BluetoothのPCBAは、ワイヤレス電子製品の開発を促進する

人類は20年以上にわたってBluetooth技術を使用しており、Bluetooth PCBAは、Bluetoothを介して携帯電話や他のいくつかのスマートデバイスの機能の非常に一般的な部分です。電子製品のBluetooth PCBAの増加するアプリケーションの周波数では、それは電子分野で技術革命をオフに設定されています。消費者の需要を満たすために配置されたBluetooth技術の進化は、スマートビル、スマート産業、スマートシティの開発のエンジンとなっています。

Bluetooth PCBAについて知る

Bluetoothは赤外線技術を改良したもので、赤外線技術のシステムでは複数の信号源がネットワークに接続できず、指向性センサーに頼らなければ機能しないため、廃止された。Bluetoothは、無線周波数を使って機器間で情報を共有する無線通信です。その動作はWi-Fiと同様で、2.5GHzという周波数値で動作する。Bluetoothデバイスの中には、7台のデバイスと接続できるようなものもあります。マスターのBluetoothは、接続された機器に順番にデータを転送します。Bluetoothの周波数値は1〜100m程度です。Bluetoothの最大の特長は、機器間のデータ転送がない場合に、消費電力を低減できることです。Bluetoothは発売以来、リモコンやワイヤレススピーカー、無線通信機器などの主要な構成要素となっています。

Bluetooth技術の動作原理

切断された2つの機器間で信号を伝送するために、これらの電子機器はすべてアンテナ回路基板の表面に接続されたアンテナを持っており、受信した信号を基板に送信し、そこで処理されて出力される。Bluetoothの動作原理は非常にシンプルで、大きく分けて「主従関係」「伝送過程」「データ伝送」の3つのレベルで理解することができます。

Bluetooth通信の主従関係。

  • データ通信を行う電子機器の一方をマスター役、もう一方をスレーブ役とし
  • Bluetoothをオンにするには、両方のロールを指定する必要があり、検索はメインロールから開始されます
  • 最大7台まで接続可能
  • 役割関係は絶対的なものではなく、通常は信号の送り手が主役とみなされる
 

Bluetoothの通話処理。

  • 一致する機器同士はPINコードが必要です
  • スレーブ機器は、マスター機器のトラスト情報を取得する必要があります
  • マッチングされた両デバイスは、チェーンビルディングのリクエストを開始することができます。
  • 両方のデバイスが切断要求を開始することができる
 

データ通信

  • 電子機器には、あらかじめ2つのペアリング情報が設定されています。
  • スレーブデバイスは、マスターデバイスとのみ通信が可能で、他のデバイスから発見されることはありません。
  • スレーブ機器の開発状況:マスター機器から検索でき、他の機器とのリンクが確立できる。

Bluetooth PCBAの構成

の上に2つのインダクタが接続されています。 PCBA アンテナのインピーダンスを変化させ、信号の受信と送信を良好にする基板です。 基板上には、ステート、イネーブル、コミュニケーション、パワーサプライの4つのピンアウトが設定されています。これらのピンには、抵抗ダイオードやコンデンサーなどのさまざまな部品が配置されています。 その他、電圧レギュレータ、IC、水晶時計などの部品があります。 現在最も主流のCSR Bluetoothモジュール86XXシリーズを例にとると、その構成は次のようになります。

  • Bluetooth SOC, (CS8635などのBluetoothチップ)
  • 16MHz~32MHz クロック水晶
  • RFバンドパスフィルタ+ANT(セラミックアンテナまたはPCBアンテナ)
  • SMPS用パワーインダクタ
  • フィルターコンデンサ
  • EEPROMやSPI FLASHなどの拡張ストレージ用チップ
  • 4層PCB基板(上記の電子部品は全てPCB基板に実装する必要があります。)

Bluetooth PCBAの用途

Bluetoothボードのさまざまなアプリケーションを以下に説明します。

マルチメディア転送

Bluetoothの接続は、曲やビデオの転送を非常に簡単にするのに役立ちます。オーディオやビデオのデータを転送したり取得したりするソースには、Bluetoothボードが搭載されています。携帯電話にもこの基板が搭載されており、曲や動画の再生、他のBluetooth機器への転送が可能です。音声や音声信号の伝送には、Bluetoothの基板がイヤホンに使われている回路の一部になっています。Bluetoothの基板は、ヘッドセットへの音声信号伝送を行うための主要部品で、さまざまな曲を聴くことができます。BluetoothヘッドセットのPCBAの仕事は、おおよそ次のようなものです。

