Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

5 Perkara Yang Perlu Dipertimbangkan Ketika Memilih Teknologi Tanpa Wayar untuk Produk Anda

Mempunyai idea yang anda ingin dibawa ke pasaran? Dalam siri ini, John Teel berjalan melalui proses peningkatan dari prototaip kepada pengeluaran. Ikuti setiap ansuran untuk melihat dengan lebih dekat cara menggabungkan komponen individu.


Adakah projek baru anda memerlukan keupayaan komunikasi wayarles jarak jauh? Jika ya, terdapat beberapa teknologi tanpa wayar yang tersedia untuk dipilih semasa membangunkan produk baru anda. Setiap teknologi mempunyai kelebihan dan kekurangan dan pilihan terbaik bergantung kepada aplikasi.

Dalam artikel ini kita akan membandingkan empat standard teknologi wayarles paling popular untuk produk elektronik baru, termasuk: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (juga dipanggil Bluetooth Smart), WiFi, dan WiFi Langsung.

Kelajuan Pemindahan Data

Jika penghantaran data yang cepat adalah spesifikasi yang paling penting untuk produk anda maka kemungkinan besar WiFi atau WiFi Langsung akan menjadi pilihan terbaik. Semua orang tahu tentang WiFi tetapi kebanyakan tidak pernah mendengar WiFi Direct, walaupun itu perlahan-lahan berubah.

Titik akses diperlukan untuk standard WiFi (biasanya router). Oleh itu, untuk memindahkan maklumat dari satu peranti ke peranti lain, data mesti melalui titik akses.

WiFi Langsung adalah secepat WiFi standard, tetapi ia menghapuskan keperluan untuk titik akses. WiFi Direct membolehkan komunikasi peranti-ke-peranti langsung seperti Bluetooth.

Standard Tanpa Wayar Kelajuan pemindahan
Bluetooth Tenaga Rendah 1 Mbps
Bluetooth Classic 2-3 Mbps
WiFi / WiFi Langsung 100-250 Mbps

Jadual 1 - Perbandingan Perbandingan Kelajuan

WiFi dan WiFi Langsung mempunyai penghantaran data maksimum kira-kira 10x lebih cepat daripada apa yang boleh didapati dengan Bluetooth Classic. Contohnya, jika aplikasi anda memerlukan penstriman video, anda memerlukan sambungan wayarles kelajuan tinggi. Teknologi Bluetooth tidak akan cukup pantas (kecuali video definisi yang sangat rendah), jadi anda ingin menyediakan keupayaan WiFi / WiFi Langsung.

Di hujung kelajuan yang lain ialah Bluetooth Low-Energy yang kira-kira separuh secepat Bluetooth Classic. BLE biasanya sesuai untuk memindahkan sejumlah kecil data sekejap, seperti suhu, kelembapan, data gerakan, koordinat GPS, dll.

Biasanya, jika aplikasi anda memerlukan penghantaran data yang berterusan, seperti ketika menghidupkan audio, maka Bluetooth Classic adalah pilihan terbaik. Bluetooth Classic terutamanya dioptimumkan untuk data streaming, berbanding BLE yang dioptimumkan untuk pecah jarang data yang agak mudah.

Itu dikatakan, mungkin untuk mengalirkan audio menggunakan BLE, hanya dengan kualiti audio Bluetooth Classic. Walau bagaimanapun, ia memerlukan firmware BLE tersuai. Pembekal perisian tegar Bluetooth Searan menawarkan stack Bluetooth LE tersuai yang membolehkan penstriman audio. Ini mungkin penyelesaian yang baik jika hayat bateri lebih penting untuk produk anda daripada mempunyai audio kesetiaan tertinggi.

Julat Operasi

WiFi dan WiFi Langsung mempunyai rangkaian penghantaran maksimum sekitar 200 kaki (60 meter). Bluetooth (Klasik atau BLE) biasanya mempunyai julat maksimum hanya kira-kira 60 kaki (20 meter).

