Kas yra „Bluetooth“ ESP32
Bluetooth yra radijo technologija, perduodanti duomenis 2,4 GHz dažniu. Šiems duomenų paketams perduoti yra 79 kanalai, kurių kiekvienas yra 1 MHz dažnių juostos pločio. ESP32 Bluetooth leidžia prijungti kelis įrenginius, tokius kaip mobiliuosius telefonus, asmeninius kompiuterius, jutiklius ir daugelį kitų.
„Bluetooth“ tipai ESP32
Kalbant apie „Bluetooth“ tipus, turėtume nepamiršti „Bluetooth“ energijos suvartojimo, nes tai yra pagrindinė „Bluetooth“ technologijos padalijimo priežastis. ESP32 yra mažos galios daiktų interneto mikrovaldiklio plokštė, kurioje turime išlaikyti kuo mažesnę galią.
Pradėjus naudoti „Bluetooth“ technologiją, iki šiol yra daugybė šios technologijos patobulinimų ir atkūrimo. Priklausomai nuo energijos suvartojimo Bluetooth galime jį suskirstyti į du tipai:
„Bluetooth Classic“ ESP32
„Bluetooth Classic“ yra pagrindinis arba pirmasis „Bluetooth“ technologijos variantas, kuris buvo čia per pastaruosius 20 metų. Tai belaidžio LAN technologija, veikianti 2,4 GHz dažnių juostose, o „Bluetooth classic“ pagal duomenų perdavimo spartą galima suskirstyti į du tipus:
- Pagrindinis tarifas (BR) : Tai standartinė radijo moduliacija, turinti 1 MB/s duomenų perdavimo spartą. Jis naudojamas garso ir kartais vaizdo perdavimui.
- Patobulintas duomenų perdavimo greitis (EDR) : Jis buvo pristatytas siekiant padidinti duomenų perdavimo spartą nuo 1 MB/s iki 3 MB/s, kad būtų galima valdyti aukščiausios klasės CODEC.
Tiek Bluetooth Classic, tiek BLE veikia 2400–2483,5 MHz diapazone ISM 2,4 GHz dažnių juostoje. Tačiau klasikinis „Bluetooth“ ryšys vyksta per bet kurį iš 79 kanalų, kita vertus, BLE turi tik 40 paskirtų kanalų.
Didelis „Bluetooth classic“ duomenų perdavimo greitis padeda perduoti aukštos kokybės garsą, o tai neįmanoma naudojant BLE. Palaikantis tiesioginį ryšį, „Bluetooth classic“ tapo garso srautinio perdavimo, ausinių ir automobilių pramogų sistemų standartu.
Toliau pateikiamos kelios pagrindinės „Bluetooth Classic“ programos:
- Failų perkėlimas tarp įrenginių
- Skambinimas be rankų
- Belaidžiai garsiakalbiai
- Belaidės ausinės
- Belaidės klaviatūros ir spausdintuvai
Bluetooth Low Energy (BLE) ESP32
BLE („Bluetooth Low Energy“) arba „Bluetooth 4.0“ yra atnaujinta pagrindinės „Bluetooth“ technologijos versija, kuri pasirodė rinkoje 2011 m. Nuo pavadinimo TAPO galime daryti išvadą, kad tai mažai energijos sunaudojanti „Bluetooth“ technologijos versija. BLE sunaudoja labai mažiau energijos ir puikiai tinka tokioms plokštėms kaip ESP32.
Skirtingai nei „Bluetooth Classic“, jis nelieka įjungtas visą laiką, o pereina į miego režimą ir įjungiamas tik tada, kai užmezgamas ryšys, tai padeda sutaupyti daug energijos. Dėl mažos energijos suvartojimo ESP32 gali keistis mažais duomenų kiekiais iš jutiklių, nereikalaujant papildomos energijos. Kadangi jis gali veikti ilgą laiką, sunaudodamas labai mažai energijos.
Čia yra BLE programų sąrašas:
- Kraujospūdžio stebėjimas
- Fitneso prietaisai
- Stebėjimo jutikliai
- Geotvoros reklama
- Namų apsaugos jutikliai
- IoT pagrįstos programos
Trumpas „Bluetooth Classic“ ir „Bluetooth Low Energy“ palyginimas
Pagrindinis skirtumas yra tas, kad „Bluetooth“ sunaudoja daug energijos ir perduoda aukštos kokybės duomenis, o „Bluetooth Low Energy“ nereikia keistis dideliais duomenimis ir gali veikti su baterijomis daugelį metų. Aptarkime palyginimą pagal įvairius parametrus.
Energijos sąnaudos
„Bluetooth“ mažos energijos pagrindinis bruožas yra mažas energijos suvartojimas, nes tai leidžia prietaisams veikti ilgiau nei metus, naudojant tik vieną monetų elementą. Taip atsitinka todėl, kad BLE įrenginiai visą laiką lieka miego režimu, jie pabunda tik tada, kai reikia perduoti duomenis. Didžiausias srovės suvartojimas yra tik 15 mA.
