Bluetooth PCBA promuovere lo sviluppo di prodotti elettronici senza fili

L'uomo utilizza la tecnologia Bluetooth da oltre 20 anni e il PCBA Bluetooth è una parte molto comune dei telefoni cellulari e di altri dispositivi intelligenti che funzionano tramite Bluetooth. Con l'aumento della frequenza di applicazione del PCBA Bluetooth nei prodotti elettronici, si sta innescando una rivoluzione tecnologica nel campo dell'elettronica. L'evoluzione della tecnologia Bluetooth, implementata per soddisfare la domanda dei consumatori, è diventata il motore dello sviluppo degli edifici intelligenti, delle industrie intelligenti e delle città intelligenti.

Informazioni sul PCBA Bluetooth

Il Bluetooth è un miglioramento della tecnologia a infrarossi, che è stata eliminata perché i sistemi a infrarossi non consentono a più fonti di segnale di connettersi alla rete e devono affidarsi a sensori direzionali per funzionare. Il Bluetooth è una comunicazione wireless che utilizza la radiofrequenza per condividere le informazioni tra i dispositivi. Il suo funzionamento è simile a quello del Wi-Fi e opera sulla frequenza di 2,5 GHz. Alcuni dispositivi Bluetooth sono in grado di collegarsi a sette dispositivi. Il Master Bluetooth trasferisce i dati in sequenza ai dispositivi collegati. I valori di frequenza del Bluetooth sono compresi tra uno e cento metri. La caratteristica migliore dei dispositivi Bluetooth è che possono ridurre il consumo di energia quando non c'è trasferimento di dati tra i dispositivi. La tecnologia Bluetooth è diventata un componente importante dei dispositivi di controllo remoto, degli altoparlanti wireless e dei dispositivi di comunicazione wireless fin dalla sua nascita.

Principio di funzionamento della tecnologia Bluetooth

Per trasmettere segnali tra due dispositivi scollegati, questi dispositivi elettronici sono tutti dotati di un'antenna collegata alla superficie del circuito dell'antenna, che trasmette il segnale ricevuto alla scheda, dove viene elaborato e inviato. Il principio di funzionamento del Bluetooth è molto semplice e può essere suddiviso grossolanamente in tre livelli: rapporto master-slave, processo di trasmissione e trasmissione dei dati.

Il rapporto master-slave della comunicazione Bluetooth:

  • Un lato del dispositivo elettronico per la trasmissione dei dati è il ruolo di master e l'altro lato è il ruolo di slave.
  • Per attivare il Bluetooth, è necessario specificare entrambi i ruoli e la ricerca inizia dal ruolo principale.
  • È possibile collegare fino a 7 dispositivi
  • La relazione di ruolo non è assoluta, di solito il mittente del segnale è considerato il ruolo principale.
 

Processo di chiamata Bluetooth:

  • I dispositivi che corrispondono tra loro richiedono un codice PIN.
  • Il dispositivo slave deve ottenere le informazioni sulla fiducia del dispositivo master.
  • Entrambi i dispositivi che sono stati abbinati possono avviare una richiesta di costruzione della catena
  • Entrambi i dispositivi possono avviare una richiesta di disconnessione
 

Trasmissione dati

  • Il dispositivo elettronico è preimpostato con due informazioni di accoppiamento
  • Il dispositivo slave è silenzioso: può comunicare solo con il dispositivo master e non può essere trovato da altri dispositivi.
  • Stato di sviluppo del dispositivo slave: può essere cercato dal dispositivo master e può stabilire collegamenti con altri dispositivi.

Composizione del PCBA Bluetooth

Sono presenti due induttori collegati al PCBA che varia l'impedenza dell'antenna per garantire una buona ricezione e trasmissione del segnale. Sul circuito stampato sono configurati 4 pinout: stato, abilitazione, comunicazione e alimentazione. Su questi pin sono presenti diversi componenti, come diodi di resistenza e condensatori. Altre parti delle schede PCB sono regolatori di tensione, Ics e orologi a cristallo. Prendiamo come esempio l'attuale modulo Bluetooth CSR più mainstream della serie 86XX, la cui composizione è la seguente:

