bluetoothテクノロジー周波数および周波数帯域には次の機能があります:
- Bluetooth技術の無線接続データ通信は短距離です.
- 2.4GHzの動作周波数帯域を持っています.
- 古典的なBluetoothテクノロジーには 79 周波数範囲チャネル. (1MHzの帯域間隔で)
- Bluetoothテクノロジーには 2.400 GHzから 2.4835 GHz周波数範囲
- があります +4 dBmおよび-90dBmの共通平均データ通信速度と感度.
- BLEの変調係数 (としても知られている ブルートゥース 4.0) は 0.4-0.55 と 40 周波数チャネルと2MHzの帯域間隔.
Bluetooth技術標準としての周波数ホッピング
ある意味でBluetoothテクノロジーの周波数ホッピング機能は、その短距離の原因です。. それはへのBluetooth送信を支援します:
- チャネルを変更する (だいたい 1,600 1秒あたりの回数) 特定の周波数チャネルの他の伝送信号からの干渉を回避するため.
- 別のチャネルにホッピングした後、シームレスに再送信を開始します.
周波数変調
Bluetooth技術のエネルギー消費と一般的な設計コストは、周波数変調係数の変更によって削減できます. 低エネルギーBluetoothテクノロジーに見られるように.
製品にBluetooth機能を搭載させる
製品にBluetooth機能を搭載させる方法は次のとおりです:
- 製品に適した最適なワイヤレス標準アプリケーションを選択した後, Bluetoothテクノロジーが本当に製品に最適なワイヤレステクノロジーであることを確認してください.
- 製品に適したBluetoothモジュールまたは最適なBluetoothチップを選択してください.
- テスト機器を個人的に選択できない場合は、RF設計の専門家のサービスを利用できます.
- Bluetoothモジュールをインストールし、製品に構成します.
- モジュールのアンテナが正しく機能していることをテストして確認します.
- 事前テスト手順に進む前に、エラーや潜在的な危険が発生するのを待っているかどうかを再確認してください (見つかった場合, 戻って、上記の手順でエラーを修正してください 4 と 5).
- 電磁放射率を決定する事前テスト手順を実行することにより、研究所の規制当局の要件を満たします.
- 次に、テスト結果を提示する必要があります (ステップから 7 その上) お住まいの地域のワイヤレス規制当局に. (あなたはまで請求されるかもしれません $1,000 に 3,000 毎日)
- 証明書を取得できない場合. (手順に戻る 3 その上).
- 認証が成功した場合. Bluetooth機能の統合を完了するだけでお楽しみいただけます.
Bluetoothモジュールを選択するにはどうすればよいですか?
Bluetoothモジュールは、適切なBluetoothシステムに組み込まれた場合にのみ最適で完全な機能を実現するように設計されています. BluetoothモジュールのアプリケーションマイクロプロセッサとBluetoothチップ回路のハードウェア設計, Bluetooth製品の開発者が含む特定のパラメータと一緒に, Bluetoothモジュールが組み込まれた製品に、優れたワイヤレスBluetoothエクスペリエンスのための有用なスペシエーションを装備する.
これが、多くの異なるモジュールがあるため、ニーズに最適なBluetoothモジュールを選択する必要がある理由です。. それぞれが次のような異なる機能を備えています; 伝送距離と速度, 周波数チャネル, NS. Bluetoothモジュールを選択する際の考慮事項は次のとおりです:
考慮事項 | 説明 | |||||||||||||
標準とプロトコル | 市場で定期的に利用可能な3つのBluetooth標準には、次のものがあります。: 強化されたデータレート (EDR), 最新の低エネルギー (NS) と基本料金 (BR). これらのBluetoothテクノロジーは、一般的なテクノロジーの世界として、常に改善されていることを知っておく必要があります。. したがって、市場で入手可能な最新バージョンも入手することを忘れないでください. 加えて, それらはすべて特定の機能を備えています (長所と短所) したがって, Bluetoothモジュールを選択するとき, 専門家に相談することをお勧めします (あなたが1人でない場合) ニーズに最適な標準とプロトコルを備えたモジュールを決定します. ノート: 選択したBluetoothモジュールは、メーカーが組み込んだ標準以外の他の標準/プロトコルもサポートできる必要があります. | |||||||||||||
周波数帯域 | 一般的, Bluetoothテクノロジー, NS 79 の総周波数チャネル 1 MHz帯域間隔は 2.4 GHzおよび 2.4835 GHz周波数帯. けれど, NS ブルートゥース 4.0 モジュール を採用 低エネルギーBluetooth 低消費電力重視の技術. その結果、BLEの帯域間隔は2MHzになり、 40 周波数チャネル. 必要に応じて、WIFI-Bluetooth機能を1つのモジュールに組み合わせる必要があります, Bluetoothの2.4GHz周波数帯域で機能するWi-Fi周波数帯域802.11b / g /を備えたモジュールを選択してください. 802.11a / h / j / n / ac / p WIFIバージョンを搭載したモジュールが必要な場合は、5GHzの周波数帯域でしかサポートできないため、モジュールの設計により多くの費用がかかる可能性があります。.