BLE – Nugalėtojas
Įrenginio diapazonas
Kalbant apie „Bluetooth“ diapazoną, nugalėtojas yra „Bluetooth Classic“, nes jo priešininkas sunaudoja labai mažiau energijos, o tai leidžia ilgiau veikti viename langelyje, tačiau ši funkcija sumažina „Bluetooth“ įrenginių diapazoną. Taigi, jei reikia didesnio nuotolio, jis turi apsvarstyti „Bluetooth“ klasiką.
Klasikinis „Bluetooth“ – nugalėtojas
Pralaidumas
Tikrasis „Bluetooth Low Energy“ duomenų perdavimo greitis yra apie 100–250 Kbps, palyginti su klasikiniu „Bluetooth“, kuris yra maždaug 2 Mbps. Todėl aukštos kokybės garso ir vaizdo duomenų negalima perkelti naudojant BLE. Klasikinis Bluetooth yra kelias. Tačiau mažam duomenų perdavimui, naudojant mažesnę galią ir delsą, geriausiai tinka BLE.
Klasikinis „Bluetooth“ – nugalėtojas
Kaina
BLE įrenginiai, palyginti su įrenginiais, turinčiais „Bluetooth Classic“, yra daug pigesni. Tai įmanoma, nes BLE sukurta mažo energijos suvartojimo programoms, todėl turi mažesnį duomenų perdavimo greitį ir greitį. Kita vertus, „Bluetooth Classic“ turi sudėtingus protokolus, kuriems duomenims perduoti reikia didelių baterijų, todėl jie yra gana brangūs.
BLE – Nugalėtojas
Vergų, prijungtų prie šeimininko, skaičius
BLE įrenginiai palaiko didesnį skaičių pagalbinių įrenginių, palyginti su kitomis versijomis. Viskas priklauso nuo BLE įdiegimo ir atminties dydžio įrenginių viduje.
BLE – Nugalėtojas
Ryšio nustatymo greitis
BLE lengva nustatyti, tvirta ir patikima. Daugelis iš mūsų nešioja klasikines „Bluetooth“ išmaniąsias apyrankes. Sklandus ryšys tarp išmaniosios juostos ir išmaniojo telefono įmanomas tik dėl BLE. Visi šie išmanieji įrenginiai ilgiau palaiko ryšį su kitais įrenginiais tik dėl BLE.
Be to, dauguma mažai energijos naudojančių „Bluetooth“ funkcijų yra paimtos iš klasikinės „Bluetooth“ technologijos, pvz., prisitaikantis dažnis. BLE, kaip klasikinis Bluetooth, naudoja tą pačią technologiją ne tik įrenginių susiejimui, bet ir pažangiam saugos autentifikavimui bei duomenų šifravimui. Dėl visų šių funkcijų BLE yra patikimesnis nei klasikinis „Bluetooth“.
Iš šio palyginimo galime daryti išvadą, kad BLE daugeliu atžvilgių lenkia klasikinį „Bluetooth“. Tačiau galiausiai viskas priklauso nuo naudojimo ir vartotojo pasirinkimo, ar naudoti BLE, ar klasikinį „Bluetooth“.
BLE – Nugalėtojas
Čia pateikiame trumpą „Bluetooth Classic“ ir BLE palyginimą:
| Funkcija | Klasikinis Bluetooth | „Bluetooth Low Energy“ (BLE) |
|---|---|---|
| Duomenų perdavimo sparta | 1Mbps B 2-3Mbps EDR | Iki 1 Mbps |
| Energijos sąnaudos | Didelis (iki 1 W) | Žemas (0,01 W–0,5 W) |
| Garso srautas | Originalus garso protokolas, naudojamas daugumoje įrenginių | Naujasis LE garso protokolas pakeis klasikinį protokolą dėl mažo energijos poreikio ir lengvai valdomo |
| diapazonas | Ribotas atstumas 10m – 50m | „Bluetooth 5.0“ įdiegtas didelis nuotolis iki 1 km matomumo tiesėje |
| RF pralaidumas | 2,4 GHz ISM juosta (2400–2483,5 MHz) | 2,4 GHz ISM juosta (2400–2483,5 MHz) |
| Kanalų skaičius | 79 RF kanalai, kurių kiekvienas yra 1 MHz | 40 RF kanalų, kurių kiekvienas yra 2 MHz |
| Moduliavimo technika | GFSK, skirtas pagrindinių duomenų žiurkėms 8-DPSK arba π/4-DQPSK, skirtas padidintam duomenų perdavimo spartai | GFSK |
| Topologija | Peer to peer (1:1) | Peer to peer (1:1) Žvaigždžių topologija (daug:1) Transliacija (1:daug) Tinklelis (daug:daug) |
Išvada
ESP32 turi dvigubą „Bluetooth“ technologiją, turinčią klasikinę ir mažai energijos naudojančią „Bluetooth“ versiją. „Bluetooth Classic“ yra pagrindinis „Bluetooth“ variantas, sunaudojantis daugiau energijos, o „Bluetooth Low Energy“ skirtas mažai galios programoms, pvz., reguliariai keistis duomenimis iš jutiklių. Šiame straipsnyje pateikiamas trumpas abiejų ESP32 Bluetooth technologijų palyginimas.