Bluetooth 5.1 SoC dirancang untuk mengecilkan ukuran dan biaya desain
Bluetooth Low Energy telah memainkan peran penting dalam revolusi IoT — terutama untuk komunikasi nirkabel jarak pendek di perangkat yang masa pakai baterainya sangat penting. Munculnya pelacak kebugaran dan jam tangan pintar semakin mendorong pasar Bluetooth.
Perangkat Bluetooth (Gbr. 1 ) terdiri dari host dan controller. Tumpukan Bluetooth dan aplikasi saat ini dilakukan pada host, sementara operasi pita dasar berlangsung pada pengontrol, yang mendukung Bluetooth klasik (BR/ EDR) atau konsumsi rendah (BLE). Keduanya berkomunikasi melalui antarmuka pengontrol host (HCI).
Gbr 1:Blok diagram arsitektur mode tunggal dan mode ganda Bluetooth.
BLE adalah sebutan yang digunakan untuk ekstensi khusus yang dimulai dengan versi 4. Versi 4.1 dan 4.2 telah memberikan peningkatan kecil, tetapi dengan versi 5 pembaruan utama tiba dengan kecepatan data tinggi dan konsumsi daya rendah.
Bluetooth 5 diumumkan pada paruh kedua 2016, menggembar-gemborkan kecepatan transfer 2 MB/s, jangkauan jangkauan 240 meter, dan mengurangi konsumsi energi. Namun perkembangan ini masih belum cukup untuk mengikuti konektivitas nirkabel generasi berikutnya.
Dengan demikian, Bluetooth Special Interest Group (SIG) yang sama mengumumkan spesifikasi untuk Bluetooth 5.1 baru sekitar akhir tahun 2018. Inovasi terpenting adalah kemampuan Bluetooth 5.1 untuk juga berfungsi sebagai pelacak, dengan tingkat akurasi beberapa meter. . Spesifikasi Bluetooth 5.1 menawarkan dua metode berbeda untuk mengidentifikasi posisi perangkat di dalam ruang:sudut kedatangan (AoA) dan sudut keberangkatan (AoD).
Saat ini sebagian besar perangkat yang dapat dikenakan bekerja dengan Bluetooth Low Energy. Teknologi ini dianggap sebagai solusi berbiaya rendah yang membutuhkan energi yang sangat sedikit. Produk dapat ditenagai oleh baterai kecil selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun dalam beberapa kasus. Dialog Semiconductor telah memperkenalkan apa yang didefinisikannya sebagai SoC Bluetooth 5.1 terkecil dan paling hemat energi, DA14531 . Modul baru yang disertakan juga menyederhanakan pengembangan produk Bluetooth dan memungkinkan kemungkinan adopsi yang lebih luas untuk aplikasi IoT.
Chip SmartBond TINY didasarkan pada inti ARM Cortex M0 + 32-bit dengan memori terintegrasi dan satu set lengkap periferal analog dan digital. Implementasinya bertujuan untuk memecahkan masalah peningkatan biaya untuk desain perangkat IoT dengan memungkinkan pengurangan ukuran keseluruhan sistem sambil mempertahankan kinerja tinggi. Dialog mendesain SoC untuk menurunkan biaya penambahan fungsionalitas BLE hingga $0,50 dalam volume tinggi.
Ukurannya yang kecil membuat SoC cocok untuk desain ruang terbatas, seperti stylus elektronik, label rak, beacon, atau tag RFID aktif untuk pelacakan aset. SoC juga dapat digunakan dalam aplikasi yang memerlukan penyediaan, seperti kamera, printer, dan router nirkabel.
DA14531 juga memperluas konektivitas nirkabel ke aplikasi di bidang medis yang terhubung. Contohnya termasuk inhaler, dispenser obat, timbangan, termometer, dan glukometer. (Gbr. 2 ).
Gbr 2:Blok diagram DA14531.
Bertempat dalam paket sekecil 2,0 x 1,7 mm, SmartBond Tiny berukuran sekitar setengah dari pendahulunya, menurut Dialog. SoC hanya memerlukan enam komponen eksternal, satu sumber clock, dan catu daya untuk membuat sistem Bluetooth hemat energi yang lengkap (Gbr. 3 ). Hal ini memungkinkan pengembang untuk mengadaptasi chip ke hampir semua desain pemantauan sumber daya RF.
“Komponen eksternal sangat terbatas, sehingga diperlukan dua kapasitor. Induktor daya dapat dilewati dalam kondisi tertentu,” kata Adrie Van Meijeren, manajer pemasaran produk Americas, Bluetooth Low Energy, di Dialog Semiconductor.
Gbr. 3:Diagram sistem bertenaga sel baterai alkaline — tingkatkan konfigurasi.
Modul ini memastikan masa pakai dan daya tahan yang lama, bahkan dengan baterai kecil, dan memungkinkan pelanggan memanfaatkan arsitektur baru sebagai bagian dari pengembangan produk, daripada harus mengesahkan platform mereka, sehingga menghemat waktu, upaya pengembangan, dan biaya. Konverter DC/DC bawaan DA14531 memungkinkan tegangan pengoperasian yang lebar dari 1,1 V hingga 3,3 V.
“Mengenai baterai dan konverter DC/DC, kami dapat bekerja dengan semua jenis baterai 1,4-V/1.5-volt di samping baterai 3-V seperti baterai sel berbentuk koin. Dan karena kami memiliki konverter boost yang terintegrasi, itu memberikan penghematan biaya. Efisiensi untuk DC/DC sedikit bergantung pada kualitas induktor Anda, tetapi Anda bisa mendapatkan efisiensi sekitar 85%,” kata Van Meijeren.
“Fitur DC/DC penting, terutama untuk baterai sekali pakai. Baterai sekali pakai ini, sangat sering, memiliki kapasitas yang sangat kecil, seperti 15 miliampere-jam. Dan jika konverter DC/DC mulai, ada arus puncak yang mengisi induktor dan kapasitor, dan kami memiliki pembatas arus yang dapat Anda atur antara 6 mA dan 96 mA, dan itu memungkinkan kami untuk memulai dengan baterai apa pun, apa pun syaratnya,” tambahnya.
Dengan konsumsi daya rendah Bluetooth Low Energy, aplikasi dapat bekerja dengan baterai kecil selama empat atau lima tahun. Ini sangat penting untuk aplikasi yang hanya membutuhkan pertukaran data dalam jumlah kecil secara berkala.
Dialog juga menawarkan DA14531 SmartBond TINY Development Kit , yang mengintegrasikan DA14531 Bluetooth Low Energy SoC. Berkat dua antarmuka header mikroBUS dan satu antarmuka Arduino, sistem ini menawarkan fungsionalitas yang diperluas (Gbr. 4 ).
Gbr. 4:DA14531 SmartBond TINY Development Kit Pro.
Saat ini digunakan oleh sekitar 8,2 miliar perangkat di seluruh dunia, dari smartphone hingga laptop, Bluetooth adalah pemain utama dalam kehidupan teknologi kita sehari-hari. Cisco telah memperkirakan bahwa lebih dari 50 miliar perangkat pintar ini akan digunakan pada tahun 2020, dengan Bluetooth SIG yang mendukung hingga sepertiga perangkat ini.
Dengan miliaran perangkat pintar berkemampuan BLE di pasaran, daftar aplikasi untuk protokol ini tidak terbatas. Untuk pemilihan BLE, perlu mempertimbangkan serangkaian atribut:faktor bentuk, spesifikasi kelistrikan, fungsionalitas yang diinginkan, alat pengembangan perangkat lunak, dan dukungan teknis.
