Kommunikál a szállítóval? Támogató
Megan Ms. Megan
Mit tehetek önért?
Kapcsolatfelvevő

JingHongYi PCB (HK) Co., Limited

A Bluetooth áramköri kialakítási útmutató
A Bluetooth áramköri kialakítási útmutató

A Bluetooth technológiával ellátott nyomtatott áramköri kártyák zavaróak lehetnek az interferencia, az adatvesztés és a rossz jel integritás miatt, ha bizonyos óvintézkedéseket nem tesznek. Számos szabályt és iránymutatást vázolunk fel, amelyeket figyelembe kell venni, amikor egy adott alkalmazáshoz kiválasztják a Bluetooth technológiát, és pontosabban azt az áramköri lapra tervezik.

Számos alkalmazás használja a Bluetooth-ot, beleértve:
  • Jelzőfények a bevásárlóközpontokban
  • Eddystone keretek ipari érzékelő alkalmazásokhoz
  • Fejhallgatók és audio / sztereo termékek
  • Távoli perifériák, például videojáték-vezérlő vagy számítógépes egér / billentyűzet
  • Otthoni automatizálási rendszerek
  • Vezeték nélküli fogyasztói elektronikai alkalmazások, beleértve fényképezőgépeket, nyomtatókat és telefonokat
Minden alkalmazás ugyanazt a közös Bluetooth technológiát tartalmazza, de eltérően használja, és a csatlakozás típusától függően a tervező mérnöke feladata, hogy beépítse az alapelveket a jel integritásának és az eszköz általános hatékonyságának optimalizálásához.

A Bluetooth nem túl gyors vezeték nélküli választás a Wi-Fi-hez képest, azonban egyre gyorsabb. A falakon és más közeli akadályokon keresztül is jól halad, és rossz tartományban van.

Ez továbbra is jó választás annak ellenére, hogy folyamatban lévő munka van (az 5.0 legfrissebb frissítése, és megfelelő javulást jelent a 4.2-hez képest). Leginkább ez egy meglehetősen alacsony fogyasztású, megbízható, biztonságos, széles körben támogatott opció, amely könnyen megvalósítható apró perifériák széles skáláján.

A Bluetooth több mint 20 éve létezik, és továbbra is fejlődik, és bár az évek során javult a sebesség, teljesítmény, hatótávolság, biztonság és egyéb tulajdonságok, a jelek szerint még mindig ugyanazok a kérdések merülnek fel, mióta a '90 -es évek, ideértve a jel zavarására való hajlamát.

Tehát mit lehet megtenni a NYÁK-tervezés szempontjából a jel integritásának optimalizálása, az interferencia és az elveszett adatcsomagok minimalizálása érdekében?

Itt van néhány Bluetooth-áramkör-tervezési szempont és a hüvelykujj általános szabályai:

Használjon tanúsított modulokat

1. Ha a Bluetooth-t beilleszti egy termékbe, és korlátozott az erőforrások, fontolja meg egy előre tanúsított, teljesen felszerelt modul használatát, hogy elősegítse a fejlesztés és a piacra dobás idejének felgyorsítását. Végül kicsit megnöveli a költségeket, de általában megakadályozza több fejfájást, amely az antenna elhelyezése / kialakítása és az EMI-érzékenység miatt felmerülhet.

A piacon ma számos elfogadható árú tanúsított modul létezik, és a legtöbbbe beleépít egy kis ARM processzort, mint például a Microchip RN4020 vagy RN4870, vagy a Silicon Labs BT121 vagy BGM113. A processzor beépítése nagyobb rugalmasságot és energiát jelent, mint például az egyszerű perifériák vezérlése GPIO, SPI, I2C, PWM és így tovább, a Bluetooth verem mellett.
bluetooth-pcb-design
Ellenőrizze a Bluetooth-eszköz kiválasztását

2. Győződjön meg arról, hogy az alkalmazáshoz megfelelő Bluetooth-eszközt választott, és hogy az antenna szintén megfelelő méretű és hangolt.

Ha egyszerű jelzőfény alkalmazásra vágyik, ahol csak a hely vagy az adatok rövid spurulásokkal / időközönként történő hirdetésére van szükség, akkor alacsony energiájú (Bluetooth alacsony energia vagy BLE), költséghatékony megoldás, minimális funkciókkal és perifériákkal használható a fedélzeti ingatlan megtakarítása és a végköltség.

Ha több nagyobb áteresztőképességű, audio streaming vagy adatcserélő Bluetooth alkalmazást keres, akkor szüksége lehet valamire, amely valamivel nagyobb Tx teljesítményű, magasabb Rx érzékenységet és gyorsabb adatátviteli sebességet igényel (bár lelassítja az adatokat) a sebesség általában segíthet az eldobott csomagok minimalizálásában).

Ha egyfajta all-in-one chipet keres, akkor fontolja meg az erőteljes vagy másodlagos processzorokat tartalmazó chipsetek használatát, amelyek tartalmazzák a rendelkezésre álló UART, SPI, I2C, PWM, ADC, DAC és GPIO csapokat.

