Què és el Bluetooth a ESP32
Bluetooth és una tecnologia de ràdio que transmet dades dins de bandes de 2,4 GHz. Per transmetre aquests paquets de dades hi ha 79 canals designats cadascun d'1 MHz d'amplada de banda. El Bluetooth a ESP32 permet connectar diversos dispositius com ara telèfons mòbils, ordinadors, sensors i molts més.
Tipus de Bluetooth a ESP32
Quan es tracta de tipus de Bluetooth, hem de tenir en compte el consum d'energia de Bluetooth perquè aquest és el motiu principal de la divisió de la tecnologia Bluetooth. ESP32 és una placa de microcontroladors basada en IoT de baixa potència on hem de mantenir la potència tan baixa com puguem.
Amb el llançament de la tecnologia Bluetooth fins ara hi ha múltiples millores i recreacions dins d'aquesta tecnologia. Depenent del consum d'energia de Bluetooth podem dividir-lo dos tipus:
Bluetooth clàssic a ESP32
Bluetooth Classic és la primera variant bàsica o la primera de la tecnologia Bluetooth que ha estat aquí durant els darrers 20 anys. És una tecnologia de LAN sense fil que funciona en bandes de 2,4 Ghz i Bluetooth clàssic es pot dividir en dos tipus segons la velocitat de dades:
- Tarifa bàsica (BR) : És la modulació de ràdio estàndard amb una velocitat de transferència de dades d'1 MB/s. S'utilitza per transmetre àudio i de vegades vídeo.
- Velocitat de dades millorada (EDR) : es va introduir per augmentar la velocitat de transferència de dades d'1 MB/s a 3 MB/s que li permet operar CODECs de gamma alta.
Tant Bluetooth Classic com BLE funcionen en el rang 2400-2483,5 MHz dins de la banda de freqüència ISM de 2,4 GHz. No obstant això, la comunicació Bluetooth clàssica es fa a través de qualsevol dels 79 canals, en canvi, BLE només té 40 canals designats.
L'alta taxa de transferència de dades de Bluetooth classic l'ajuda a transmetre àudio d'alta qualitat que no és possible a BLE. Admet la comunicació punt a punt, el Bluetooth clàssic s'ha convertit en estàndard per a la transmissió d'àudio, els auriculars i els sistemes d'entreteniment per al cotxe.
A continuació es mostren algunes aplicacions principals de Bluetooth Classic:
- Transferència de fitxers entre dispositius
- Trucades mans lliures
- Altaveus sense fil
- Auriculars sense fil
- Teclats i impressores sense fil
Bluetooth de baixa energia (BLE) a ESP32
BLE (Bluetooth Low Energy) o Bluetooth 4.0 és la versió actualitzada de la tecnologia bàsica Bluetooth que va sortir al mercat l'any 2011. Del nom ES FER podem concloure que és una versió de baix consum de la tecnologia Bluetooth. BLE consumeix molt menys energia i s'adapta perfectament a plaques com ESP32.
A diferència del Bluetooth Classic, no es manté activat tot el temps, sinó que passa al mode de repòs i només s'activa quan s'inicia la connexió, això ajuda pràcticament a estalviar una gran quantitat d'energia. Amb la seva capacitat de baixa energia, l'ESP32 pot intercanviar petites quantitats de dades dels sensors sense necessitat d'energia addicional. Com que pot funcionar durant molt de temps consumint energia molt baixa.
Aquí hi ha una llista d'aplicacions BLE:
- Monitorització de la pressió arterial
- Aparells de fitness
- Monitorització de sensors
- Publicitat de geofencing
- Sensors de seguretat per a la llar
- Aplicacions basades en IoT
Breu comparació de Bluetooth Classic i Bluetooth Low Energy
La diferència clau aquí és que Bluetooth consumeix una gran quantitat d'energia i transfereix dades d'alta qualitat, mentre que Bluetooth Low Energy no necessita intercanviar dades grans i pot funcionar amb bateries durant anys. Parlem de la comparació en funció de diversos paràmetres.
El consum d'energia
El Bluetooth de baixa energia té la característica principal d'un baix consum d'energia, ja que permet que els dispositius funcionin durant més d'un any només amb una sola bateria de moneda. Això passa perquè els dispositius BLE romanen en mode de repòs durant tot el temps, només es desperta quan s'han de transmetre dades. El consum de corrent màxim és de només 15 mA.
