Technologia Bluetooth Smart, znana także pod nazwą Bluetooth Low Energy lub BLE, jest obecnie najbardziej niskomocowym rozwiązaniem dla komunikacji bezprzewodowej na rynku. W ciągu nieco ponad pięciu lat zyskała ona status preferowanej metody transmisji bezprzewodowej między dwoma urządzeniami o niewielkim zużyciu mocy i małych rozmiarach. Miliardy urządzeń Bluetooth Smart Ready obecnych na rynku pokazują, że lista zastosowań protokołu jest niemal nieograniczona – znajduje się na niej wszystko od niepozornego tostera kuchennego do luksusowych samochodów.
Wybór konkretnego rozwiązania Bluetooth Smart odpowiedniego dla aplikacji wymaga uważnego sprawdzenia kilku atrybutów: wymiarów, specyfikacji elektrycznej, wymaganej funkcjonalności, dostępności narzędzi programistycznych i pomocy technicznej.
Najważniejszą decyzją jest wybór typu urządzenia – gotowego modułu lub układu scalonego. Typowy moduł składa się z urządzenia Bluetooth Smart z wbudowanym stosem protokołów na płytce, zewnętrznych elementów tupu kondensatory, oporniki i pamięć, a także z anteny. Antena może występować w postaci scalonej, ścieżki PCB lub wyjścia RF. Małe rozmiary nowych urządzeń, takich jak aparaty słuchowe, wymagają obudów mniejszych, niż 3 x 3 mm (obrazek 1.) zamiast modułów. Jednak w wielu zastosowaniach rozmiar modułu nie jest przeszkodą.
Decydującym czynnikiem często jest cena. Zazwyczaj zaleca się, aby klienci produkujący w ciągu roku (EAU) mniej, niż 150.000 urządzeń korzystali z modułów. Zalety użycia modułu są następujące:
- Krótki czas wprowadzenia produktu na rynek,
- Gwarantowana jakość produktu,
- Międzynarodowe certyfikaty dotyczące emisji elektromagnetycznej, takie jak FCC,
- Podczas tworzenia prototypu potrzebnych jest mniej radiowych przyrządów testowych i innych zasobów.
Certyfikaty dotyczące emisji elektromagnetycznej w większości przypadków wciąż będą wymagane dla produktu końcowego, ale projektant może być pewien uzyskania ich w pierwszym podejściu, stosując certyfikowany moduł zgodnie z zaleceniami producenta. To samo dotyczy testów zgodności grupy Bluetooth Special Interest Group (SIG). Gotowe do użycia implementacje oprogramowania dostarczane przez producentów modułów również pozwalają ograniczyć koszty projektowania i skrócić czas wprowadzenia produktu na rynek.
Oczywiście inżynierowie są również zainteresowani porównaniem specyfikacji elektrycznej. Kluczowe parametry pozwalające porównać rozwiązania Bluetooth Smart to moc wyjściowa, efektywny zasięg i rodzaj anteny, średni i maksymalny pobór prądu, moc obliczeniowa wbudowanego mikrokontrolera i rozmiar oraz typ pamięci przeznaczonej na aplikacje, profile i usługi.
Specyfikacja Bluetooth ogranicza maksymalną moc emitowaną przez nadajnik radiowy do +10 dBm, ale wielu producentów przyjmuje niższą wartość, aby ograniczyć średni pobór prądu. Typowo spotykane są wartości maksymalne +7 dBm, +3 dBm lub 0 dBm.
Niektóre urządzenia zapewniają zmienną moc wyjściową nawet do poziomu -20 dBm. Jest to użyteczne w zastosowaniach o zasięgu ograniczonym do kilku centymetrów podczas bezpiecznego parowania urządzeń, na przykład w przypadku zamków bezprzewodowych (poniżej).
Bardziej typowy zasięg modułu Bluetooth Smart to 25…100 m. Warto pamiętać, że efektywna przepustowość łącza maleje wraz ze wzrostem zasięgu. Maksymalny zasięg zależy od warunków otoczenia, mocy wyjściowej, czułości odbiornika, rodzaju anteny i właściwości innych węzłów w sieci.
Ważnym parametrem jest pobór prądu. Porównując specyfikacje konkurencyjnych urządzeń należy obliczyć sumę mocy średnich dla każdego odcinka czasu, w którym urządzenie będzie aktywne. Prąd maksymalny w trybie nadawania i transmisji jest ważny, ale równie ważny jest pobór prądu w trybie uśpienia i obniżonego poboru mocy – zwłaszcza w przypadku tagów, które używają pakietu zgłaszającego do nadawania informacji.
