Mis on ESP32 Bluetooth
Bluetooth on raadiotehnoloogia, mis edastab andmeid sagedusalas 2,4 GHz. Nende andmepakettide edastamiseks on määratud 79 kanalit, millest igaühe ribalaius on 1 MHz. ESP32 Bluetooth võimaldab ühendada mitu seadet, nagu mobiiltelefonid, arvutid, andurid ja palju muud.
Bluetoothi tüübid ESP32-s
Kui rääkida Bluetoothi tüüpidest, peaksime meeles pidama Bluetoothi energiatarbimist, sest see on Bluetooth-tehnoloogia jagunemise peamine põhjus. ESP32 on väikese võimsusega IoT-põhine mikrokontrolleri plaat, mille võimsust tuleb hoida nii madalal kui võimalik.
Bluetooth-tehnoloogia käivitamisega on siiani selle tehnoloogia sees mitmeid täiustusi ja taasloomine. Sõltuvalt energiatarbimisest Bluetoothi, saame selle jagada kaks tüübid:
Bluetooth Classic ESP32-s
Bluetooth Classic on Bluetooth-tehnoloogia põhi- või esimene variant, mis on siin olnud viimased 20 aastat. See on traadita LAN-tehnoloogia, mis töötab 2,4 GHz sagedusaladel ja Bluetoothi klassika võib andmeedastuskiiruse alusel jagada kahte tüüpi:
- Põhimäär (BR) : see on standardne raadiomodulatsioon, mille andmeedastuskiirus on 1 MB/s. Seda kasutatakse heli ja mõnikord ka video edastamiseks.
- Täiustatud andmeedastuskiirus (EDR) : see võeti kasutusele andmeedastuskiiruse suurendamiseks 1 MB/s-lt 3 MB/s-le, mis võimaldab tal töötada tipptasemel CODEC-idega.
Nii Bluetooth Classic kui ka BLE töötavad sagedusalas 2400–2483,5 MHz ISM 2,4 GHz sagedusalas. Klassikaline Bluetooth-side toimub aga ühe 79 kanalist, teisest küljest on BLE-l ainult 40 määratud kanalit.
Bluetooth Classicu kõrge andmeedastuskiirus aitab sellel edastada kvaliteetset heli, mis pole BLE-s võimalik. Punkt-punkti sidet toetav Bluetooth Classic on muutunud heli voogesituse, kõrvaklappide ja autosiseste meelelahutussüsteemide standardiks.
Järgmised on mõned Bluetooth Classicu peamised rakendused:
- Failide ülekandmine seadmete vahel
- Käed-vabad helistamine
- Juhtmeta kõlarid
- Juhtmeta peakomplektid
- Juhtmeta klaviatuurid ja printerid
Bluetooth Low Energy (BLE) ESP32-s
BLE (Bluetooth Low Energy) ehk Bluetooth 4.0 on põhilise Bluetoothi tehnoloogia täiendatud versioon, mis tuli turule 2011. aastal. Alates nimest SAI võime järeldada, et see on Bluetooth-tehnoloogia madala energiatarbega versioon. BLE tarbib väga vähem energiat ja sobib suurepäraselt sellistele plaatidele nagu ESP32.
Erinevalt Bluetooth Classicust ei jää see kogu aeg sisse, vaid läheb unerežiimi ja lubab ainult ühenduse loomisel, aitab see üsna palju energiat säästa. Oma vähese energiatarbega ESP32 suudab anduritelt väikeseid andmemahtusid vahetada ilma lisavõimsuseta. Kuna see võib töötada pikka aega, tarbides väga vähe energiat.
Siin on BLE rakenduste loend:
- Vererõhu jälgimine
- Treeningseadmed
- Seireandurid
- Geopiirde reklaam
- Kodu turvaandurid
- IoT-põhised rakendused
Bluetooth Classic ja Bluetooth Low Energy lühike võrdlus
Peamine erinevus on selles, et Bluetooth tarbib palju energiat ja edastab kvaliteetseid andmeid, samas kui Bluetooth Low Energy ei pea suuri andmeid vahetama ja võib töötada akudega aastaid. Arutame erinevate parameetrite põhjal võrdlust.
Energiatarve
Bluetoothi vähese energiatarbimise põhiomaduseks on madal energiatarve, kuna see võimaldab seadmetel töötada rohkem kui aasta, kasutades ainult ühte nööppatarei. See juhtub seetõttu, et BLE-seadmed jäävad kogu aeg puhkeolekusse ja ärkavad alles siis, kui andmeid on vaja edastada. Maksimaalne voolutarve on ainult 15 mA.