  • Bluetooth SOC, (chip Bluetooth come CS8635)
  • Cristallo di clock da 16 MHz a 32 MHz
  • Filtro passabanda RF + ANT (antenna ceramica o antenna PCB)
  • Induttori di potenza SMPS
  • Condensatore di filtro
  • Chip per la memorizzazione estesa come EEPROM o SPI FLASH
  • Scheda PCB a 4 strati (tutti i componenti elettronici di cui sopra devono essere montati sulla scheda PCB)

Applicazioni del PCBA Bluetooth

Di seguito sono illustrate le diverse applicazioni delle schede Bluetooth

Trasferimento multimediale

La connessione Bluetooth aiuta a trasferire canzoni e video con estrema facilità. Qualsiasi sorgente che trasferisce e riceve dati audio e video è dotata di schede Bluetooth. Anche i telefoni cellulari sono dotati di queste schede, per cui è possibile riprodurre canzoni e video e trasferirli ad altri dispositivi Bluetooth. Per la trasmissione del segnale audio e vocale, le schede Bluetooth fanno parte del circuito utilizzato negli auricolari. Le schede Bluetooth sono il componente principale che aiuta ad eseguire la trasmissione del segnale audio all'auricolare, consentendo di ascoltare diverse canzoni. Il lavoro del PCBA delle cuffie Bluetooth è grosso modo il seguente:

  • Il chip di decodifica nel PCBA decodifica il file audio e, al termine della decodifica, genera segnali digitali di 0 e 1 che vengono inviati alle cuffie attraverso l'antenna Bluetooth.
  • Dopo che l'auricolare Bluetooth riceve il segnale digitale, questo viene convertito in audio attraverso il chip PCBA di conversione digitale-analogica all'interno dell'auricolare.
  • Il segnale analogico viene amplificato dal chip di amplificazione del segnale sul PCBA della cuffia.
  • L'auricolare Bluetooth riceve il segnale amplificato ed emette il suono.

Tastiera e mouse Bluetooth

Con l'avanzamento della tecnologia, l'uso di tastiere e mouse Bluetooth da parte delle imprese tecnologiche è aumentato di anno in anno. Diversi tipi di tastiere e mouse Bluetooth utilizzano schede PCBA Bluetooth per stabilire connessioni con il computer, consentendoci di svolgere più comodamente le nostre attività al computer. Anche se la frequenza a infrarossi è stata utilizzata per effettuare comunicazioni wireless, la tecnologia Bluetooth è senza dubbio il modo migliore per connettersi senza fili. 

Abbiamo detto in precedenza che "Bluetooth non è uguale a wireless"; qui useremo la tastiera Bluetooth e la tastiera wireless come esempio per spiegare la differenza tra le due.

Diversi metodi di connessione:

Tastiera Bluetooth: utilizzare il protocollo di trasmissione Bluetooth per la trasmissione dei dati ed eseguire la comunicazione Bluetooth entro la portata effettiva della PCBA Bluetooth (entro 10 m).

Tastiere wireless: Trasmettono segnali a dispositivi elettronici specifici tramite la tecnologia a infrarossi o le onde radio. La tecnologia Bluetooth è un aggiornamento della tecnologia a infrarossi.

Diversi metodi di ricezione del segnale:

Tastiera Bluetooth: Riceve e invia segnali attraverso l'antenna PCBA Bluetooth installata all'interno del dispositivo.

Tastiera wireless: Riceve i segnali attraverso un ricevitore montato all'esterno del dispositivo.

Altoparlanti Bluetooth

Poiché gli altoparlanti Bluetooth sono diventati molto popolari per migliorare l'esperienza, la loro quota di mercato è diventata dominante. Il funzionamento degli altoparlanti Bluetooth è lo stesso del Bluetooth. Il PCBA Bluetooth è collocato nell'altoparlante, principalmente sulla scheda del circuito principale che regola tutte le operazioni dell'altoparlante Bluetooth.

Se si apre l'altoparlante per vedere la scheda Bluetooth, si scopre che esistono diversi componenti come gli amplificatori audio, lo stabilizzatore di tensione e il caricatore. Sull'altro lato della scheda sono presenti i pulsanti di controllo del volume, di accensione e spegnimento e un microfono per le chiamate vocali. Altri componenti sono l'altoparlante, la batteria e il circuito secondario che alimenta l'USB, il pulsante di accensione e i LED.