Ha valami olyanon dolgozik, amely erősen függ az RSSI-leolvasástól, ellenőrizze, hogy elegendő dB felbontású-e az RSSI-monitoron.

Válasszon szét vagy távolítsa el a rézjeleket és a nagy energiafelhasználású alkatrészeket

3. Amikor egy Bluetooth chipsetbe vagy modulba tervez, tartsa az antenna régiót teljesen mentesen a közelében lévő rézjelektől vagy jelentős energiát hordozó komponensektől (különösen a kapcsolt energiapályáktól, például a boost vagy a buck átalakítóktól).

Ez magában foglalja a terület (és a deszkarétegek) mentesítését a síkoktól és a sokszögetől. A legtöbb Bluetooth lapkakészlet-gyártó elrendezési útmutatást fog nyújtani, amelyet a NYÁK-tervezés során szorosan be kell tartani. Ha kézzel állítja be az antenna területét, akkor megfelelő módon használjon egy alap síkot, hogy a bemenetnél jó sávszélességet biztosítson, és ügyeljen arra, hogy elegendő helyet építsen az elemek hangolására (a nyomtatott és a kerámia antennákhoz egy alaplap szükséges).

Használjon földi öltésű vias-okat, hogy megakadályozza a PCB széle nem kívánt sugárzását, mivel az áthatolhat a közeli Bluetooth-jelekbe. Ha tudod, próbáld meg optimalizálni a tábla alakját a Bluetooth-eszközhöz és annak antennájához, tartva a szélén és távol a közeli komponensektől és jelektől. Analóg alapú jelek, például audio használata esetén ellenőrizze, hogy az analóg és a digitális földi síkok el vannak-e választva.

És mindig jó ötlet az elektronikát (természetesen az antennát) árnyékolni, hogy megakadályozzuk a keresztirányú összekapcsolódást és minimalizáljuk a felvetett zajt.
pcb-design-bluetooth-circuit-board
Tápellátási megjegyzések

4. Ellenőrizze, hogy a Bluetooth modulhoz vagy chiphez tápláló sín tiszta-e, és szükség esetén használjon bypass (1.0 fel) és szétválasztó kondenzátorokat (0.1uF és 10nF). Használjon ferritgyöngyöket a tápvezetéken, amely belép a tábla Bluetooth területére, hogy elutasítsa a magas frekvenciájú zajt.

Eszközök és elemzés

5. Ha az antenna területét tervezi, ellenőrizze, hogy rendelkezik-e megfelelő berendezéssel (például hálózati elemzővel) a megfelelő hálózat elemzéséhez és hangolásához, vagy fontolja meg a terv elküldését egy harmadik fél RF teszt laboratóriumába.

Fontolja meg a valós akadályokat

6. Különféle dolgok akadályozzák vagy lehangolhatják a Bluetooth-kapcsolatot, ideértve a közeli vizet (az embereket is mi főleg vízből készítjük), fémezett tárgyakat, okostelefonokat / táblagépeket, számítógépeket, ugyanaz az ISM sáv, például mikrohullámú sütők vagy WLAN technológiák, áramforrások, vezeték nélküli RF video, irodai világítás és otthoni telefonok.

Rendkívül érzékeny a jelvesztésre, még ha közeli távolságra is (1-2 méter) párosodnak. Ha nagyobb a veszélye, hogy az ilyen jellegű dolgok befolyásolják a jel minőségét, akkor válasszon nagyobb teljesítményű eszközt, és működjön lassabban a csomagcsökkenés minimalizálása érdekében. Vagy ha az elektronika egy házban van, ellenőrizze, hogy a fémezett anyagok minimálisra vannak-e állítva és távol vannak-e a BLE modultól. A Bluetooth jel erőssége és a távolság közötti kapcsolat nem lineáris kapcsolat. Valójában nagyon nemlineáris és kissé kiszámíthatatlan a környező környezet alapján, de általános mintát követ (lásd alább).
rssi-distance
Akár egy kicsi, egyszerű Beacon modult, akár egy adatfolyamos, energiaigényes Bluetooth hubot tervez, ezeket a megfontolásokat követve rengeteg fejfájást takaríthat meg a tervezés teszt / megvalósítási szakaszában.

A Bluetooth PCB szerelvény kibővítésével izgalmas idő lehet a vezeték nélküli kommunikáció és vezérlés beépítése a termékekbe, és a jövőben csak kisebb, gyorsabb, olcsóbb és erősebb Bluetooth komponenseket hozunk létre.

A JHY PCB-n nagy örömünkre szolgál, hogy segítsük ezeket az új koncepciókat a valóságban. A következő Bluetooth PCB gyártási és összeszerelési igényeinek sikere érdekében kulcsfontosságú a tapasztalt NYÁK gyártó és a NYÁK összeszerelési szolgáltatóval együttműködni azokkal a mérnökökkel, akik már régóta fennállnak az alkatrész-beszállítókkal.

Kapcsolódó termékek listája