BLE モジュールとは何ですか、またどのように機能しますか?

六月 27, 2024
IoTの基本, モジュール

Bluetoothの進化 4 Bluetooth Low Energy テクノロジーの到来. これらのコンパクトでありながら非常に効率的な BLE モジュールは、ワイヤレス革命の触媒となりました. エネルギー効率が高いため、物理世界とサイバー世界の間の架け橋として機能します。. フィットネスバンドからホームオートメーション機器まで, BLE モジュールは日常生活のいたるところに普及しています. しかしながら, その可能性は家庭用電化製品に限定されず、ヘルスケアなどのさまざまな分野にわたって革新的なソリューションを提供します。, IIoT, と資産管理. このガイドは、BLE モジュールの機能とその使用法を理解するのに役立ちます。, プロジェクトに適切な BLE モジュールの選択を支援します.

BLEモジュールとは何ですか

Bluetoothモジュール埋め込まれたプリント基板アセンブリです (PCBA) Bluetooth ワイヤレス通信機能を統合. これらのモジュールは、Bluetooth チップと周辺ハードウェア回路を単一の PCB 上に結合します。, デバイス内に必要な Bluetooth 機能を実装するために開発されたカスタムファームウェアを使用. Bluetoothモジュールのピン配置は、その役割や用途に応じて異なります。. マイクロコントローラーユニットとのインターフェースにより (MCU) 適切なインターフェースを通じて, これらのモジュールによりデータ送信が可能になります, Bluetooth通信規格への準拠, およびネットワーク機能.

Bluetooth低エネルギー (なりました) 水管理から作物や家畜の監視まで, Bluetooth スマートモジュールとも呼ばれます, Bluetooth をサポートする特定のタイプの Bluetooth モジュールです。 4.0 仕様以降のバージョン. BLE モジュールの主な特徴は、低消費電力とコスト効率の高い実装です。, そのため、リアルタイム要件は厳しいが、データ速度の要求はそれほど高くないアプリケーションに最適です。. これらのアプリケーションにはリモートコントロールデバイスが含まれます (マウスやキーボードなど), センサーデータの送信 (例えば, 心拍数モニター, 血圧計, 温度センサー), およびその他の同様の使用例.

Bluetooth モジュールの複数の役割

Bluetooth 通信とは、2 つの Bluetooth モジュールまたはデバイス間の通信を指します。. データ通信中, 一方の当事者がマスターまたは中心である, そしてもう一人は奴隷です (周辺). マスターとスレーブは接続を確立した後でのみデータを送受信できます。. BLEモジュールの主な役割は以下の通りです。:

マスター: デバイスのスキャンと接続リクエストの開始を担当します。. 接続を確立した後, それがマスターになる.

スレーブ: ブロードキャストを担当し、マスターからの接続要求の受信を待機します。. 接続を確立した後, それは奴隷になる.

放送局: 周囲のデバイスに定期的にデータをブロードキャストします.

観察者: ブロードキャストデータをリッスンするか、周囲のデバイスを検索しますが、接続を開始できません.

さらに, Bluetooth モジュールはさまざまな動作モードをサポートします: マスターデバイスモード, スレーブデバイスモード, マスター/スレーブ結合モード, ブロードキャストモード, メッシュネットワークモード, オブザーバーモード, および iBeacon モード.

Bluetooth プロトコルスタックはデバイスの役割範囲を制限しません; 同じ BLE モジュールはマスターとスレーブの両方として機能できます. 用語 “マスターとスレーブの組み合わせ” BLE デバイスが接続を開始し、受動的に接続できることを意味します, 各 BLE デバイスがピアとなる. さまざまな動作モードを通じて, BLE モジュールは複数の役割を果たすことができます, さまざまなアプリケーションシナリオのニーズに適応する.

間の違いブルートゥースモジュールそして BLEモジュール

実際には, Bluetooth Low Energy モジュールは Bluetooth モジュールの一種です. プロトコルごとに分類した場合, Bluetooth モジュールはクラシック Bluetooth モジュールに分類できます (BT) および Bluetooth Low Energy モジュール (なりました).

クラシック Bluetooth モジュール (BT): 通常は、以下の Bluetooth バージョンをサポートするモジュールを参照してください。 4.0, 通常、音声などの大規模なデータ伝送に使用されます。, 音楽, より高いデータレート. クラシック Bluetooth モジュールは、従来の Bluetooth モジュールと高速 Bluetooth モジュールにさらに分類できます。. 従来の Bluetooth モジュールは、 2004, 主にBluetoothをサポート 2.1 プロトコルであり、スマートフォンブーム時に広くサポートされました. 高速 Bluetooth モジュールが導入されました 2009, 約24Mbpsの速度で, 従来の Bluetooth モジュールより 8 倍高速, ビデオカメラと HDTV などのデバイス間のデータ転送に適しています, PC から PMP へ, および UMPC からプリンタへ.