BLE – võitja
Seadme ulatus
Kui rääkida Bluetoothi levialast, on võitjaks Bluetooth Classic, kuna selle vastane tarbib väga vähem energiat, mis võimaldab sellel töötada pikema aja jooksul ühes rakus, kuid see funktsioon vähendab Bluetoothi seadmete leviala. Seega, kui keegi vajab pikemat leviala, peab ta kaaluma Bluetoothi klassikalist.
Klassikaline Bluetooth – võitja
Läbilaskevõime
Bluetooth Low Energy tegelik andmeedastuskiirus on umbes 100–250 Kbps võrreldes klassikalise Bluetoothiga, mis on umbes 2 Mbps. Seetõttu ei saa BLE abil kvaliteetseid heli-video andmeid edastada. Klassikaline Bluetooth on õige tee. Madala võimsuse ja latentsusega andmeedastuse jaoks sobib aga kõige paremini BLE.
Klassikaline Bluetooth – võitja
Maksumus
BLE seadmed on võrreldes Bluetooth Classicuga seadmetega palju odavamad. See on võimalik, kuna BLE on mõeldud väikese energiatarbimisega rakenduste jaoks ja seetõttu on sellel väiksem andmeedastuskiirus ja -kiirus. Teisest küljest on Bluetooth Classicul keerulised protokollid, mis nõuavad andmete edastamiseks suuri patareisid ja on seetõttu suhteliselt kallid.
BLE – võitja
Masteriga ühendatud orjade arv
BLE-seadmed toetavad teiste versioonidega võrreldes suuremat arvu alluvaid seadmeid. Kõik sõltub BLE rakendamisest ja mälumahu olemasolust seadmetes.
BLE – võitja
Ühenduse seadistamise kiirus
BLE-d on lihtne seadistada, see on vastupidav ja töökindel. Nagu enamik meist kannab klassikalisi Bluetoothi nutiribasid. Sujuv ühenduvus nutiriba ja nutitelefoni vahel on võimalik ainult tänu BLE-le. Kõik need nutiseadmed hoiavad teiste seadmetega pikemat aega ühenduses ainult tänu BLE-le.
Samuti on enamik madala energiatarbega Bluetoothi funktsioone võetud klassikalisest Bluetoothi tehnoloogiast, näiteks adaptiivne sagedus. BLE nagu Classic Bluetooth kasutab sama tehnoloogiat mitte ainult seadmete sidumiseks, vaid pakub ka täiustatud turvaautentimist ja andmete krüptimist. Kõik need funktsioonid muudavad BLE klassikalisest Bluetoothist usaldusväärsemaks.
Sellest võrdlusest võime järeldada, et BLE ületab enamikus mõttes klassikalise Bluetoothi. Kuid lõpuks sõltub kõik kasutusest ja kasutaja eelistustest, kas kasutada BLE-d või klassikalist Bluetoothi.
BLE – võitja
Siin oleme loonud Bluetooth Classicu ja BLE lühikese võrdluse:
| Tunnusjoon | Klassikaline Bluetooth | Bluetooth madala energiatarbega (BLE) |
|---|---|---|
| Andmeedastuskiirus | 1Mbps B jaoks 2-3Mbps EDR jaoks | Kuni 1Mbps |
| Energiatarve | Kõrge (kuni 1 W) | Madal (0,01 W–0,5 W) |
| Heli voogesitus | Enamikus seadmetes kasutatav originaalheliprotokoll | Uus LE heliprotokoll asendab klassikalise protokolli madala energiavajaduse ja hõlpsasti käsitletava tõttu |
| Vahemik | Piiratud ulatus 10m – 50m | Bluetooth 5.0-s kasutusele võetud pikk ulatus kuni 1 km vaateväljas |
| RF ribalaius | 2,4 GHz ISM-sagedus (2400–2483,5 MHz) | 2,4 GHz ISM-sagedus (2400–2483,5 MHz) |
| Kanalite arv | 79 RF-kanalit, igaüks 1 MHz | 40 RF-kanalit, igaüks 2MHz |
| Modulatsioonitehnika | GFSK põhiandmete roti 8-DPSK jaoks või π/4-DQPSK täiustatud andmeedastuskiiruse jaoks | GFSK |
| Topoloogia | Peer to peer (1:1) | Võrdõigusvõrk (1:1) Tähtede topoloogia (palju:1) Ülekanne (1:palju) Võrk (palju:palju) |
Järeldus
ESP32-l on kaks Bluetooth-tehnoloogiat, millel on nii klassikaline kui ka madala energiatarbega Bluetoothi versioon. Bluetooth Classic on Bluetoothi põhivariant, mis tarbib rohkem energiat, samal ajal kui Bluetooth Low Energy on suunatud vähese energiatarbega rakendustele, näiteks anduritelt korrapäraste ajavahemike järel andmete vahetamiseks. See artikkel hõlmab mõlema ESP32 Bluetoothi tehnoloogia põgusat võrdlust.