Julat Wi-Fi yang lebih besar mungkin disebabkan oleh kuasa transmisi yang lebih tinggi. Perdagangan untuk julat yang meningkat ini adalah hayat bateri. WiFi akan mengalirkan bateri jauh lebih cepat daripada Bluetooth, terutamanya Bluetooth Low-Energy.

Standard Tanpa Wayar Kelajuan pemindahan
Bluetooth Tenaga Rendah 50 kaki biasanya, sehingga 1,500 kaki menggunakan extender jarak jauh
Bluetooth Classic 50 kaki biasanya, sehingga 3,000 kaki menggunakan extender jarak jauh
WiFi / WiFi Langsung 200 kaki biasanya

Jadual 2 - Perbandingan Range Operasi

Terdapat kelas pemancar Bluetooth yang benar-benar berbeza. Majoriti produk Bluetooth menggunakan pemancar kelas 2 dengan jarak operasi sekitar 50 kaki. Tetapi ia juga mungkin untuk menggunakan pemancar kelas 1 yang mempunyai julat lebih dekat dengan 300 kaki (100 meter). Bagaimanapun, sama seperti WiFi Direct, keluaran kuasa yang lebih tinggi mengurangkan hayat bateri.

Sebenarnya mungkin untuk memperluaskan rangkaian Bluetooth lebih jauh dengan menambahkan litar extender jarak jauh yang terutama meningkatkan kepekaan penerima. Sebagai contoh, Silicon Labs menawarkan modul Bluetooth LE jarak yang dikenali sebagai BLE112LR yang mempunyai julat maksimum yang mendekati 1,500 kaki (450 meter). Mereka juga menawarkan modul Bluetooth Classic jarak jauh yang mempunyai jarak lebih besar lebih daripada setengah batu (1 km). Perlu diingat semua jarak julat ini menganggap line-of-sight.

Penggunaan Kuasa berbanding Kehidupan Bateri / Saiz

Rangkaian penghantaran yang lebih besar dan kelajuan pemindahan data yang lebih cepat bermakna peningkatan penggunaan kuasa yang sama dengan jangka hayat bateri. Jika hayat bateri atau saiz bateri adalah ciri utama untuk produk anda maka penggunaan kuasa akan menjadi sangat penting.

Mudah teknologi wayarles terbaik untuk aplikasi kuasa ultra rendah adalah Bluetooth Low-Energy (BLE). BLE dibangunkan terutamanya untuk aplikasi Internet Things (Io) yang biasanya dijalankan dari satu bateri jam tangan tunggal.

Peranti BLE yang direka dengan baik boleh berjalan selama bertahun-tahun pada bateri menonton kecil kerana kebanyakan produk BLE direka untuk menghantar data hanya sekali-sekala. Sebagai contoh, peranti boleh diprogramkan untuk hanya menghantar data selama 1 saat setiap minit. Oleh itu, peranti hanya menghantar untuk 1/60 = 1.7% masa, dan selebihnya 98.3% masa peranti berada dalam mod tidur ultra rendah kuasa.

Keserasian Telefon Pintar

Sekiranya keserasian dengan telefon pintar yang lebih tua adalah kritikal untuk produk anda, maka Bluetooth Classic atau WiFi standard mungkin menjadi pilihan terbaik. Semua telefon pintar menyokong Bluetooth Classic dan WiFi, tetapi hanya telefon baru yang menyokong Bluetooth Low-Energy dan WiFi Direct.

Standard Tanpa Wayar Google Android IOS Apple
Bluetooth Classic Semua versi Semua versi
Bluetooth Tenaga Rendah Versi 4.3+ Versi 4S +
WiFi Semua versi Semua versi
WiFi langsung Versi 4.0+ Versi 5S +

Jadual 3 - Perbandingan Keserasian Telefon Pintar

Keselamatan

Semua empat teknologi tanpa wayar menyediakan tahap keselamatan yang tinggi. Bagaimanapun, WiFi dan WiFi Direct menggunakan penyulitan 256-bit manakala Bluetooth (kedua Classic dan LE) hanya menggunakan penyulitan 128-bit.