  • PCBA内のデコードチップで音声ファイルをデコードし、デコード完了後に0と1のデジタル信号を生成し、このデジタル信号をBluetoothアンテナを介してヘッドセットに送信する
  • Bluetoothヘッドセットがデジタル信号を受信した後、デジタル信号はヘッドセット内部のデジタル・アナログ変換PCBAチップを通してオーディオに変換されます
  • アナログ信号は、ヘッドホンPCBAの信号増幅チップで増幅されます
  • 増幅された信号を受信したBluetoothヘッドセットは、音を発する

Bluetoothキーボード・マウス

技術の進歩に伴い、技術系企業によるBluetoothキーボードとマウスの使用は、年々増加しています。Bluetoothキーボードとマウスの異なる種類のコンピュータとの接続を行うためにBluetooth PCBA基板を使用して、我々はより便利にコンピュータ上で私たちのタスクを実行することができます. 赤外線周波数も無線通信を実行するために使用されていたが、Bluetooth技術は間違いなくワイヤレスで接続するための最良の方法です。 

Bluetoothとワイヤレスはイコールではない」と前述しましたが、ここではBluetoothキーボードとワイヤレスキーボードを例にとって、その違いを説明します。

接続方法が異なる

Bluetoothキーボード:データ伝送にBluetooth伝送プロトコルを使用し、Bluetooth PCBAの有効範囲内(10m以内)でBluetooth通信を行う。

ワイヤレスキーボード。赤外線や電波で特定の電子機器に信号を送信する。Bluetoothは、赤外線を応用した技術。

信号の受信方法の違い。

Bluetoothキーボードです。機器内部に搭載されたBluetooth PCBAアンテナを介して信号を送受信する。

ワイヤレスキーボード。機器の外部に取り付けた受信機で信号を受信する。

Bluetoothスピーカー

Bluetoothスピーカーは、体験のグレードアップを図るために非常に普及しているため、そのシェアは圧倒的なものとなっています。Bluetoothスピーカーの動作は、Bluetoothと同じです。Bluetooth PCBAは、Bluetoothスピーカーのすべての操作を制御するメイン回路基板を中心に、スピーカーに配置されています。

スピーカーを開いてBluetoothの基板を見ると、オーディオアンプ、電圧安定器、充電器など、さまざまな部品があることがわかります。ボードの反対側には、ボリュームコントロールボタン、オンとオフボタン、音声通話用のマイクがあります。 その他の部品としては、スピーカー、バッテリー、USBに電力を供給する二次回路基板、電源ボタン、LEDがあります。

基板上でBluetoothネットワークを構築するために、Bluetooth基板と一緒に構成されたICがあります。このICは、Bluetoothスピーカーなど、任意のオーディオ機器に使用することができます。Bluetoothモジュールは、Bluetooth 4.0、オーディオワイヤレスステレオオーディオでLinなど、数多くの機能をサポートすることができます。

Bluetoothスピーカーのもう一つの主要部品は、Bluetoothボードを通じてデータの送受信を行うアンテナです。アンテナには2つのインダクタL4とL6があり、アンテナの動作を制御しています。

FSテクノロジーでは、Bluetoothスピーカーのメリットとデメリットを以下に示します。

簡単なレイアウト

携帯電話が普及したこの時代、携帯電話のBluetooth PCBAで接続されたスピーカーは、若い人たちに愛されています。従来のスピーカーとは異なり、内部構造にBluetoothオーディオPCBAを搭載しているため、ワイヤレスで接続でき、家の中のどこにでも設置でき、持ち運びも可能です。

電池寿命が悪い

リチウム電池の技術がボトルネック期まで発展したことで、小型・軽量が最大のセールスポイントであるBluetoothスピーカーの電池寿命は満足のいくものではありません。FSテクノロジーでは、この問題を解消するために2つの解決策があると考えています。1つ目は、スピーカーの音量を大きくすることでバッテリー容量を増やす方法。2つ目の方法は IMS PCBA 放熱性能を強化した基板を使用し、熱損失を抑えることで電力損失を低減しています。

低音質

オーディオ機器にとって、消費者が最も気にするのはスピーカーの音質です。しかし、有線機器と比較して、信号の伝達の問題が無線機器の欠点となります。ハードウェア設備としては、より高品質なスピーカーや回路システムを構成することで音質低下の問題を軽減していますが、Bluetooth信号の伝送速度が限界点になっています。FS Technologyの過去のBluetoothプロジェクトのサービス経験では、音質を標榜する一部のブランド企業では、より高価な 高周波PCBA を導入し、伝送速度とロスの問題を解決しました。

自動同期

IoTに基づくデバイスは、Bluetoothをビルディングブロック要素として使用しています。スマートフォンの使用を通じて、あらゆる機器の温度がBluetoothの周波数を利用して測定されます。これらのデバイスは、Bluetoothボードを使用して、異なるスマートデバイス間で自動的に同期し、データを共有します。

