Bluetooth PCBA fördern die Entwicklung von drahtlosen elektronischen Produkten

Die Menschen nutzen die Bluetooth-Technologie seit mehr als 20 Jahren, und Bluetooth PCBA ist ein sehr gängiger Bestandteil von Mobiltelefonen und einigen anderen intelligenten Geräten, die über Bluetooth funktionieren. Mit der zunehmenden Häufigkeit der Anwendung von Bluetooth PCBA in elektronischen Produkten wird eine technologische Revolution im elektronischen Bereich ausgelöst. Die Entwicklung der Bluetooth-Technologie, die eingesetzt wird, um die Nachfrage der Verbraucher zu befriedigen, ist zum Motor der Entwicklung von intelligenten Gebäuden, intelligenten Industrien und intelligenten Städten geworden.

Erfahren Sie mehr über Bluetooth PCBA

Bluetooth ist eine Verbesserung der Infrarot-Technologie, die abgeschafft wurde, weil die Infrarot-Technologie nicht zulässt, dass sich mehrere Signalquellen mit dem Netzwerk verbinden, und weil sie auf Richtungssensoren angewiesen ist, um zu funktionieren. Bluetooth ist eine drahtlose Kommunikation, die Funkfrequenzen nutzt, um Informationen zwischen Geräten auszutauschen. Es funktioniert ähnlich wie Wi-Fi und arbeitet mit einer Frequenz von 2,5 GHz. Einige Bluetooth-Geräte sind so konzipiert, dass sie Verbindungen zu sieben Geräten herstellen können. Master Bluetooth überträgt Daten nacheinander an die angeschlossenen Geräte. Die Frequenzwerte für Bluetooth liegen zwischen einem und hundert Metern. Die beste Eigenschaft von Bluetooth-Geräten ist, dass sie den Energieverbrauch senken können, wenn keine Daten zwischen den Geräten übertragen werden. Die Bluetooth-Technologie hat sich seit ihrer Einführung zu einem wichtigen Bestandteil von Fernbedienungen, drahtlosen Lautsprechern und drahtlosen Kommunikationsgeräten entwickelt.

Funktionsprinzip der Bluetooth Technologie

Um Signale zwischen zwei nicht miteinander verbundenen Geräten zu übertragen, haben diese elektronischen Geräte alle eine Antenne, die mit der Oberfläche der Antennenplatine verbunden ist, die das empfangene Signal an die Platine weiterleitet, wo es verarbeitet und ausgegeben wird. Das Funktionsprinzip von Bluetooth ist sehr einfach und lässt sich zum Verständnis grob in drei Ebenen unterteilen: Master-Slave-Beziehung, Übertragungsprozess und Datenübertragung.

Die Master-Slave-Beziehung bei der Bluetooth-Kommunikation:

  • Eine Seite des elektronischen Geräts für die Datenübertragung ist die Master-Rolle und die andere Seite ist die Slave-Rolle
  • Um Bluetooth zu aktivieren, müssen beide Rollen angegeben werden, und die Suche beginnt mit der Hauptrolle
  • Bis zu 7 Geräte können angeschlossen werden
  • Die Rollenbeziehung ist nicht absolut, in der Regel wird der Absender des Signals als die Hauptrolle betrachtet
 

Bluetooth-Anrufverfahren:

  • Geräte, die zueinander passen, benötigen einen PIN-Code
  • Das Slave-Gerät muss die Vertrauensinformationen des Master-Geräts erhalten
  • Beide Geräte, die zusammengeführt wurden, können eine Anfrage zur Kettenbildung starten
  • Beide Geräte können eine Anfrage zum Trennen der Verbindung initiieren
 

Datenübertragung

  • Das elektronische Gerät ist mit zwei Paarungsinformationen voreingestellt
  • Das Slave-Gerät ist still: es kann nur mit dem Master-Gerät kommunizieren und wird von anderen Geräten nicht gefunden.
  • Entwicklungsstatus des Slave-Geräts: es kann vom Master-Gerät gesucht werden und kann Verbindungen mit anderen Geräten herstellen

