BLE для IOT и умного дома

[nikolz]

Крошечная СнК Bluetooth LE не требует программирования
29-10-2020

InPlay IN100
Jean-Pierre Joosting
Microwave Engineering Europe
Миниатюрная СнК обеспечивает лучшие в своем классе радиочастотные характеристики, не требует программирования и отличается сверхнизким энергопотреблением
Компания InPlay, выпустившая СнК Bluetooth маяка IN100, утверждает, что это самый миниатюрный Bluetooth продукт, не требующий программирования, который снизит технические барьеры и позволит любому конструктору легко создавать свои собственные беспроводные приложения, не беспокоясь об изучении сложного стека протоколов Bluetooth и разработке встроенного программного обеспечения.

Эта СнК, основанная на разработанной InPlay технологии NanoBeacon, имеет размеры корпуса всего 2.5 × 2.0 мм и идеально подходит для приложений с активными RFID или беспроводными датчиками следующего поколения. Разработчик просто конфигурирует предопределенный идентификатор и параметры объявлений в однократно программируемой памяти IN100, и как только устройство включается, оно запускается как объявитель Bluetooth и передает информацию с указанным идентификатором.
IN100 также поддерживает различные типы интерфейсов датчиков, включая аналоговые и цифровые сенсорные интерфейсы. Разработчики могут легко подключить IN100 к датчику, настроить его пороги и, как только пороговое значение будет достигнуто, передать по беспроводной сети оповещения или необработанные данные датчика через эфирный интерфейс Bluetooth.
Средний ток, потребляемый устройством при интервале объявлений 10 секунд, составляет всего 1.4 мкА, и 650 нА при интервале объявлений 1 минута. Загрузка СнК данными объявлений может динамически настраиваться с помощью внешнего микроконтроллера через интерфейс UART.
Повышенная безопасность обеспечивается аутентификацией идентификатора объявителя и конфиденциальностью данных объявлений. Среди других особенностей устройства следует выделить однопроводную шину для ввода-вывода и приложений с ограниченным пространством, встроенные коммутаторы нагрузки со сверхнизкими утечками и широкий диапазон рабочих напряжений от 1.1 до 3.6 В, совместимый со всеми типами батарей.

 

[pvvx]

В будущем будет создан самый миниатюрный Bluetooth продукт, не требующий программирования, который снизит гуманитарные барьеры и позволит любому супер специалисту создавать свои собственные беспроводные приложения, не беспокоясь об изучении простого стека протоколов Bluetooth и разработке встроенного программного обеспечения.

Массовое производство будет развернуто в первой половине 20 столетия!

 

[pvvx]

А пока, уже более пары лет, народу доступны (на али и т.д.) чипы SoC c BT 5.0 изготовленные по технологии производства <= 40 нм у которых токи утечек в режимах sleep с активностью встроенных генераторов RTC прочей периферией и утечками памяти менее 2-х uA, позволяющие достигнуть в режимах работы BLE маяка токи менее 1 uA.

Чтобы BLE маяк был отзывчивым, т.е. более менее опознавался текущими смартами или прочими устройствами, то время выдачи beacon должно быть до 3-х секунд. Спецификация BLE имеет предельный период в 4 сек.
Т.к. любой современный чип BLE выпущенный за последние 3 года имеет время выхода из режима sleep до 3-х мс, то время активности рассчитывается так:
До 3-х мс время восстановления + время длительности передачи маяка на стандартных каналах + до 1 мс на вход в режим sleep.

В итоге имеем:
3..5 мс средний ток около 10 мА (при TX RF +10Дб) + 2996 мс ток sleep менее 1 uA (типичный для большинства современных SoC с али(!) уже имеющихся на руках у многих).

Средний ток составляет: (4*10+2996*0.001) / 3000 = 0.014332 мА или 14 uA.

Т.е. основное потребление идет на передачу маяка и определяется длительностями передачи RF пакета (см. документацию BLE). Маяк должен передавать пакеты на 3 стандартных канала. При этом потребление чипов описывается только технологией производства кристалла и не может разниться более чем в 2 раза. Т.е. минималка, включающая учтенные soft и hard издержки составляет около 11 мА * 3 мс при RF TX +10 дБ. Если включить понижение отдачи RF до предела, то минимум будет определяться потреблением самого CPU в SoC, что на сегодня актуально к показателям около 5 мА.

Без учета тока утечек в sleep имеем среднее потребление в 33 мА / период в мс для +10дБ. Для 10 сек это 3.3 uA (!), а при TX -10дБ уже 1.5 uA.

nicolz – судя по вашей статье описываемый чип не имеет поддержки выше BT 4.2 когда ввели дополнение на повышение выходной мощности. Это можно рассчитать по указаниям среднего тока из горе статьи.

Нафиг такой чип, т.к. в текущей городской реальности он даст связь до 5 метров по прямой.

 

[nikolz]

имеет размеры корпуса всего 2.5 × 2.0 мм и идеально подходит для приложений с активными RFID

 

[pvvx]

имеет размеры корпуса всего 2.5 × 2.0 мм и идеально подходит для приложений с активными RFID

У него такой большой кристалл? Обычно, уже десятки лет оно у всех меньше, особливо в без-корпусных RFID.