BLE – Guanyador
Interval del dispositiu
Pel que fa a l'abast de Bluetooth, el guanyador és Bluetooth Classic, ja que el seu oponent consumeix molt menys energia que li permet treballar durant un període més llarg en una sola cèl·lula, però aquesta característica redueix l'abast dels dispositius Bluetooth. Per tant, si un necessita un abast més llarg, ha de considerar el Bluetooth clàssic.
Bluetooth clàssic: guanyador
Rendiment
La velocitat de transferència de dades real per a Bluetooth Low Energy és d'uns 100 a 250 Kbps en comparació amb el Bluetooth clàssic, que és d'aproximadament 2 Mbps. Per tant, la transferència de dades d'àudio i vídeo d'alta qualitat no es pot transferir mitjançant el BLE. El Bluetooth clàssic és el camí a seguir. Tanmateix, per a una transferència de dades baixa amb menys potència i latència, BLE és el millor ajust.
Bluetooth clàssic: guanyador
Cost
Els dispositius BLE en comparació amb els que tenen Bluetooth Classic són molt més barats. Això és possible perquè BLE està dissenyat per a aplicacions de baix consum d'energia i, per tant, té menys velocitat i velocitat de transferència de dades. D'altra banda, Bluetooth Classic té protocols complicats que requereixen bateries grans per transferir dades i, per tant, són relativament cars.
BLE – Guanyador
Nombre d'esclaus units al mestre
Els dispositius BLE admeten un nombre més gran de dispositius esclaus en comparació amb altres versions. Tot depèn de la implementació de BLE i de la disponibilitat de mida de memòria dins dels dispositius.
BLE – Guanyador
Velocitat de configuració de la connexió
BLE és fàcil de configurar, robust i fiable. Com que la majoria de nosaltres portem bandes intel·ligents Bluetooth clàssiques. La connectivitat perfecta entre la banda intel·ligent i el telèfon intel·ligent només és possible gràcies a BLE. Tots aquests dispositius intel·ligents es mantenen connectats a altres dispositius durant un període més llarg només gràcies a BLE.
A més, la majoria de les funcions del Bluetooth de baixa energia s'han extret de la tecnologia Bluetooth clàssica, com ara la freqüència adaptativa. BLE, com el Bluetooth clàssic, utilitza la mateixa tecnologia no només per emparellar dispositius, sinó que també inclou autenticació de seguretat avançada i xifratge de dades. Totes aquestes funcions fan que BLE sigui més fiable que el Bluetooth clàssic.
D'aquesta comparació podem concloure que BLE supera el Bluetooth clàssic en la majoria de termes. Tanmateix, al final, tot depèn de l'ús i la preferència de l'usuari sobre si s'utilitza BLE o Bluetooth clàssic.
BLE – Guanyador
Aquí hem fet una breu comparació de Bluetooth Classic i BLE:
| Característica | Bluetooth clàssic | Bluetooth de baixa energia (BLE) |
|---|---|---|
| Velocitat de dades | 1 Mbps per a B 2-3 Mbps per a EDR | Fins a 1 Mbps |
| El consum d'energia | Alt (fins a 1 W) | Baix (0,01 W-0,5 W) |
| Transmissió d'àudio | Protocol d'àudio original utilitzat en la majoria de dispositius | El nou protocol d'àudio LE substituirà el protocol clàssic a causa dels baixos requeriments energètics i de fàcil maneig |
| Interval | Distància limitada 10m – 50m | Llarg abast introduït a Bluetooth 5.0 fins a 1 km en línia de visió |
| Ample de banda de RF | Banda ISM de 2,4 GHz (2400-2483,5 MHz) | Banda ISM de 2,4 GHz (2400-2483,5 MHz) |
| Nombre de canals | 79 canals RF d'1MHz cadascun | 40 canals RF de 2MHz cadascun |
| Tècnica de modulació | GFSK per a la rata de dades bàsiques 8-DPSK o π/4-DQPSK per a la velocitat de dades millorada | GFSK |
| Topologia | Peer to peer (1:1) | Peer to peer (1:1) Topologia en estrella (molts:1) Emissió (1:molts) Malla (molts:molts) |
Conclusió
ESP32 té tecnologia Bluetooth dual amb la versió clàssica i la versió de baixa energia de Bluetooth. Bluetooth Classic és una variant bàsica de Bluetooth que consumeix més energia, mentre que Bluetooth Low Energy s'adreça a les aplicacions de baix consum, com ara l'intercanvi de dades dels sensors a intervals regulars. Aquest article cobreix la breu comparació de les dues tecnologies Bluetooth ESP32.