Bluetooth Low Energy モジュール (なりました): Bluetooth をサポートするモジュールを指します。 4.0 以降のバージョン, BLEモジュールとも呼ばれます. Bluetooth低エネルギー従来の Bluetooth の基盤に基づいて構築された新世代のテクノロジーですが、従来の Bluetooth モジュールとは異なります. BLEモジュールの主な特徴は超低消費電力と低コストです。, ただし、データ転送速度は低くなります.

注目に値するのは、Bluetooth 4.0 標準には、従来の Bluetooth モジュールと Bluetooth Low Energy モジュールの両方の部品が含まれています, デュアルモード標準にする.

適切なものを選択するための要素なりましたモジュール

実際、市場には数多くの BLE モジュールがあります, しかし、プロジェクトに最適なものをどのように選択すればよいでしょうか? 役立つかもしれない選択に関する推奨事項をいくつか紹介します:

消費電力は重要な指標です: 医療用ウェアラブルなどのアプリケーションはバッテリー寿命に敏感です, したがって、スタンバイおよび動作時の消費電力を優先する必要があります.
必要なデータ速度を決定する: Bluetooth 4.X プロトコルの理論上の最大値は 1Mbps, 5.X は 2Mbps に達します; スループット要件に基づいて選択する.
屋内または屋外のアプリケーションシナリオ: 屋外での長距離通信用, RF電力とアンテナの設計に注意してください.
インターフェースの一貫性をチェックする: USB/UART/SPI/I2Cとの互換性を確保, 等, およびプロトコルスタックのサポート.
“マスターとスレーブの組み合わせ” 柔軟性: マスターとスレーブの両方の役割が必要な場合, 機能スペックはもっと高いほうがいい.
予算とコストとパフォーマンスのバランスを取る: Nordic/TI/Cypress などの主流ベンダーは、より安定した製品を提供していることがよくあります。, ホワイトラベルモジュールはより手頃な価格ですが、.
サプライヤーの資格とサポート: 供給サイクルの検証, ドライバーソフトウェアのサポート, 顧客サービス, テストレポート, 等.

サプライヤーを参照できます’ ソフトウェアおよびハードウェアのドキュメントの完全性を理解するための公式 Web サイト, SDK ツールキットのオープン性, 技術フォーラムで顧客からのフィードバックや関連する評価をオンラインで検索します.

上記の共通基準に加えて、, メッシュネットワーキングや iBeacon などの一部の特殊なシナリオでは、事前に評価して計画する必要がある他の特定の要件がある場合があります。. とにかく, プロジェクトに最適な選択をするには、患者の調査と比較が必要です.

に関するよくある質問なりました水管理から作物や家畜の監視まで

Q: BLEモジュールの価格はいくらですか?

競争の激化と技術の進歩により、BLE モジュールのコストは時間の経過とともに低下しています. CSRのようなブランドで, ダイアログ, と北欧が市場に参入, BLEモジュールの価格が下がりました.

基本的な BLE モジュール: $2 – $10
ミッドレンジ BLE モジュール: $10 – $25
ハイエンド BLE モジュール: $25 – $50+

Q: BLE とクラシック Bluetooth は相互運用できますか?

番号, 直接相互運用することはできません. BLE とクラシック Bluetooth は異なるコアモードを使用しており、互換性がありません. しかしながら, の中に 4.0 仕様, マッピングチャネルを確立して、同じアプリケーションを共有できるようにすることができます。.

Q: BLEモジュールの伝送範囲はどれくらいですか?

BLE モジュールの一般的な屋内伝送範囲は次のとおりです。 10-30 メートル, 理論上の屋外範囲は約 100 メートル. 実際の範囲はモジュールの電力などの要因によって異なります, アンテナ設計, および環境干渉.

Q: BLE モジュールはどのようにして低消費電力を確保するのか?

BLEはさまざまな省電力メカニズムを採用しています, 高速ループなど, 通信時間の使用率を大幅に削減, スレーブのスリープ時間の延長, 等, 消費電力を数ミリアンペア、さらには数十マイクロアンペアまで制御可能.

Q: BLE モジュールはネットワーク通信に使用できますか?

確かに, BLE モジュールに基づく一般的なワイヤレスネットワーキングテクノロジには Bluetooth メッシュネットワークが含まれます, 線形トポロジーメッシュネットワーク, もっと.

によって書かれた -

ヘンリー・ヒー

ヘンリー, 当社のR部門の経験豊富なプロジェクトマネージャー&D部門, 豊富な経験をMOKOSMARTにもたらします, 以前はBYDでプロジェクトエンジニアを務めていた. R に関する彼の専門知識&D は、IoT プロジェクト管理に総合的なスキルをもたらします. しっかりした背景が広がっている 6 プロジェクト管理に長年携わり、PMP や CSPM-2 などの認定を取得, ヘンリーは営業全体の調整に優れています, エンジニアリング, テスト, とマーケティングチーム. 彼が参加した IoT デバイスプロジェクトには、Beacon が含まれます, LoRaデバイス, ゲートウェイ, そしてスマートプラグ.

ヘンリー・ヒー

この投稿を共有