Zusammensetzung der Bluetooth PCBA

Es sind zwei Induktivitäten an die PCBA Platine, die die Impedanz der Antenne variiert, um einen guten Empfang und eine gute Übertragung des Signals zu gewährleisten. Auf der Platine sind 4 Pins konfiguriert, nämlich State, Enable, Communication und Power Supply. An diesen Pins befinden sich verschiedene Komponenten wie Widerstandsdioden und Kondensatoren. Einige andere Teile von Leiterplatten sind Spannungsregler, Ics und Quarzuhren. Nehmen wir das derzeit gängigste CSR-Bluetooth-Modul der Serie 86XX als Beispiel, das wie folgt zusammengesetzt ist:

  • Bluetooth SOC, (Bluetooth-Chip wie CS8635)
  • 16MHz bis 32MHz Uhrenquarz
  • RF-Bandpassfilter + ANT (Keramikantenne oder PCB-Antenne)
  • SMPS Leistungsinduktoren
  • Filterkondensator
  • Chips für erweiterten Speicher wie EEPROM oder SPI FLASH
  • 4-Lagen-Platine (alle oben genannten elektronischen Komponenten müssen auf der Platine montiert werden)

Anwendungen von Bluetooth PCBA

Im Folgenden werden verschiedene Anwendungen von Bluetooth-Karten erläutert

Multimedia Übertragung

Die Bluetooth-Verbindung hilft bei der einfachen Übertragung von Songs und Videos. Alle Quellen, die Audio- und Videodaten übertragen und empfangen, sind mit Bluetooth-Karten ausgestattet. Auch Ihre Mobiltelefone verfügen über diese Platinen, so dass Sie Lieder und Videos abspielen und auf andere Bluetooth-Geräte übertragen können. Für die Übertragung von Audio- und Sprachsignalen sind Bluetooth-Platinen Teil des Schaltkreises, der in Kopfhörern verwendet wird. Die Bluetooth-Platinen sind die Hauptkomponente, die die Übertragung von Audiosignalen an Ihren Kopfhörer ermöglicht, so dass Sie verschiedene Lieder hören können. Die Funktionsweise der PCBA des Bluetooth-Headsets ist in etwa wie folgt:

  • Der Dekodierungschip in der PCBA dekodiert die Audiodatei. Nach Abschluss der Dekodierung werden digitale Signale von 0 und 1 erzeugt, die über die Bluetooth-Antenne an das Headset gesendet werden.
  • Nachdem das Bluetooth-Headset das digitale Signal empfangen hat, wird das digitale Signal durch den Digital/Analog-Wandler-Chip im Headset in Audio umgewandelt.
  • Das analoge Signal wird durch den Signalverstärkerchip auf der Kopfhörer-PCBA verstärkt
  • Das Bluetooth-Headset empfängt das verstärkte Signal und gibt den Ton ab

Bluetooth-Tastatur und -Maus

Mit dem Fortschritt der Technologie hat die Verwendung von Bluetooth-Tastaturen und -Mäusen durch technologieorientierte Unternehmen von Jahr zu Jahr zugenommen. Verschiedene Arten von Bluetooth-Tastaturen und -Mäusen verwenden Bluetooth-PCBA-Platinen, um Verbindungen mit dem Computer herzustellen, und wir können unsere Aufgaben am Computer bequemer erledigen. Zwar wurden auch Infrarotfrequenzen für die drahtlose Kommunikation verwendet, aber die Bluetooth-Technologie ist zweifellos der beste Weg für eine drahtlose Verbindung. 

Wir haben bereits erwähnt, dass "Bluetooth nicht gleichbedeutend mit kabellos" ist. Hier werden wir den Unterschied zwischen einer Bluetooth-Tastatur und einer kabellosen Tastatur als Beispiel verwenden, um den Unterschied zwischen den beiden zu erklären.

