Спілкуватися з постачальником? Постачальник
Megan Ms. Megan
Що я можу зробити для вас?
Зв'язок з постачальником

JingHongYi PCB (HK) Co., Limited

Правила дизайну друкованої плати Bluetooth
Правила дизайну друкованої плати Bluetooth

Друковані плати з технологією Bluetooth можуть мати проблеми з перешкодами, втраченими даними та поганою цілісністю сигналу, якщо не вживати певних заходів безпеки. Ми викладемо багато правил та рекомендацій, які слід враховувати, вибираючи технологію Bluetooth для даного додатка та, конкретніше, проектуючи її на друкованій платі.

Bluetooth використовують різні програми, включаючи:
  • Маяки, які використовуються в торгових центрах
  • Кадри Eddystone для промислових зондування
  • Гарнітура та аудіо / стерео продукти
  • Віддалені периферійні пристрої, такі як контролер відеоігор або комп'ютерні миші / клавіатури
  • Системи домашньої автоматизації
  • Бездротові програми побутової електроніки, включаючи камери, принтери та телефони
Кожна програма містить одну і ту ж загальну технологію Bluetooth, але вона використовує її по-різному, і залежно від типу з'єднання, від інженера-проектувальника потрібно включити основні принципи для оптимізації цілісності сигналу та загальної ефективності пристрою.

Bluetooth - це не дуже швидкий вибір бездротового зв'язку в порівнянні з Wi-Fi, однак він стає швидшим. Він також не справляється із стінами та іншими перешкодами, що знаходяться поблизу, і має слабкий діапазон.

Це все ще хороший вибір, незважаючи на те, що незавершене виробництво (5.0 - це найновіше оновлення та є гідним покращенням порівняно з 4.2). Здебільшого це досить низька потужність, надійний, безпечний, широко підтримуваний варіант, який легко реалізується на широкому діапазоні невеликих периферійних пристроїв.

Bluetooth існує впродовж 20+ років і все ще розвивається, і хоча за останні роки він покращується у швидкості, потужності, дальності, безпеці та інших атрибутах, все ж, здається, виникають деякі ті самі проблеми з моменту його заснування в середині- 90-ті, включаючи його сприйнятливість до перешкод сигналу.

Отже, що можна зробити з точки зору дизайну друкованої плати, щоб оптимізувати цілісність сигналу, мінімізувати перешкоди та втрачені пакети даних?

Ось декілька міркувань щодо дизайну мікросхеми Bluetooth та загальні правила великого пальця:

Використовуйте сертифіковані модулі

1. Якщо ви ввімкнули Bluetooth у продукт і обмежені в ресурсах, подумайте про використання попередньо сертифікованого повного модуля, який допоможе прискорити розвиток та час виходу на ринок. Врешті-решт це може призвести до невеликих витрат, але, як правило, запобігає появі декількох головних болів, які можуть виникнути через розміщення / дизайн антени та сприйнятливість до ІМС.

Сьогодні на ринку є кілька сертифікованих модулів за розумною ціною, і більшість з них включає невеликий процесор ARM, такий як RN4020 або RN4870 від Microchip, або BT121 або BGM113 від Silicon Labs. Наявність процесора на борту дає йому більшу гнучкість та потужність, наприклад, керування простими периферійними пристроями через GPIO, SPI, I2C, PWM тощо, крім стека Bluetooth.
bluetooth-pcb-design
Перевірте вибір пристрою Bluetooth

2. Переконайтесь, що ви вибрали відповідний пристрій Bluetooth для програми та антена також була відповідного розміру та налаштована.

Якщо ви збираєтеся використовувати просту програму маяка, де потрібно рекламувати місцеположення або дані лише через короткі відскоки / інтервали, тоді можна використовувати малоенергетичне (Bluetooth Low Energy або BLE), економічно вигідне рішення з мінімальними можливостями та периферійними пристроями. економія бортової нерухомості та кінцева вартість.

Якщо ви шукаєте більш високу пропускну здатність, аудіо потокове передачу або обмін даними через програму Bluetooth, то вам може знадобитися щось, що має трохи більше потужності Tx, більшу чутливість до Rx та більш швидку швидкість передачі даних (хоча уповільнення даних) зазвичай може допомогти мінімізувати скинуті пакети).

Якщо ви шукаєте якусь мікросхему «все в одному», подумайте про використання чіпсетів, що містять потужні або вторинні процесори, які включають наявні штифти UART, SPI, I2C, PWM, ADC, DAC та GPIO.