| |||||||||||||
伝送距離 | Bluetoothテクノロジーのデータ転送距離は通常短距離です. メートル単位の通信距離に基づいて、Bluetoothモジュールには主に3つの分類があります。. クラス 1: 100 メートルの最大距離 クラス 2: 10 メートルの最大距離 クラス 3: 1-メーター最大伝送距離 それで, ニーズに最適なクラスのBluetoothモジュールを選択してください. それでも, 次のような特定の要因もBluetoothモジュールの伝送距離に影響します; モジュールアンテナとバッテリー, 伝染の材質や状態等. | |||||||||||||
データ通信動作電流と電圧および出力電力 | Bluetoothモジュールの動作電流と電圧は、Bluetoothモジュールのバッテリー寿命を決定する重要な要素です。, 充電寿命等.
Bluetoothテクノロジー, 電力は送信範囲に正比例します.
上記の電力基準に加えて, 選択するモジュールは、地方自治体のスペクトル規制当局の電力要件にも準拠している必要があります.
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マイクロコントローラー | マイクロコントローラーは、Bluetoothモジュールのブレインボックスに例えることができます. これは、ハードウェアの最適化を含む、Bluetoothモジュールの基本的にすべてのプロセスを制御および指示します。, データ通信, データ処理など. したがって, Bluetoothモジュールを選択している間, に注意してください; 価格, 消費電力, 記憶容量, 処理速度, と寸法. と, ニーズに最適なマイクロコントローラーパラメーターを備えたモジュールを選択してください. | |||||||||||||
オペレーティング・システム | 複数のオペレーティングシステムをサポートするBluetoothモジュールの選択, Androidなど, マック, Linux, NS。, さまざまなスマートデバイスで使用できるようにします, Bluetoothモジュールのセットアップと構成プロセスを最適化する. | |||||||||||||
伝送速度 | 異なるBluetoothテクノロジー、したがって, Bluetoothモジュールのエネルギー分類には異なる伝送速度があります. なりました (Bluetooth Low Energy) 技術設計の焦点は電力消費率の最小化にあり、高いデータ伝送速度は通常大きな電力消費を伴うため、高速データ通信には最適ではありません。.
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アンテナとインターフェース | アンテナは、Bluetoothモジュールチップに固定することも、外部に固定することもできます。. ただし、チップ固定アンテナ, サイズがよりコンパクトです (*5* 2.5んん) 幅広い用途に適用できます, それが提供する便利さに加えて. また, アンテナの別の分類は、信号の転送方向に基づいています. 全方向性アンテナ: 信号を送信します 360 度 (全方向に) したがって, より多くの範囲があります. 単方向/指向性アンテナ: 特定の方向にのみデータを送信する. したがって, ニーズに最適なアンテナ仕様のBluetoothを選択してください. と, アンテナとモジュールが地域のスペクトル規制当局によって適切に認定されていることを確認してください. | |||||||||||||
最適な作動温度. | Bluetoothモジュールの一般的および一般的な最適動作温度は、 -400Cから 850NS. けれど, 極端な温度の端で最適に機能することを可能にする保護絶縁および冷却システムを備えた特定のモジュールがあります. |
BluetoothモジュールのRFパフォーマンステスト
間違いなく, Bluetoothを製品(または任意のデバイス)に統合することを計画している人が犯す可能性のある最大の間違いは、, 既製のBluetoothモジュールを購入すると、RFエンジニアが自動的に不要になります. 近年、Bluetoothモジュールの製造元は、モジュールを販売する前に、モジュールに対して非常に広範なRFテストを実行していました。. これらのテストは, もちろん, RFの専門家によって実施.