Verschiedene Verbindungsmethoden:

Bluetooth-Tastatur: Verwenden Sie das Bluetooth-Übertragungsprotokoll für die Datenübertragung und führen Sie die Bluetooth-Kommunikation innerhalb der effektiven Reichweite der Bluetooth-PCBA (innerhalb von 10 m) durch.

Kabellose Tastaturen: Übertragen Signale an bestimmte elektronische Geräte über Infrarottechnologie oder Funkwellen. Die Bluetooth-Technologie ist eine Weiterentwicklung der Infrarot-Technologie.

Verschiedene Methoden des Signalempfangs:

Bluetooth-Tastatur: Empfangen und senden Sie Signale über die im Gerät installierte Bluetooth PCBA-Antenne.

Kabellose Tastatur: Empfängt Signale über einen Empfänger, der außerhalb des Geräts angebracht ist.

Bluetooth-Lautsprecher

Da Bluetooth-Lautsprecher sehr beliebt geworden sind, um das Erlebnis zu verbessern, ist ihr Marktanteil inzwischen sehr groß. Die Funktionsweise von Bluetooth-Lautsprechern ist die gleiche wie bei Bluetooth. Die Bluetooth-PCBA befindet sich im Lautsprecher, hauptsächlich auf der Hauptplatine, die den gesamten Betrieb des Bluetooth-Lautsprechers steuert.

Wenn Sie den Lautsprecher öffnen, um die Bluetooth-Platine zu betrachten, werden Sie feststellen, dass verschiedene Komponenten wie Audioverstärker, Spannungsstabilisator und Ladegerät vorhanden sind. Auf der anderen Seite der Platine befinden sich Tasten zur Lautstärkeregelung, eine Ein- und Ausschalttaste und ein Mikrofon für Sprachanrufe. Einige andere Komponenten sind ein Lautsprecher, eine Batterie und eine sekundäre Platine, die den USB-Anschluss mit Strom versorgt, eine Einschalttaste und LEDs.

Für die Einrichtung eines Bluetooth-Netzwerks auf der Platine gibt es einen IC, der mit den Bluetooth-Platinen konfiguriert ist. Dieser IC kann für jedes Audiogerät verwendet werden, z.B. für einen Bluetooth-Lautsprecher. Das Bluetooth-Modul kann zahlreiche Funktionen unterstützen, wie z.B. Bluetooth 4.0, Lin in audio wireless stereo audio, etc.

Ein weiterer Hauptbestandteil des Bluetooth-Lautsprechers ist eine Antenne, die Daten über die Bluetooth-Karte sendet und empfängt. Die Antenne hat zwei Induktoren L4 und L6, die den Betrieb der Antenne steuern.

FS Technology zeigt Ihnen im Folgenden die Vor- und Nachteile von Bluetooth-Lautsprechern.

Einfaches Layout

Im Zeitalter der Mobiltelefone sind die Lautsprecher, die über die Bluetooth PCBA des Mobiltelefons verbunden sind, bei jungen Leuten sehr beliebt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lautsprechern verfügt er über eine Bluetooth Audio PCBA in seinem Inneren, die eine kabellose Verbindung ermöglicht, so dass er überall in der Wohnung aufgestellt werden kann und auch mitgenommen werden kann.

Schlechte Akkulaufzeit

Da sich die Lithiumbatterie-Technologie bis zu einem Engpass entwickelt hat, ist die Akkulaufzeit des Bluetooth-Lautsprechers, dessen größtes Verkaufsargument seine geringe Größe und sein geringes Gewicht sind, unbefriedigend. FS Technology ist der Meinung, dass es zwei Lösungen gibt, um dieses Problem zu beseitigen. Die erste Möglichkeit besteht darin, die Akkukapazität zu erhöhen, indem die Lautstärke des Lautsprechers erhöht wird. Die zweite Möglichkeit ist die Verwendung des IMS PCBA Platine mit stärkerer Wärmeableitung, um den Leistungsverlust durch Verringerung der Wärmeverluste zu reduzieren.