Bagi kebanyakan aplikasi Bluetooth menyediakan perlindungan keselamatan yang mencukupi. Tetapi jika keselamatan adalah keutamaan yang sangat tinggi untuk produk anda, maka WiFi atau WiFi Langsung adalah pilihan yang lebih baik.

Kos dan Kompleks Pembangunan

Terdapat dua fungsi perkakasan yang diperlukan untuk fungsi tanpa wayar: sebuah transceiver RF (transceiver adalah pemancar dan penerima), dan mikropengawal atau mikropemproses yang melaksanakan firmware protokol wayarles (juga dikenali sebagai stack).

Kehidupan anda akan lebih mudah jika anda menggunakan penyelesaian System-On-a-Chip (SoC) yang mengintegrasikan kedua-dua transceiver dan mikrokontroler ke dalam cip tunggal.

Menggunakan penyelesaian cip tunggal SoC secara drastik akan mengurangkan kos pembangunan anda dengan meminimumkan kemungkinan masalah, dan dengan memasukkan stack protokol wayarles sudah terbina dalam. Jika tidak, anda perlu membeli stack secara berasingan yang tidak murah. Berharap untuk membayar minimum $ 10k ditambah dengan satu pelesenan yuran per unit.

Bluetooth Low-Energy adalah jenis fungsi tanpa wayar yang paling mudah dan termurah untuk dilaksanakan dalam produk baru, dan semua tawaran cip BLE adalah penyelesaian SoC-cip tunggal.

Banyak pembuat cip menawarkan penyelesaian BLE SoC, termasuk Cypress, CSR, Nordic, Dialog, dan Texas Instruments. Cip BLE boleh dibeli hanya untuk $ 1 hingga $ 2 dalam jumlah beberapa ribu.

Dalam kebanyakan kes, sebaiknya mula menggunakan modul untuk sebarang fungsi tanpa wayar untuk mengurangkan kos pensijilan FCC dan untuk mengurangkan risiko pembangunan anda.

Kos Pembuatan Unit

Kos kritikal lain ialah kos pengeluaran seunit yang menentukan margin keuntungan anda. Untuk unit awal anda yang menggunakan modul tanpa wayar, kos unit akan agak tinggi. Jadi anda mungkin perlu menjual unit awal anda tanpa keuntungan.

Apabila mencipta produk baru, keutamaan anda harus meminimumkan kos pembangunan (dan risiko), tidak meminimumkan kos unit perkilangan. Sebaliknya, tumpu untuk mengurangkan kos pengeluaran sebaik sahaja anda mempunyai pelanggan dan bersedia untuk pembuatan massal.

Seperti yang selalu berlaku dengan reka bentuk produk baru terdapat pertukaran antara pelbagai teknologi tanpa wayar. Tiada teknologi yang terbaik untuk setiap permohonan. Anda perlu mengutamakan spesifikasi yang paling penting untuk produk anda. Memilih teknologi wayarles untuk produk anda boleh menjadi mudah atau rumit. Jika kelajuan pemindahan data adalah spesifikasi yang paling penting untuk produk anda maka keputusan anda agak mudah: WiFi atau WiFi Langsung. Jika hayat bateri atau saiz bateri adalah kriteria paling kritikal maka keputusan anda juga agak mudah: Bluetooth Low-Energy. Sekiranya kos pembangunan dan pengeluaran anda rendah adalah keutamaan anda maka Bluetooth LE sekali lagi pilihan terbaik anda.

Tetapi jika kelajuan pemindahan, hayat bateri dan kos semuanya sama penting, keputusan anda lebih rumit. Selamat datang ke dunia perkembangan produk baru!

Adakah anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai membangunkan produk elektronik baru? Kemudian pastikan untuk melihat Panduan Ultimate - Cara Membangunkan Produk Elektronik Baru.

Kongsi

Meninggalkan Komen