5 דברים שיש להביא בחשבון בעת ​​בחירת טכנולוגיה אלחוטית עבור המוצר שלך - 💡 Fix My Ideas

5 דברים שיש להביא בחשבון בעת ​​בחירת טכנולוגיה אלחוטית עבור המוצר שלך

5 דברים שיש להביא בחשבון בעת ​​בחירת טכנולוגיה אלחוטית עבור המוצר שלך


המחבר: Ethan Holmes, 2019

יש לך רעיון שאתה רוצה להביא לשוק? בסדרה זו, ג 'ון Teel עובר תהליך של התרחבות אב טיפוס לייצור. בצע כל פרק עבור מבט מקרוב על איך לשלב רכיבים בודדים.


האם הפרויקט החדש שלך דורש יכולות תקשורת אלחוטית לטווח קצר? אם כן, ישנן מספר טכנולוגיות אלחוטיות הזמינות לבחירה בעת פיתוח המוצר החדש שלך. כל טכנולוגיה יש יתרונות וחסרונות ואת הבחירה הטובה ביותר תלויה ביישום.

במאמר זה אנחנו הולכים להשוות את ארבעת התקנים האלחוטיים הפופולריים ביותר עבור מוצרים אלקטרוניים חדשים, כולל: Bluetooth קלאסי, Bluetooth נמוכה אנרגיה (המכונה גם Bluetooth Smart), WiFi, ו- WiFi ישיר.

מהירות העברת נתונים

אם התפוקה נתונים מהירה היא המפרט החשוב ביותר עבור המוצר שלך אז סביר להניח WiFi או WiFi ישיר תהיה הבחירה הטובה ביותר. כולם יודעים על WiFi אבל רוב לא שמעתי על ישיר WiFi, אם כי הוא משתנה לאט.

נקודת גישה נדרשת עבור WiFi רגיל (בדרך כלל נתב). אז כדי להעביר מידע ממכשיר אחד למשנהו הנתונים חייבים לעבור דרך נקודת הגישה.

WiFi ישיר הוא מהיר כמו תקן WiFi, אבל זה מבטל את הצורך לנקודת גישה. WiFi Direct מאפשר תקשורת ישירה למכשיר, בדיוק כמו עם Bluetooth.

תקן אלחוטי מהירות העברה
Bluetooth נמוכה אנרגיה 1 Mbps
קלאסי 2-3 Mbps
WiFi / WiFi ישיר 100-250 Mbps

טבלה 1 - השוואה מהירות העברה

WiFi ו- WiFi ישיר יש תפוקה נתונים מקסימלית על 10x מהר יותר מה ניתן להשיג עם Bluetooth קלאסי. לדוגמה, אם היישום שלך דורש הזרמת וידאו תצטרך חיבור אלחוטי במהירות גבוהה מאוד. גם טכנולוגיית Bluetooth לא תהיה מהירה מספיק (למעט אולי וידאו נמוך מאוד הגדרה נמוכה), אז אתה רוצה לספק WiFi / WiFi ישיר יכולות.

בקצה השני של טווח המהירות הוא Bluetooth Low-Energy המהווה כמחצית מהר ככל Bluetooth קלאסי. BLE הוא בדרך כלל מתאים להעברת כמויות קטנות של נתונים לסירוגין, כגון טמפרטורה, לחות, נתוני תנועה, קואורדינטות GPS, וכו '

בדרך כלל, אם היישום שלך דורש שידור מתמיד של נתונים, כגון בעת ​​הזרמת שמע, אז Bluetooth קלאסי היא הבחירה הטובה ביותר. Bluetooth קלאסי מותאם במיוחד עבור הזרמת נתונים, לעומת BLE אשר אופטימיזציה עבור התפרצויות נדירות של נתונים פשוטים למדי.

עם זאת, ניתן להזרים אודיו באמצעות BLE, פשוט לא עם איכות השמע של Bluetooth קלאסי. עם זאת, זה דורש קושחה BLE מותאם אישית. ספקית קושחה Bluetooth Searan מציעה מותאמת אישית LE LE מחסנית המאפשר הזרמת אודיו. זה עשוי להיות פתרון טוב אם חיי הסוללה חשוב יותר עבור המוצר שלך מאשר את השמע הנאמנות הגבוהה ביותר.