かもしれない, どのRFテストが実行されたか、または実行されたかどうかを判断するための標準的な指標がないためです。. それで, あなたはあなた自身の個人的なRF専門家を持つのが賢明でしょう. すべてのモノのインターネット接続でBluetoothモジュールのRFパフォーマンスを実行するには. RFパフォーマンステストは、接続の診断と検査に役立ちます, Bluetoothモジュールの伝送品質およびその他の重要なパラメータ.
いくつかの一般的なRFパフォーマンステストには、:
- 変調特性
- キャリア周波数のオフセットとドリフト
- バンド内スプリアスエミッション
- Bluetoothモジュールの出力電力
- 帯域幅サイズ
- 周波数範囲
- モジュールの電力密度
- 帯域外スプリアスエミッション
- レシーバーテスト
NS振動特性
変調特性テストでは、特別なデータパターン値の周波数偏移を使用します (最高および平均) Bluetoothのモジュール送信信号のモーダル機能が正しく機能しているかどうかを判断する. これは、FSK変調品質検査に焦点を当てることによって行われます。.
NSアリエ周波数’sオフセットとドリフト
キャリア周波数のオフセットおよびドリフトテストは、いずれかのホッピングで実行されます, 送信機の送信信号の搬送周波数が指定された範囲内で制御されているかどうかを確認することにより、送信周波数の安定性を判断するための固定モードまたは直接モードの送信周波数.
NSnバンドスプリアス放射
帯域内スプリアス放射は、Bluetooth送信周波数の帯域でホストされるスペクトルスプリアス信号が標準で指定された範囲で機能しているかどうかを判断するために実行されます.
NSluetoothモジュール’s出力電力
Bluetoothデバイスは分類されます, 3つのグループへの電力制限に基づく. 出力電力テストは、Bluetoothモジュールの電力のピークと平均出力電力を決定するためのものです。. 出力電力テストを実施するには. ノート:
- データ通信モードとして固定周波数を設定する必要があります.
- 出力電力テスト用, PRBS信号を送信する.
- テスト信号の持続時間には、プリアンブルとバーストを含める必要があります.
NSandwidthテスト
帯域幅テストは、 20 dB帯域幅テスト. これは、送信信号の放射周波数がでのピーク値よりも低いかどうかを判断するためのテストです。 20 dB, したがって, 干渉を受けにくく、干渉を受けにくいようにします。, 標準要件に準拠.
NS周波数範囲
- 周波数範囲テストは、周波数帯域の送信信号が特定の範囲の制限内に維持されていることを確認するために実行されます.
- 周波数範囲テストは、固定周波数を使用して2つの同時プロセスで実行されます.
- 低帯域 (2399 MHzから 2405 MHz) とハイバンド (2475 MHzから 2485 MHz) スペクトルは両方ともテストされます.
- 次に、範囲は低帯域と高帯域の周波数から推定されます (それぞれfLとfH) 式で (fH-fL)
NS密度テスト
電力密度テストは、Bluetoothモジュールの最大送信可能最大出力電力が標準要件範囲内にあるかどうかを判断します.
ハードウェア
Bluetoothモジュールのハードウェア, Bluetoothnrf5832モジュールのハードウェアのように, 非常に低い電力を使用および消費する非常に柔軟なBluetoothモジュールになります. このBLEモジュールのサイズは10mmx10mm以下です, また、nrf52モジュールの1つであり、そのハードウェア仕様は次のとおりです。:
- これは、nRF52832SoCソリューションを使用するNordicSemiconductorです。 (北欧のnRF52832モジュール)
- そのBluetooth範囲は2Mbpsです, CSA#2を使用, 広告拡張機能
- 64kBのRAM機能を備えた512kBのフラッシュを搭載しています
- サイズと寸法は10.0×10.0×2.0mmです。
- Bluetooth®LowEnergyに最適な柔軟性の高いマルチプロトコルモジュール, Bluetooth®メッシュ, ANT +および2.4GHz超低電力ワイヤレスアプリケーション.
サンプルハードウェアインストール
Bluetoothモジュールハードウェアは簡単にセットアップできます. ハードウェアのインストールで従うべきいくつかのステップは次のとおりです:
回路接続
- Bluetoothモジュールが電圧レギュレータを備えたブレークアウトボードで製造されている場合は、, あなたはからモジュールに電力を供給することができます 3.6 6Vまで.
