Спілкуватися з постачальником? Постачальник
Megan Ms. Megan
Що я можу зробити для вас?
+8613510758219
Чат зараз
Зв'язок з постачальником

JingHongYi PCB (HK) Co., Limited

Керівні принципи проектування плати Bluetooth
Керівні принципи проектування плати Bluetooth

Друковані плати з технологією Bluetooth можуть мати проблеми з перешкодами, втратою даних та поганою цілісністю сигналу, якщо не вжити певних заходів обережності. Ми викладемо багато правил та рекомендацій, які слід враховувати при виборі технології Bluetooth для певної програми, а точніше, при проектуванні її на друкованій платі.

Різні програми використовують Bluetooth, зокрема:
  • Маяки, що використовуються в торгових центрах
  • Еддістонові рами для промислових зондування
  • Гарнітури та аудіо / стерео вироби
  • Віддалені периферійні пристрої, такі як контролер відеоігор або комп'ютерні миші / клавіатури
  • Системи домашньої автоматизації
  • Програми бездротової побутової електроніки, включаючи камери, принтери та телефони
Кожне додаток включає одну і ту ж загальну технологію Bluetooth, але використовує її по-різному, і залежно від типу підключення, інженер-розробник повинен включити основні принципи для оптимізації цілісності сигналу та загальної ефективності пристрою.

Bluetooth не дуже швидкий вибір бездротового зв'язку в порівнянні з Wi-Fi, однак він стає швидшим. Він також погано проходить крізь стіни та інші сусідні перешкоди і має слабкий діапазон.

Це все ще хороший вибір, незважаючи на незавершене виробництво (5.0 - останнє оновлення і є пристойним покращенням порівняно з 4.2). Здебільшого це досить малопотужний, надійний, безпечний, широко підтримуваний варіант, який можна легко реалізувати на широкому діапазоні невеликих периферійних пристроїв.

Bluetooth існує вже понад 20 років і все ще розвивається, і хоча за ці роки він покращився у швидкості, потужності, радіусі дії, безпеці та інших характеристиках, здається, у нього все ще є одні й ті ж проблеми з моменту його створення в середині 90-ті роки, включаючи сприйнятливість до перешкод сигналу.

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

Ось декілька міркувань щодо дизайну мікросхеми Bluetooth та загальні правила використання:

Використовуйте сертифіковані модулі

1. Якщо ви вбудовуєте Bluetooth у продукт і обмежуєтеся ресурсами, подумайте про використання попередньо сертифікованого, повністю вміщеного модуля, який допоможе пришвидшити розробку та час виходу на ринок. Зрештою це може трохи затратити, але, як правило, запобіжить кілька головних болів, які можуть виникнути внаслідок розміщення / проектування антени та сприйнятливості до електромагнітних пошкоджень.

Сьогодні на ринку існує кілька сертифікованих модулів за доступною ціною, і більшість з них включають невеликий ARM-процесор, такий як RN4020 або RN4870 від Microchip, або BT121 або BGM113 від Silicon Labs. Наявність процесора на борту забезпечує йому більшу гнучкість та потужність, наприклад, керування простими периферійними пристроями через GPIO, SPI, I2C, ШІМ тощо, на додаток до стеку Bluetooth.
bluetooth-pcb-design
Перевірте вибір пристрою Bluetooth

2. Переконайтеся, що ви обираєте відповідний пристрій Bluetooth для програми, а також, що антена також була відповідним розміром та налаштована.

Якщо ви збираєтеся застосувати простий приклад маяка, де вам потрібно лише рекламувати місцезнаходження або дані з короткими стрибками / інтервалами, тоді можна використовувати економічне рішення з низьким енергоспоживанням (Bluetooth Low Energy або BLE) з мінімальними функціями та периферійними пристроями. для економії бортової нерухомості та кінцевих витрат.

Якщо ви шукаєте більше додатків з більшою пропускною здатністю, потоковою передачею аудіо чи обміном даних, то вам може знадобитися щось, що має трохи більшу потужність передачі сигналів, вищу чутливість до швидкості передачі даних і швидшу швидкість передачі даних (хоча це сповільнює дані) швидкість зазвичай може допомогти мінімізувати випали пакети).

Якщо ви шукаєте свого роду все-в-одному чіп, розгляньте можливість використання наборів мікросхем, що містять потужні або вторинні процесори, які включають доступні виводи UART, SPI, I2C, ШІМ, АЦП, ЦАП та GPIO.