Geringe Tonqualität

Bei Audiogeräten achten die Verbraucher vor allem auf die Klangqualität der Lautsprecher. Aber im Vergleich zu kabelgebundenen Geräten ist das Problem der Signalübertragung die Schwachstelle der drahtlosen Geräte. In Bezug auf die Hardwareausstattung verringern wir das Problem des Klangqualitätsverlusts durch die Konfiguration hochwertigerer Lautsprecher und Schaltungssysteme, aber die Übertragungsgeschwindigkeit von Bluetooth-Signalen ist zu einem begrenzenden Faktor geworden. Nach den Erfahrungen, die FS Technology in der Vergangenheit mit Bluetooth-Projekten gemacht hat, verwenden einige Markenunternehmen, die sich für Klangqualität einsetzen, oft höherpreisige PCBAs für Hochfrequenzen um das Problem der Übertragungsgeschwindigkeit und der Verluste zu lösen.

Automatische Synchronisierung

Das auf dem IoT basierende Gerät verwendet Bluetooth als Bausteinelement. Durch den Einsatz von Smartphones wird die Temperatur eines beliebigen Instruments über die Bluetooth-Frequenz gemessen. Diese Geräte verwenden Bluetooth-Karten für die automatische Synchronisierung und den Austausch von Daten zwischen den verschiedenen intelligenten Geräten.

Bluetooth PCBA Modul

Die einfache Technik zur Konfiguration der Bluetooth-Funktion in den Geräten ist die Verwendung von Bluetooth-Modulen. Es handelt sich um eine PCBA-Platine mit integrierter Bluetooth-Funktion für die drahtlose Netzwerkkommunikation. Hinsichtlich der Funktionen unterteilt FS Technology sie in drei Kategorien: Datenmodule, Audiomodule und Audio + Daten Zwei-in-Eins-Module, die alle halbfertige Produkte sind. Um spätere Anwendungen zu erleichtern, verarbeiten die Hersteller sie in der Regel auf Chip-Basis. Die Datenübertragungsrate für dieses Modul beträgt 2,4 GHz mit drei Mbps und unterstützt Bluetooth 2.0. Dieses Modul verfügt über ein Ein-Chip-Bluetooth-System und CMOS-Technologie. Seine Abmessungen betragen 12,7 mm x 27 mm. Für Anbieter elektronischer Produkte oder Unternehmen, die mechanische Bauteile montieren, hat die Verwendung von Bluetooth PCB-Modulen folgende Vorteile:

  • Erleichtert den Entwurf von Schaltungen und reduziert die Zertifizierungskosten
  • Modul PCBA sind etwas teuer, aber für größere Produktionen wirtschaftlich
  • Das Bluetooth-Modul hilft, die serielle Schnittstelle durch drahtlose Kommunikation zu verbessern
  • Bluetooth-Module sind Hardware, die über eine eingebaute Bluetooth-Platine verfügen und die drahtlosen Geräte für den Betrieb mit PCs steuern.
  • Einige Bluetooth PCBAs verfügen über einen USB-Anschluss, der direkte Verbindungen mit verschiedenen Systemen ermöglicht.
  • Sie können ein Bluetooth-Modul kaufen und mit Motherboards verbinden, um über die Bluetooth-Frequenz zu arbeiten.
  • Es gibt verschiedene Klassenstufen für Bluetooth, die die Reichweite von Bluetooth-Modulen definieren
  • Bluetooth-Module können verschiedene elektronische Geräte unterstützen und bieten Mikrocontroller zur Bereitstellung von Bluetooth-Funktionen
  • Verschiedene Arten von Bluetooth-Modulen werden üblicherweise als HC 05 Bluetooth Module mit seriellem Anschlussprotokoll verwendet