- それにもかかわらず、データピンの論理電圧レベル, 最適な受信ピンの動作電圧を決定します (通常3.3V).
- Arduino 5V出力送信ピンを確実に接続して、モジュールの焼損に注意してください (TX) モジュールの3.3V出力受信ピンへ (処方箋) それらの間の線で, 分圧器を介して.
- Bluetoothモジュールの3.3V信号は、Arduino 5VTに直接接続できるハイロジックとしても受け入れられます。
- 5VBluetoothモジュールArduino接続がついに完成しました.
サンプルソースコード
インストールプロセス中, Arduinoといくつかの特定のコンポーネントおよびデバイス間の通信を確立する必要があります.
Arduinoボードとスマートフォン間の通信を示す簡単なソースコードは次のとおりです:
これがどのように達成されたか:
- LEDターゲット接続ピンとスマートフォンのデータストレージ変数を最初に定義する必要があります.
- セットアップセクション, とともに 38400 ボーレート (モジュールのデフォルトのボーレート) シリアル通信, LEDピンを出力として定義するには、LEDピンをローに設定します。.
- ループセクションで, 未読であるが読み取り可能なシリアルポートデータが利用可能かどうかを確認します。()関数.
- 上記の手順 (3) Bluetoothモジュールに送信されるステートメントを「true」に設定します
- 読んで()関数, 利用可能なデータを読み取り、それを「状態」変数に転送します.
- 関数「0」とprintln(), それぞれ, LEDをオフにし、文字列「LED: シリアルポート経由でスマートフォンに「OFF」.
- 上記の2行を再実行してください (コマンド) 「状態」変数をにリセットすることによって 0. (ノート: 「LED: 受信した文字が 1; LEDが再び点灯します).
- RXラインとTXラインを抜いて準備完了コードをアップロードします.
利点
- BluetoothとBluetoothデバイスの使用は、ワイヤレスである他のデバイスからの干渉を回避するのに役立ちます.
- 赤外線技術を使用するデバイスよりも広く、はるかに優れた範囲を持っています.
- Bluetooth機能を備えたデバイスとBluetoothデバイス, 一般に, 非常に簡単に入手でき、高価ではありません.
- Bluetoothテクノロジーは、他の多くのデバイスで広く使用および採用されており、デバイス間の相互通信が容易です。.
- Bluetoothを使用して、さまざまな形式のドキュメントやファイルを転送することもできます.
- それは非常に低い電力を使用します.
- 赤外線技術に影響を与える見通し内の問題は、Bluetoothには適用されません。. 物理的な障害物に関係なく、他のデバイスと簡単に接続できます, それがその範囲内にある限り.
NSわー それは機能しますか?
BluetoothテクノロジーとすべてのBluetoothデバイスは、ワイヤーやケーブルを使用せずに相互に接続および通信します. あまり長距離を移動できない電波を利用した無線接続です. 各Bluetoothデバイスには、電源を入れるたびに電波信号を発信するチップが含まれています, および他のBluetoothデバイスはそれを認識して接続し、データの通信と送信を開始できます, ファイルなど. 複数のBluetooth対応デバイスの接続は、ピコネットと呼ばれるものを形成し、それらがすべて範囲内にある場合、それらはすべてシームレスに通信できます。. いつもの, このような接続で, 1つのデバイス(マスターと呼ばれます)は、それに接続されている他のすべてのデバイスを制御します, スレーブと呼ばれます.
NSBluetoothモジュールのタイプ
なりました
なりました (Bluetooth Low Energy) はBLEモジュールの1つであり、BLEArduinoモジュールとしてArduinoボードと互換性のあるBluetoothモジュールの範囲の新しいエントリです。.
ブルートゥース 5 モジュール
ブルートゥース 5 モジュールにはBluetoothが含まれます 5.0 モジュール, ブルートゥース 5.1 モジュールとBluetooth 5.2 モジュールで構成されています:
- nRF52810モジュール
- nRF52811モジュール
- nRF52832モジュール
- nRF52840モジュール
- nRF52833モジュール
ブルートゥース 5 次のTlBluetoothモジュールのサポートプロトコルとしても機能します:
cc2642B1モジュール, cc2540モジュールおよびcc2652モジュール
ブルートゥース 5 モジュールArduinoも言及する価値があります.