טווח פעולה

WiFi ו- WiFi ישיר יש טווח שידור מקסימלי של כ 200 מטר (60 מטר). Bluetooth (קלאסי או BLE) בדרך כלל יש טווח מקסימלי של רק 60 מטרים (20 מטר).

מגוון רחב יותר של WiFi אפשרי בגלל כוח השידור הגבוה שלה. הסחר עבור טווח זה גדל הוא חיי הסוללה. WiFi יהיה לנקז את הסוללה הרבה יותר מהר מאשר Bluetooth, במיוחד Bluetooth נמוכה אנרגיה.

תקן אלחוטי מהירות העברה
Bluetooth נמוכה אנרגיה 50 רגל בדרך כלל, עד 1500 רגל באמצעות מרחיב טווח
קלאסי 50 רגל בדרך כלל, עד 3000 רגל באמצעות מרחיב טווח
WiFi / WiFi ישיר 200 רגל בדרך כלל

לוח 2 - השוואת טווח תפעול

יש ממש סוגים שונים של משדרי Bluetooth. רוב מוצרי Bluetooth להשתמש משדר בכיתה 2 עם טווח הפעלה סביב 50 מטר. אבל אפשר גם להשתמש בכיתה 1 משדר אשר יש טווח קרוב ל 300 מטר (100 מטר). עם זאת, בדיוק כמו עם WiFi ישיר, את הפלט גבוה יותר כוח מפחית את חיי הסוללה.

זה באמת אפשרי להרחיב את טווח Bluetooth עוד יותר על ידי הוספת מעגל טווח הרחבת אשר בעיקר מגדיל את הרגישות של המקלט. לדוגמה, סיליקון Labs מציעה מודול Bluetooth Bluetooth ארוך טווח בשם BLE112LR כי יש טווח מקסימלי מתקרב 1,500 מטר (450 מטר). הם מציעים גם Bluetooth ארוכת טווח מודול קלאסי שיש לו טווח אפילו גדול יותר של קילומטר וחצי (1 ק"מ). זכור את כל אלה מרחקים טווח להניח קו הראייה.

צריכת חשמל לעומת חיי סוללה / גודל

טווח שידור גדול יותר ומהירות העברת נתונים מהירה יותר פירושו שימוש מוגבר בחשמל, אשר שווה לחיי סוללה קצרים יותר. אם חיי הסוללה או גודל הסוללה הם תכונות עיקריות עבור המוצר שלך ולאחר מכן צריכת החשמל תהיה חשובה ביותר.

בקלות הטכנולוגיה האלחוטית הטובה ביותר עבור יישומים כוח נמוך במיוחד הוא Bluetooth נמוכה אנרגיה (BLE). BLE פותחה בעיקר עבור Internet of Things (Io) יישומים הפועלים בדרך כלל מסוללת שעון אחת.

מכשיר BLE מתוכנן היטב יכול לפעול במשך שנים על סוללת שעון קטנה משום שרוב מוצרי BLE מתוכננים לשדר נתונים רק מדי פעם. לדוגמה, התקן יכול להיות מתוכנת להעברת נתונים לשנייה אחת בכל דקה. אז המכשיר משדר רק 1/60 = 1.7% מהזמן, ואת הנותרים 98.3% מהזמן המכשיר במצב צריכת חשמל נמוכה במיוחד.

טלפון חכם תאימות

אם תאימות עם טלפונים חכמים ישנים הוא קריטי עבור המוצר שלך, אז Bluetooth אלחוטי או WiFi רגיל עשוי להיות הבחירה הטובה ביותר. כל הטלפונים החכמים תומכים ב- Bluetooth Classic ו- WiFi, אך רק טלפונים חדשים תומכים ב- Bluetooth Low-energy ו- WiFi Direct.

תקן אלחוטי אנדרואיד של Google Apple iOS
קלאסי כל הגירסאות כל הגירסאות
Bluetooth נמוכה אנרגיה גרסה 4.3+ גרסה 4S +
וויי - פיי כל הגירסאות כל הגירסאות
רשת אלחוטית ישירה גרסה 4.0+ גרסה 5S +

טבלה 3 - טלפון חכם השוואה תאימות

אבטחה

כל ארבע הטכנולוגיות האלחוטיות מספקות רמה גבוהה של אבטחה. עם זאת, WiFi ו- WiFi ישיר להשתמש הצפנה 256-bit ואילו Bluetooth (הן קלאסי LE) להשתמש רק 128-bit הצפנה.