Bluetooth PCBAモジュール

機器にBluetooth機能を設定する簡単な方法は、Bluetoothモジュールを使用することです。 無線ネットワーク通信のためのBluetooth機能を内蔵したPCBAボードである。FS Technologyでは、機能別にデータモジュール、オーディオモジュール、オーディオ+データのツーインワンモジュールの3つに分類しており、いずれも半完成品である。その後の応用を容易にするため、メーカーはチップ単位で加工するのが一般的です。 本モジュールのデータ転送速度は2.4GHzで3Mbps、Bluetooth 2.0をサポートしています。本モジュールは、シングルチップのBluetoothシステムとCMOSテクノロジーを搭載しています。寸法は12.7mm×27mmです。 電子製品販売会社や機械組立会社にとって、Bluetooth PCBモジュールの使用は次のようなメリットがあります。

  • 回路設計が容易になり、認証料も削減できます。
  • モジュールPCBAはやや高価だが、大量生産なら経済的
  • Bluetoothモジュールは、無線通信によるシリアルインターフェースの強化に貢献します
  • Bluetoothモジュールは、Bluetooth回路基板を内蔵し、無線機器をPCで動作させるためのハードウェアです
  • 一部のBluetooth PCBAは、異なるシステムとの直接接続を行うために役立つUSB接続を備えています
  • Bluetoothモジュールを購入し、マザーボードと連動させ、Bluetooth周波数でケーブル操作することができる。
  • Bluetoothには、Bluetoothモジュールの範囲を定義する、さまざまなレベルのクラスがあります
  • Bluetoothモジュールは、さまざまな電子機器をサポートし、Bluetooth機能を提供するためのマイクロコントローラを提供することができます。
  • 異なるタイプのBluetoothモジュールは、HC 05 Bluetoothシリアルポートプロトコルモジュールとして一般的に使用されています。

Bluetoothトランスミッター回路基板

その名の通り、信号伝送モジュールであるBluetoothシグナルトランスミッターのハードウェア装置です。デスクトップパソコンやテレビなど、Bluetooth機能を持たない電気製品にBluetoothトランスミッターを差し込むと、Bluetooth製品になることがあるんです。スマホの音声がBluetoothトランスミッター基板を経由して届くBluetoothスピーカーで曲を聴いている場合。センサーデータは送信機で制御して、簡単に送信できるようにしています。このボードには、リサイクル可能なバッテリーと充電システムも構成されています。

Bluetooth送信回路には、センサーデータ、安定化電圧、無線送信の3つの主要な部分があります。安定化電圧は、センサー回路、Bluetoothトランスミッター、コントローラーに電力を供給するために使用されます。データはセンサデータと呼ばれるBluetoothトランスミッターに入り、1、2、3、4の値を持ちます。

電気的機能とプログラミング機能の組み合わせは、ワイヤレス通信の最後の部分です。Bluetoothのプロトコルを空中で必要なモジュールに送ります。また、Bluetoothトランスミッターは、近い既存のデバイスとの接続を行うのに役立ちます。Bluetoothの回路基板には、デバイスのオンとオフの状態を示すLEDがあります。電源がトランスミッターに供給されると、簡単にアクセスできるデバイスに接続を作成します。

送信機に信号が与えられるまで待機状態になります。中断することなく電力を供給するために、再生電池が使用されています。 機器によっては、長時間動作のためにリチウムイオン電池が使用されているものもあります。

Bluetoothトランスミッターの回路基板上には、充電用ポート、電圧変動アンプ、Bluetoothが搭載されています。このトランスミッターには、音楽を調節するための再生ボタンと音量調節ボタンがあります。

Bluetoothレシーバー回路基板

Bluetoothレシーバーは、Bluetooth対応機器から信号を取得し、他のモジュールに送信するために使用されます。どの機器も回路内にBluetoothレシーバーシステムを搭載し、動作を制御しています。充電池が使用されており、ある程度の時間が経過すると交換する必要があります。一部の機器では、1回の充電で動作時間を向上させるリチウムイオン電池を使用しています。過充電や過放電を防ぐために、基板に電池を搭載しています。

Bluetooth回路基板には、携帯電話やBluetooth機器からの信号を取得するためのアンテナが搭載されています。 基板の構造は、Bluetoothスピーカーの回路と同じで、基板上にicが構成されています。アンプシステムを扱うため、基板上にAUX出力が存在します。また、細かい動作をさせるために、アンプと電圧レギュレータを搭載しています。Bluetoothレシーバは、使用に応じて異なる部品が付属している地元の電気店で簡単に取得することができます。

Bluetoothの回路基板を作成するには、専門的な対策が必要です。これらの対策に従わない場合、Bluetoothの範囲やその他の関連する操作など、いくつかの機能が得られなくなります。

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