ブルートゥース 4 モジュール
これにはBluetoothが含まれます 4.0 モジュール, ブルートゥース 4.1 モジュールとBluetooth 4.2 モジュールとこれらは高性能で低エネルギーのモジュールのグループであり、BTを構成します 900 シリーズ, BL600シリーズとTiWI-UB1およびTiWI-UB2.
ブルートゥース 2 と 3 モジュール
これらはオーディオとデータのBluetoothモジュールのみです.
NSBluetoothモジュールの主な分類
クラス 1: 距離範囲が 100 メートルと100mWの出力を提供します
クラス 2: 距離範囲が 10 メートルと2.5mWの出力を提供します
クラス 3: 距離範囲が 10 センチメートルと1mWの出力を提供します
OBluetoothの操作モード
- スタンバイモード: これは、Bluetoothデバイスの最初の状態であり、デバイスの電源がオンになっていて、まだ接続されていません。. 通常はスキャンして、周囲のBluetooth信号を認識して受信できるかどうかを確認します。.
- 照会モード: 信号をスキャンする過程で, 認識可能な信号を受信した場合, 次に、信号を送信し、接続用に選択する利用可能な接続のリストを提供します. いずれかを選択した場合, Bluetoothデバイスとの接続を承認または拒否するために、メッセージまたはプロンプトがデバイスに送信されます.
- アクティブモード: 2つのデバイスが接続されたとき, これでアクティブモードになり、送信をリッスンします.
- スニフモード: このモードでは, スレーブデバイスは、マスターデバイスからのコマンドまたは命令をリッスンします.
- ホールドモード
- パークモード: 彼らはまだ所有者に接続されています, 時々聞いているがトラフィックに参加していない.
NSマイクロコントローラーとインターフェースするluetoothモジュール
簡単でシームレスなBluetooth通信のために, Bluetoothモジュールは通常マイクロコントローラーで使用され、最も一般的で広く使用されているマイクロコントローラーは 8051 コントローラ. 初め, TXピンとRXピンの両方を適切なそれぞれの接続に接続する必要があります.
適切な接続後, これはスマートフォンでLEDを制御するための小さなコードです. プログラムはこれらのことを行うことを目指します:
- でUART通信を初期化します 8051 コントローラ
- Bluetoothモジュールとの間で情報とデータを送受信します
#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");
}
}
NSBluetoothモジュールのほとんど
BluetoothのようなBluetoothモジュールの価格 5.0 モジュールはモジュールタイプによって大きく異なります, ブランドおよびその他の要因. 最もよく機能し、最も手頃なBluetoothモジュールを選択するために, 価格にも影響を与える可能性のある考慮すべきいくつかの要因があります:
- 電力と消費電力: ほとんどの人は一般的に消費電力が最も少ないものを購入して利用したいと思うので、これはBluetoothモジュールの重要な要素です。.
- 送信範囲: 古いBluetoothモジュールの送信は低くなりますが、新しいBluetoothモジュールは.
- サプライヤー: 異なるサプライヤーが同じアイテムに対して異なる価格を提供するため、これは重要です. 一部のベンダーは、同じ製品に対して競合他社よりも一般的に低価格を提供することが知られています, ですから、それを念頭に置いて、高品質の製品を低価格で一貫して提供していることを示した人々をひいきにするのは良いことです。.
BluetoothでArduinoを制御する
ArduinoボードはBluetoothで制御できます。その方法は次のとおりです。. 初め, あなたが必要になるだろう:
- Arduinoボード
- Bluetoothボード
- Bluetooth機能を備えたコンピューターまたはスマートフォン.
これには3つの部分があります, これはAndroidデバイスです (スマートフォン), BluetoothモジュールトランシーバーとArduino, これらはすべて直列に接続されています. 必要な機能を実行するために、Arduinoに送信されるコードがチェックされ、指示と結果に従って実行されます.
初め, ArduinoボードをBluetoothモジュールに正しく接続する必要があります. 接続が多すぎないので, ArduinoとBluetoothモジュール間の接続は比較的簡単です. 接続は以下の通りです:
Arduinoピン Bluetoothピン
処方箋 (ピン 0) TX
TX (ピン 1) 処方箋
5V VCC
GND GND
接続が完了したら, 次のステップは、ArduinoIDEソフトウェアを使用して次のコードをArduinoにアップロードすることです.
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
}
}
スマートフォンをBluetoothモジュールとArduinoに接続する
次に、Androidアプリケーションをダウンロードし、デバイスをBluetoothモジュールとペアリングする必要があります.