עבור רוב היישומים Bluetooth מספק הגנה מספקת אבטחה. אבל אם האבטחה היא עדיפות גבוהה באמת עבור המוצר שלך אז WiFi או WiFi ישיר היא בחירה טובה יותר.

עלות הפיתוח והמורכבות

קיימות שתי פונקציות חומרה הדרושות לפונקציונליות אלחוטית: משדר RF (מקלט-משדר הוא משדר ומקלט), ומיקרו-בקר או מיקרו-מעבד המבצעים את הקושחה של פרוטוקול האלחוט (הנקראת גם ערימה).

החיים שלך יהיו הרבה יותר פשוטים אם תשתמש בפתרון System-On-A-Chip (SoC) המשלב הן את המקלט והן את המיקרו-בקר לשבב יחיד.

באמצעות פתרון שבב יחיד SoC יהיה להפחית באופן דרמטי את עלות הפיתוח על ידי מזעור הסבירות של בעיות, ועל ידי הכללת מחסנית פרוטוקול אלחוטי כבר מובנה. אחרת אתה צריך לרכוש את הערימה בנפרד וזה לא זול. מצפה לשלם מינימום של $ 10k בתוספת דמי רישוי ליחידה.

Bluetooth Low-energy הוא הקל והזול ביותר מסוג של פונקציונליות אלחוטית ליישם מוצר חדש, וכל הצעות שבב BLE הם פתרונות SoC יחיד שבב.

יצרני שבבים רבים מציעים פתרונות BLE SoC, כולל Cypress, CSR, Nordic, Dialog ו- Texas Instruments. שבבי BLE ניתן לרכוש רק 1 $ ל 2 $ בכרכים של כמה אלפים.

ברוב המקרים, עדיף להתחיל להשתמש במודול עבור כל פונקציות אלחוטיות כדי להפחית את העלות של הסמכה FCC ולהפחית את הסיכון שלך בפיתוח.

עלות יחידת ייצור

העלות הקריטית האחרת היא עלות הייצור ליחידה הקובעת את שולי הרווח. עבור יחידות מוקדם שלך להשתמש מודולים אלחוטיים עלות היחידה יהיה גבוה למדי. אז ייתכן שיהיה עליך למכור את יחידות מוקדמות ללא רווח.

בעת יצירת מוצר חדש העדיפות העליונה שלך צריך להיות מזעור עלויות הפיתוח (ואת הסיכון), לא למזער את עלות יחידת הייצור. במקום זאת, להתמקד בהפחתת עלות הייצור ברגע שיש לך לקוחות והם מוכנים לייצור המוני.

כמו תמיד עם עיצוב מוצר חדש יש trade-offs בין טכנולוגיות אלחוטיות שונות. הטכנולוגיה אינה הטובה ביותר עבור כל יישום. אתה צריך לתעדף את המפרטים כי הם קריטיים ביותר עבור המוצר שלך. בחירת הטכנולוגיה האלחוטית עבור המוצר שלך יכולה להיות קלה או מורכבת. אם מהירות העברת הנתונים היא המפרט החשוב ביותר עבור המוצר שלך אז ההחלטה שלך היא קלה למדי: WiFi או WiFi ישיר. אם חיי הסוללה או גודל הסוללה הם הקריטריונים הקריטיים ביותר שלך אז ההחלטה שלך היא גם די קל: Bluetooth נמוכה אנרגיה. אם שמירה על עלויות הפיתוח והייצור שלך נמוכה היא בראש סדר העדיפויות שלך אז Bluetooth LE הוא שוב האפשרות הטובה ביותר שלך.

אבל אם מהירות ההעברה, חיי הסוללה והעלות כולם חשובים באותה מידה, אז ההחלטה שלך מורכבת יותר. ברוכים הבאים לעולם של פיתוח מוצרים חדשים!

האם אתה רוצה ללמוד עוד על פיתוח מוצר אלקטרוני חדש? אז הקפד לבדוק את המדריך האולטימטיבי - כיצד לפתח מוצר אלקטרוני חדש.



אתה עשוי להתעניין

Make: Live 3/9/11 - DIY כלי נגינה (וידאו)

Make: Live 3/9/11 - DIY כלי נגינה (וידאו)


למעלה 10: מדפים מדפים

למעלה 10: מדפים מדפים


כיצד לבצע: כמהין

כיצד לבצע: כמהין


חגיגה ופז

חגיגה ופז