Per la creazione di una rete Bluetooth sulla scheda, è disponibile un circuito integrato configurato con i PCB Bluetooth. Questo circuito integrato può essere utilizzato per qualsiasi dispositivo audio, ad esempio un altoparlante Bluetooth. Il modulo Bluetooth può supportare numerose funzioni come Bluetooth 4.0, Lin in audio wireless stereo, ecc.

Un'altra parte fondamentale dell'altoparlante Bluetooth è un'antenna che invia e riceve i dati attraverso la scheda Bluetooth. L'antenna è dotata di due induttori L4 e L6 che ne controllano il funzionamento.

FS Technology illustra di seguito i vantaggi e gli svantaggi degli altoparlanti Bluetooth.

Layout semplice

Nell'era dei telefoni cellulari, gli altoparlanti collegati attraverso il PCBA Bluetooth dei telefoni cellulari fanno innamorare i giovani. A differenza degli altoparlanti tradizionali, la sua struttura interna è dotata di un PCBA audio Bluetooth che ne consente la connessione wireless, permettendo di posizionarlo in qualsiasi punto della casa e di portarlo in giro.

Scarsa durata della batteria

Poiché la tecnologia delle batterie al litio si è sviluppata fino a raggiungere il collo di bottiglia, la durata della batteria dell'altoparlante Bluetooth, che ha nelle dimensioni ridotte e nella leggerezza il suo principale punto di forza, è insoddisfacente. FS Technology ritiene che ci siano due soluzioni per risolvere il problema. La prima consiste nell'aumentare la capacità della batteria aumentando il volume dell'altoparlante. La seconda soluzione consiste nell'utilizzare il IMS PCBA scheda con prestazioni di dissipazione del calore più elevate per ridurre la perdita di potenza riducendo la perdita di calore.

Bassa qualità del suono

Per le apparecchiature audio, i consumatori si preoccupano soprattutto della qualità del suono degli altoparlanti. Ma rispetto ai dispositivi cablati, il problema della trasmissione del segnale è il difetto dei dispositivi wireless. In termini di strutture hardware, riduciamo il problema della perdita di qualità del suono configurando altoparlanti e sistemi di circuiti di qualità superiore, ma la velocità di trasmissione dei segnali Bluetooth è diventata un fattore limitante. L'esperienza di servizio di FS Technology nei progetti Bluetooth precedenti ha dimostrato che alcune aziende di marca che sostengono la qualità del suono utilizzano spesso altoparlanti di prezzo più elevato. PCBA ad alta frequenza per risolvere il problema della velocità di trasmissione e delle perdite.

Sincronizzazione automatica

Il dispositivo basato sull'IoT utilizza il Bluetooth come elemento costitutivo. Attraverso l'uso di smartphone, la temperatura di qualsiasi strumento viene misurata grazie all'uso della frequenza Bluetooth. Questi dispositivi utilizzano le schede Bluetooth per la sincronizzazione automatica e la condivisione dei dati tra i diversi dispositivi intelligenti.

Modulo PCBA Bluetooth

La tecnica più semplice per configurare la funzione Bluetooth nei dispositivi è l'uso di moduli Bluetooth. Si tratta di una scheda PCBA con funzione Bluetooth integrata per la comunicazione di rete senza fili. In termini di funzioni, FS Technology li divide in tre categorie: moduli dati, moduli audio e moduli audio + dati due in uno, tutti prodotti semilavorati. Per facilitare le applicazioni successive, i produttori di solito li elaborano su base chip. La velocità di trasferimento dati per questo modulo è di 2,4 GHz con tre Mbps e supporta Bluetooth 2.0. Questo modulo è dotato di un sistema Bluetooth a chip singolo e di tecnologia CMOS. Le sue dimensioni sono 12,7 mm x 27 mm. Per i venditori di prodotti elettronici o le aziende di assemblaggio meccanico, l'uso di moduli PCB Bluetooth presenta i seguenti vantaggi:

  • Aiuta a progettare facilmente i circuiti e riduce i costi di certificazione.
  • I moduli PCBA sono un po' costosi, ma per le produzioni di grandi dimensioni sono economici
  • Il modulo Bluetooth consente di migliorare l'interfaccia seriale attraverso la comunicazione wireless.
  • I moduli Bluetooth sono hardware dotati di una scheda di circuito Bluetooth incorporata e fanno funzionare i dispositivi wireless con i PC.
  • Alcune PCBA Bluetooth dispongono di una connessione USB che consente di effettuare connessioni dirette con diversi sistemi.
  • Il modulo Bluetooth può essere acquistato e collegato alle schede madri per operare via cavo attraverso la frequenza Bluetooth.
  • Esistono diversi livelli di classi per il Bluetooth che definiscono la portata dei moduli Bluetooth
  • I moduli Bluetooth possono supportare diversi dispositivi elettronici e fornire microcontrollori per la funzionalità Bluetooth.
  • Diversi tipi di moduli Bluetooth sono comunemente utilizzati come moduli per il protocollo della porta seriale HC 05 Bluetooth

Circuito del trasmettitore Bluetooth

Come suggerisce il nome, si tratta di un dispositivo hardware per il trasmettitore di segnale Bluetooth, che è un modulo di trasmissione del segnale. Quando si collega un trasmettitore Bluetooth a prodotti elettronici come computer desktop e televisori che non dispongono di funzioni Bluetooth, questo può diventare un prodotto Bluetooth. Se si sta ascoltando una canzone su un altoparlante Bluetooth, questo riceve l'audio dal telefono attraverso la scheda del trasmettitore Bluetooth. I dati del sensore sono controllati dal trasmettitore per facilitare la trasmissione. Questa scheda è anche configurata con una batteria riciclabile e un sistema di ricarica.

Il circuito del trasmettitore Bluetooth comprende tre parti principali: i dati del sensore, la tensione regolata e la trasmissione wireless. La tensione regolata viene utilizzata per alimentare il circuito del sensore, il trasmettitore Bluetooth e i controllori. I dati vengono inviati al trasmettitore Bluetooth con il nome di dati del sensore, con valori di 1, 2, 3 o 4.

La combinazione di funzioni elettriche e di programmazione è l'ultima parte della comunicazione wireless. Invia i protocolli Bluetooth attraverso l'aria al modulo richiesto. Il trasmettitore Bluetooth aiuta anche a stabilire connessioni con i dispositivi esistenti vicini. Sulla scheda di circuito Bluetooth è presente un LED che indica lo stato di accensione e spegnimento del dispositivo. Quando il trasmettitore è alimentato, si collega a un dispositivo facilmente accessibile.

Il dispositivo è in modalità standby finché il segnale non viene inviato al trasmettitore. Per fornire energia senza interruzioni, viene utilizzata una batteria riciclata. In alcuni dispositivi, è presente una batteria agli ioni di litio utilizzata per operazioni prolungate.

Sul circuito del trasmettitore Bluetooth sono presenti una porta per la ricarica, un amplificatore a variazione di tensione e il Bluetooth. Questo trasmettitore è dotato di un pulsante di riproduzione e di controllo del volume per regolare la musica.

Circuito del ricevitore Bluetooth

Un ricevitore Bluetooth viene utilizzato per ricevere il segnale dal dispositivo supportato da Bluetooth e inviarlo ad altri moduli. Ogni dispositivo ha un sistema di ricezione Bluetooth nel circuito per controllare il funzionamento. Viene utilizzata una batteria ricaricabile che deve essere sostituita dopo un certo intervallo di tempo. In alcuni dispositivi, viene utilizzata una batteria agli ioni di litio che aumenta il tempo di funzionamento con una singola ricarica. La batteria è configurata con la scheda per evitare di sovraccaricarla e scaricarla.

Sul circuito Bluetooth è installata un'antenna che riceve il segnale dal telefono o dai dispositivi Bluetooth. La struttura della scheda è simile a quella del circuito dell'altoparlante Bluetooth ed è dotata di ic configurati a bordo. Per gestire il sistema di amplificazione è presente un'uscita ausiliaria sulla scheda. Per garantire un funzionamento ottimale, sulla scheda sono installati un amplificatore e un regolatore di tensione. Il ricevitore Bluetooth può essere facilmente reperito presso un negozio di elettronica locale e viene fornito con diversi componenti a seconda dell'uso.

Ci devono essere misure professionali da adottare per creare il circuito Bluetooth se non si seguono queste misure alcune funzioni come la portata del Bluetooth e altre operazioni correlate non saranno ottenute.

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