Якщо ви працюєте над чимось, що сильно залежить від читання RSSI, переконайтеся, що на його моніторі RSSI достатньо роздільної здатності дБ.

Відокремте або видаліть мідні сигнали та високоенергетичні компоненти

3. Під час проектування мікросхеми чи модуля Bluetooth тримайте антенну область повністю вільною від сусідніх мідних сигналів або компонентів, що несуть значну кількість енергії (особливо переключених шляхів живлення, таких як підсилювач або перетворювачі).

Сюди також входить збереження площі (та шарів дошки) вільною від площин та багатокутників. Більшість виробників чіпсетів Bluetooth надаватимуть вказівки щодо компонування, яких слід ретельно дотримуватися під час проектування друкованих плат. Якщо ви розкладаєте область антени вручну, використовуйте заземлювач, як підходить, щоб зберегти хорошу пропускну здатність на вході та переконайтеся, що ви маєте достатньо місця для налаштування елементів (заземлення потрібно для друкованих та керамічних антен).

Використовуйте грунтові шви, щоб запобігти небажаному випромінюванню з краю друкованої плати, оскільки воно може проникати поблизу сигналів Bluetooth. Якщо можете, спробуйте зробити форму плати оптимізованою для пристрою Bluetooth та місця, де вона знаходиться, антена, тримаючи її на краю та подалі від сусідніх компонентів та сигналів. Якщо ви використовуєте аналогові сигнали, такі як аудіо, переконайтесь, що аналогова та цифрова площини заземлення розділені.

І це завжди хороша ідея захистити електроніку (звичайно, не антену), щоб запобігти поперечному зчепленню та мінімізувати підхоплення шуму.
pcb-design-bluetooth-circuit-board
Примітки до джерела живлення

4. Переконайтеся, що шина, що подає живлення на модуль або мікросхему Bluetooth, чиста, і використовуйте байпас (1,0 вгору) та роз'єднувальні конденсатори (0,1 мкФ та 10 нФ), де це необхідно. Також сміливо використовуйте феритові кульки на силовій шині, що входять у область Bluetooth плати, щоб відкинути високочастотні шуми.

Інструменти та аналіз

5. Якщо ви проектуєте зону антени, переконайтесь, що у вас є належне обладнання (наприклад, аналізатор мережі) для аналізу та настройки відповідної мережі, або розгляньте можливість надсилання проекту до незалежної лабораторії випробувань.

Розглянемо реальні перешкоди

6. Існує широкий спектр речей, які можуть спричинити перешкоди або де-налаштування під час з’єднання Bluetooth, включаючи воду поблизу (люди теж - ми в основному зроблені з води), металізовані предмети, смартфони / планшети, комп’ютери, пристрої, що працюють на той самий діапазон ISM, такий як мікрохвильові печі або технології бездротової локальної мережі, джерела живлення, бездротове радіочастотне відео, офісне освітлення та домашні телефони.

Він надзвичайно сприйнятливий до втрати сигналу навіть у парі на близькій відстані (1-2 метри). Якщо існує більший ризик того, що подібні речі вплинуть на якість сигналу, виберіть пристрій із більшою потужністю та працюйте на меншій швидкості, щоб мінімізувати падіння пакетів. Або якщо електроніка знаходиться всередині корпусу, переконайтеся, що металізовані матеріали зведені до мінімуму та віддалені від модуля BLE. Зв'язок між потужністю сигналу Bluetooth та відстанню не є лінійною залежністю. Насправді, це дуже нелінійно і дещо непередбачувано, виходячи з навколишнього середовища, але наслідує загальну схему (показано нижче).
rssi-distance
Незалежно від того, розробляєте ви невеликий простий модуль Beacon, або енергоємний Bluetooth-концентратор для потокового передавання даних, дотримання цих міркувань може заощадити вам безліч головних болів на етапі тестування / впровадження проектування.

З розширенням збірки друкованої плати Bluetooth це захоплюючий час для включення бездротового зв'язку та управління у продукти, і майбутнє принесе лише менші, швидші, дешевші та міцніші компоненти Bluetooth.

У друкованій платі JHY ми дуже раді допомогти втілити ці нові концепції в реальність. Партнерство з досвідченим виробником друкованих плат та збіркою друкованих плат із інженерами, які мають давні стосунки з постачальниками компонентів, є вирішальним для успіху наступних потреб у виробництві та складанні друкованих плат.

Список пов'язаних товарів

Будинок

Product

Whatsapp

Про нас

Запит