Якщо ви працюєте над чимось сильно залежним від читання RSSI, переконайтеся, що на його моніторі RSSI є достатня роздільна здатність dB.

Відокремте або видаліть мідні сигнали та високоенергетичні компоненти

3. Під час проектування в мікросхемі чи модулі Bluetooth залишайте антену повністю вільною від мідних сигналів або компонентів, що знаходяться поблизу, що несуть значну кількість енергії (особливо шляхи живлення, що перемикаються, такі як перетворювачі підсилювача або відключення).

Сюди також відноситься утримання площі (та шарів дошки) без площин та полигонів. Більшість виробників чіпсетів Bluetooth нададуть інструкції щодо компонування, яких слід уважно дотримуватися під час проектування друкованої плати. Якщо ви вручну розміщуєте зону антени, використовуйте площину заземлення, як слід, щоб утримувати хорошу ширину смуги на вході та переконайтеся, що потрібно створити достатньо місця для налаштування елементів (для друкованих та керамічних антен потрібна площина заземлення).

Використовуйте вишиванки заземленням для запобігання небажаного випромінювання від краю друкованої плати, оскільки воно може проникати поблизу Bluetooth-сигналів. Якщо ви можете, спробуйте оптимізувати форму плати для пристрою Bluetooth та місця, де знаходиться антена, тримаючи її на межі та вдалині від сусідніх компонентів та сигналів. Якщо ви використовуєте аналогові сигнали, такі як аудіо, переконайтеся, що аналогова та цифрова площини заземлення розділені.

І завжди гарна ідея захистити електроніку (звичайно не антену), щоб запобігти перехресному з'єднанню і мінімізувати шум, що піднімається.
pcb-design-bluetooth-circuit-board
Примітки щодо живлення

4. Переконайтесь, що рейка, що подає живлення на модуль або мікросхему Bluetooth, чиста і використовуйте байпас (1,0 вгору) та роз'єднуйте конденсатори (0,1uF і 10nF), де це необхідно. Також сміливо використовуйте феритові кульки на силовій рейці, що входять до зони Bluetooth плати, щоб відхилити високочастотний шум.

Інструменти та аналіз

5. Якщо ви проектуєте зону антени, переконайтеся, що у вас є відповідне обладнання (наприклад, мережевий аналізатор) для аналізу та налаштування відповідної мережі або розглянути можливість надсилання дизайну в третю сторону випробувальної лабораторії РФ.

Розгляньте перешкоди в реальному світі

6. Існує велика різноманітність речей, які можуть спричинити перешкоди або де-налаштування під час з'єднання Bluetooth, в тому числі вода поблизу (люди теж зроблені з води в основному), металізовані предмети, смартфони / планшети, комп'ютери, пристрої, що працюють на той самий діапазон ISM, як мікрохвильові печі або технології WLAN, джерела живлення, бездротове радіочастотне відео, офісне освітлення та домашні телефони.

Це надзвичайно сприйнятливі до втрат сигналу навіть при парі на близькій відстані (1-2 метри). Якщо більший ризик подібних речей впливати на якість сигналу, тоді вибирайте пристрій більшої потужності та працюйте з меншою швидкістю, щоб мінімізувати падіння пакету. Або якщо електроніка знаходиться в корпусі, переконайтеся, що металізовані матеріали мінімізовані та далеко від модуля BLE. Зв'язок між силою сигналу Bluetooth і відстані не є лінійним співвідношенням. Насправді, це дуже нелінійно і дещо непередбачувано, базуючись на навколишньому середовищі, але дотримується загальної моделі (показано нижче).
rssi-distance
Незалежно від того, чи розробляєте ви невеликий, простий модуль Beacon або передачу даних, потужний хаб Bluetooth, дотримуючись цих міркувань, ви можете врятувати тони головних болів під час тесту / впровадження на стадії проектування.

З розширенням складання PCB Bluetooth , настав час захоплюючого бездротового зв'язку та управління в продукти, і майбутнє принесе лише менші, швидші, дешевші та сильніші компоненти Bluetooth.

В JHY PCB, ми раді допомогти втілити ці нові концепції в реальність. Партнерство з досвідченим виробником PCB та постачальником монтажу друкованих плат з інженерами, які мають давні стосунки з постачальниками компонентів, є вирішальним для успіху наступного виготовлення та монтажу PCB Bluetooth.

Related Products List