Bluetooth-Senderplatine

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um ein Hardware-Gerät für den Bluetooth-Signalsender, der ein Signalübertragungsmodul ist. Wenn wir einen Bluetooth-Sender für elektronische Produkte wie Desktop-Computer und Fernsehgeräte anschließen, die keine Bluetooth-Funktionen haben, kann er zu einem Bluetooth-Produkt werden. Wenn Sie einen Song über einen Bluetooth-Lautsprecher hören, erhält dieser den Ton vom Telefon, der über die Bluetooth-Senderkarte übertragen wird. Die Sensordaten werden durch den Sender gesteuert, um eine einfache Übertragung zu ermöglichen. Dieses Board ist außerdem mit einem wiederverwendbaren Akku und einem Ladesystem ausgestattet.

Es gibt 3 Hauptbestandteile der Bluetooth-Senderschaltung: Sensordaten, geregelte Spannung und drahtlose Übertragung. Die geregelte Spannung wird für die Stromversorgung des Sensorschaltkreises, des Bluetooth-Senders und der Steuerungen verwendet. Die Daten werden im Bluetooth-Sender als Sensordaten bezeichnet und haben die Werte 1, 2, 3 oder 4.

Die Kombination aus elektrischen und Programmierfunktionen ist der letzte Teil der drahtlosen Kommunikation. Er sendet die Bluetooth-Protokolle über die Luft an das gewünschte Modul. Der Bluetooth-Sender hilft auch beim Herstellen von Verbindungen mit bereits vorhandenen Geräten in der Nähe. Auf der Bluetooth-Platine befindet sich eine LED, die den Ein- und Aus-Status des Geräts anzeigt. Wenn der Sender mit Strom versorgt wird, stellen Sie eine Verbindung zu einem leicht zugänglichen Gerät her.

Das Gerät befindet sich im Standby-Modus, bis das Signal an den Sender gegeben wird. Eine wiederaufbereitete Batterie sorgt dafür, dass das Gerät ohne Unterbrechung mit Strom versorgt wird. In einigen Geräten wird ein Lithium-Ionen-Akku für einen langen Betrieb verwendet.

Auf der Platine des Bluetooth-Senders befinden sich ein Anschluss zum Aufladen, ein Spannungsverstärker und Bluetooth. Dieser Sender verfügt über eine Abspiel- und eine Lautstärkeregelungstaste, um die Musik zu regulieren.

Bluetooth-Empfänger-Platine

Ein Bluetooth-Empfänger wird verwendet, um das Signal von einem Bluetooth-unterstützten Gerät zu empfangen und an andere Module zu senden. Jedes Gerät verfügt über ein Bluetooth-Empfangssystem in der Schaltung, um den Betrieb zu steuern. Es wird eine wiederaufladbare Batterie verwendet, die nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden muss. In einigen Geräten wird ein Lithium-Ionen-Akku verwendet, der die Betriebszeit bei einmaligem Aufladen verlängert. Die Platine ist mit einem Akku ausgestattet, der ein Überladen und Entladen des Akkus verhindert.

Auf der Bluetooth-Platine befindet sich eine Antenne, die das Signal vom Telefon oder Bluetooth-Gerät empfängt. Die Struktur der Platine entspricht der eines Bluetooth-Lautsprechers und ist mit Icons bestückt. Für das Verstärkersystem gibt es einen Hilfsausgang auf der Platine. Für den reibungslosen Betrieb sind auf der Platine ein Verstärker und ein Spannungsregler installiert. Den Bluetooth-Empfänger können Sie ganz einfach in einem Elektronikfachgeschäft erwerben, das je nach Verwendung verschiedene Komponenten anbietet.

Es müssen professionelle Maßnahmen ergriffen werden, um die Bluetooth-Platine zu erstellen, wenn diese Maßnahmen nicht befolgt werden, werden einige Funktionen wie die Reichweite von Bluetooth und andere damit verbundene Funktionen nicht erreicht.

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