それで, あなた:
- Arduinoの電源を入れてBluetoothモジュールをオンにします.
- スマートフォンをスキャンして利用可能なデバイスを探します.
- デフォルトのパスワードを入力して、スマートフォンとモジュールをペアリングします 1234 また 0000.
- AndroidデバイスにLEDアプリケーションをインストールします.
- ターゲットを開く
- ペアリングされたデバイスをクリックします
- 次に、利用可能なリストからBluetoothモジュールを選択します.
- 正常に接続した後, [オンとオフ]ボタンをクリックして、LEDがオンとオフに切り替わったかどうかを確認します.
- それで, Bluetoothモジュールを切断できます.
Bluetoothを介したArduinoUNOとPC間の通信
PCまたはラップトップを使用してBluetoothを使用してArduinoを制御することは、携帯電話を使用することと非常に似ています。. 少なくとも最初の段階は. Bluetooth経由でPCを使用してArduinoと通信するには:
- Arduinoの電源を入れてBluetoothモジュールをオンにします.
- ラップトップ/ PCをスキャンして利用可能なデバイスを探します.
- デフォルトのパスワードを入力して、PCをモジュールにペアリングします 1234 また 0000.
- PCで、ロケーションにあるエンティティ「Standard Serial overBluetoothlink」の外観を確認します。; デバイスマネージャ, ポートの下 (と & LPT).
- それで, BluetoothモジュールのLEDライトを回して、Bluetooth経由でPCとArduino間の通信をテスト実行します オン また オフ.
これがどのように達成されたか
- 付属のシリアルライブラリから作成したシリアルオブジェクトを介したシリアル通信を有効にします.
- LEDステータスを定義する, 特定の文字列変数.
- プログラムのウィンドウサイズで設定されたセットアップセクションでシリアル通信を開始します.
- PCのマネージャーにあるCOMポート番号を試してください.
- 文字列「LED」のいずれかを受け取ります: Arduinoからの「OFF」または「LEDON」は、シリアルポートのバッファリングを示し、したがって, 新しいライン形成.
- ループセクションで, シリアルで未読だが読み取り可能なシリアルポートデータの可用性を確認します. 利用可能() 関数.
- 読み取り文字列を使用して() 関数は利用可能なデータを読み取ります. (これは「LED: オフ」または「LED: オン")
- グラフィックを構成およびカスタマイズする (背景色, サイズ, NS。) 絶えず繰り返されるメインドローを備えたプログラムの機能() 関数.
- rectで必要な2つのボタンをスケッチします() 関数.
- テキスト付き() 関数, LEDステータス文字列と他のすべての必要なテキストを印刷します.
- 最初の「if」ステートメントを使用する, ボタンの機能をアクティブにし、Arduinoが文字「1」を受け取るように「ターンオン」ボタン領域を制限します, 「TURNON」ボタンを押すと同時にLEDをオンにする.
- ボタンを押すたびに強調表示されるようにボタンを構成します.
- 「ターンオフ」ボタンに対して「ターンオン」プロセスを繰り返します。.
- [実行]ボタンをクリックして、プログラムをアクティブにします.
- BluetoothモジュールのLEDライトが2秒間隔で点滅している場合は、デバイスがモジュールとペアリングされていることを示します.
どのモジュールが最も高い範囲を持っているか?
北欧のNrf52モジュールの1つである北欧のnRF5232モジュール, そして北欧のBluetoothモジュールは一般的に約の範囲を持っています 1120 メートル -1140 すべてのBluetoothの中でメートル 5 モジュールと今のところ最長の範囲を持っています. しかし将来的には, 技術が発展するにつれて, 間違いなく、より広い範囲のモジュールがあります.
NS接続されたAppleデバイスでBluetoothモジュールを設定する
これは難しいプロセスではなく、5分未満で実行できます. また、高度な知識は必要なく、初心者でも可能です。. これは簡単な手順で実行できます:
- メニューバーに表示されるBluetoothアイコンを有効にする
- 起動アイコンをクリックします, 次に、システム環境設定をクリックして、Bluetoothを選択します
- その後, マウスを[Bluetoothをメニューに表示]に移動し、チェックボックスをクリックします
- シフトボタンを押し続けます, オプションキーと一緒に、メニューバーの隅にあるBluetooth記号をクリックします.
- 表示される[デバッグ]サブメニューを見つけて、その上にマウスカーソルを置きます。.
接続されているBluetoothデバイスに問題がある場合, デバッグメニューからBluetoothモジュールを完全にリセットできます. これにより、Bluetooth構成が消去されます, Bluetoothハードウェアをリセットする, 接続されているBluetoothデバイスをすべて切断します.
Appleデバイスへの接続の問題を解決したい場合, 2番目のメニューを試す.
NSローブBluetoothモジュール市場
Bluetoothモジュール市場はまだ成長しており、それ以上の価値があります $800 最近では百万 2020 まだ成長し、到達することが期待されています 1.2 年間10億ドル 2026. 市場はさまざまなカテゴリに分かれています:
モジュール別
モジュールによると, 市場は3つに分けることができます;
- Bluetooth Low Energy (なりました) モジュール市場は低電力Bluetoothモジュールを提供します, 超低電力BLEモジュール, 最小のBLEモジュールと同様に.
- デュアルモードBluetoothモジュール市場
- クラシックBluetoothモジュール市場
地域/地理的位置別
市場は地域ごとに次のように分割されます:
- 北米, これには米国とカナダが含まれます
- 英国を含むヨーロッパ, ドイツ, フランス, イタリア, スペイン
アジア太平洋, これには中国が含まれます, インド, 日本, 韓国
- ラテンアメリカ, ブラジルを含む, アルゼンチン, とメキシコ
- 中東とアフリカの国々からなる中東とアフリカ.
NSluetoothメッシュモジュール
Bluetoothメッシュモジュールは、BLEよりもネットワーク的に広範囲にわたるBluetoothモジュールの一種です。 (Bluetooth Low Energy). そのテクノロジーは、相互接続された多数のデバイス間でBluetoothを介した通信を可能にし、以前のモジュールをアップグレードしたものです。. 非常に信頼性が高く、送信されたデータや情報が常に目的の宛先に確実に届くように設計されています。, その印象的なセキュリティによって複合. Nordicは、nRF52シリーズのような一連のシリーズを提供しています, Bluetoothなどの開発キットと一緒に 5.1 開発キット??- Bluetoothメッシュモジュール用.
Bluetoothメッシュは、さまざまな市場で使用でき、相互に通信するために接続された非常に多くのデバイスを必要とするモノのインターネットで使用されます。. BluetoothメッシュモジュールはBluetoothLow Energyでも動作し、改善およびアップグレードできます, チップで利用可能なメモリのタイプとサイズによって異なります.
Bluetoothメッシュモジュールの利点のいくつかは次のとおりです。:
- ビルディングオートメーションにおける産業および商業レベルのソリューション.
- フルスタック実装の結果としてのデバイス間の相互運用性, 相互運用性ツールとプロセス, 相互運用性と通信に固有のアプローチと同様に.
- 非常によく知られています, 特定の基本的なニーズを満たし、製品に大きな価値と機能を提供する、信頼できる信頼できるテクノロジー.
Bluetoothメッシュネットワーキング製品の構築に興味がある場合, 互換性のあるハードウェアとソフトウェアが必要です. Bluetoothメッシュネットワークには、基盤となるBluetooth LE4.Xまたは 5.0 スタック, これは、通知パケットを通知およびスキャンするためのGAPブロードキャスターおよびオブザーバーの役割をサポートします.
BluetoothLEでBluetoothメッシュネットワークプロトコルを使用するには, BluetoothモジュールプロバイダーのSDKを使用することをお勧めします, Bluetoothメッシュネットワークプロトコルと対応するAPIが含まれています.
Bluetoothメッシュモジュールは次のレイヤーで構成されています:
- ベアラーレイヤー: このレイヤーは、基礎となるBLE仕様の抽象化を上位に向けて定義します。これらの抽象化はキャリアと呼ばれ、ネットワークに情報を取り込むために使用される情報キャリアを表します。.
- ネットワーク層: この層は、すべてのレベル間のリレーとセキュリティを担当します.
- トランスポート層: このレイヤーは、あるポイントまたは1つのデバイスから別のデバイスへのメッセージの分解と転送を処理します
- アクセスレイヤー: これにより、メッセージが目的の宛先に到達し、アクセスできるようになります。.
- 財団モデルレイヤー
最高のBluetoothモジュールを選択するために, あなたはあなたを助けるために私達に連絡することができます.