Bluetooth trong ESP32 là gì
Bluetooth là công nghệ vô tuyến truyền dữ liệu trong băng tần 2,4 GHz. Để truyền các gói dữ liệu này, có 79 kênh được chỉ định, mỗi kênh có băng thông 1 MHz. Bluetooth trong ESP32 cho phép kết nối nhiều thiết bị như điện thoại di động, PC, cảm biến, v.v.
Các loại Bluetooth trong ESP32
Khi nói đến các loại Bluetooth, chúng ta nên lưu ý đến mức tiêu thụ điện năng của Bluetooth vì đó là lý do chính đằng sau sự phân chia trong công nghệ Bluetooth. ESP32 là bo mạch vi điều khiển dựa trên IoT công suất thấp, nơi chúng tôi phải giữ mức điện năng thấp nhất có thể.
Với sự ra mắt của công nghệ Bluetooth cho đến nay, có nhiều cải tiến và tái tạo bên trong công nghệ này. Tùy theo công suất tiêu thụ của Bluetooth chúng ta có thể chia nó thành hai các loại:
Bluetooth cổ điển trong ESP32
Bluetooth Classic là biến thể cơ bản hoặc đầu tiên của công nghệ Bluetooth đã tồn tại trong 20 năm qua. Đây là công nghệ mạng LAN không dây hoạt động ở băng tần 2.4Ghz và Bluetooth cổ điển có thể được chia thành hai loại dựa trên tốc độ dữ liệu:
- Giá cơ bản (BR) : Đây là điều chế vô tuyến tiêu chuẩn có tốc độ truyền dữ liệu 1MB/s. Nó được sử dụng để truyền âm thanh và đôi khi là video.
- Tốc độ dữ liệu nâng cao (EDR) : Nó được giới thiệu để tăng tốc độ truyền dữ liệu từ 1MB/s lên 3MB/s, cho phép nó vận hành các CODEC cao cấp.
Cả Bluetooth Classic và BLE đều hoạt động ở dải tần 2400-2483,5 MHz trong dải tần ISM 2,4 GHz. Tuy nhiên, giao tiếp Bluetooth cổ điển xảy ra trên bất kỳ kênh nào trong số 79 kênh, mặt khác, BLE chỉ có 40 kênh được chỉ định.
Tốc độ truyền dữ liệu cao của Bluetooth cổ điển giúp nó mang âm thanh chất lượng cao, điều không thể có trong BLE. Hỗ trợ giao tiếp điểm-điểm, Bluetooth cổ điển đã trở thành tiêu chuẩn cho truyền phát âm thanh, tai nghe và hệ thống giải trí trong xe hơi.
Sau đây là một số ứng dụng chính của Bluetooth Classic:
- Chuyển tập tin giữa các thiết bị
- gọi rảnh tay
- loa không dây
- tai nghe không dây
- Bàn phím và máy in không dây
Bluetooth năng lượng thấp (BLE) trong ESP32
BLE (Bluetooth Low Energy) hay Bluetooth 4.0 là phiên bản nâng cấp của công nghệ Bluetooth cơ bản được tung ra thị trường vào năm 2011. Ngay từ cái tên ĐÃ TRỞ THÀNH chúng ta có thể kết luận rằng đó là phiên bản năng lượng thấp của công nghệ Bluetooth. BLE tiêu thụ rất ít năng lượng và hoàn toàn phù hợp với các bo mạch như ESP32.
Không giống như Bluetooth Classic, nó không duy trì liên tục mà chuyển sang chế độ ngủ và chỉ bật khi bắt đầu kết nối, điều này giúp tiết kiệm khá nhiều năng lượng. Với khả năng năng lượng thấp, ESP32 có thể trao đổi một lượng nhỏ dữ liệu từ các cảm biến mà không cần thêm nguồn điện. Vì nó có thể chạy trong một thời gian dài tiêu thụ rất ít điện năng.
Dưới đây là danh sách các ứng dụng BLE:
- theo dõi huyết áp
- thiết bị tập thể dục
- cảm biến giám sát
- quảng cáo hàng rào địa lý
- Cảm biến an ninh gia đình
- Ứng dụng dựa trên IoT
So sánh ngắn gọn về Bluetooth Classic và Bluetooth Low Energy
Sự khác biệt chính ở đây là Bluetooth tiêu thụ một lượng lớn năng lượng và truyền dữ liệu chất lượng cao trong khi Bluetooth Low Energy không cần trao đổi dữ liệu lớn và có thể chạy bằng pin trong nhiều năm. Hãy thảo luận về việc so sánh dựa trên các thông số khác nhau.
Sự tiêu thụ năng lượng
Bluetooth tiết kiệm năng lượng có tính năng chính là tiêu thụ điện năng thấp vì nó cho phép các thiết bị chạy hơn một năm chỉ bằng cách sử dụng một viên pin đồng xu. Điều này xảy ra vì các thiết bị BLE luôn ở chế độ ngủ, nó chỉ thức dậy khi cần truyền dữ liệu. Dòng điện tiêu thụ tối đa chỉ 15mA.
BLE – Người chiến thắng
Phạm vi của thiết bị
Khi nói đến phạm vi của Bluetooth, người chiến thắng là Bluetooth Classic vì đối thủ của nó tiêu thụ rất ít năng lượng, cho phép nó hoạt động trong thời gian dài hơn trên một ô, nhưng tính năng này làm giảm phạm vi của thiết bị Bluetooth. Vì vậy, nếu một người cần phạm vi dài hơn, anh ta phải xem xét Bluetooth cổ điển.
Bluetooth cổ điển – Người chiến thắng
Thông lượng
Tốc độ truyền dữ liệu thực tế cho Bluetooth Low Energy là khoảng 100 – 250 Kb/giây so với Bluetooth cổ điển là khoảng 2 Mb/giây. Do đó, không thể truyền dữ liệu video âm thanh chất lượng cao bằng BLE. Bluetooth cổ điển là con đường để đi. Tuy nhiên, để truyền dữ liệu thấp với ít năng lượng và độ trễ hơn, BLE là phù hợp nhất.
Bluetooth cổ điển – Người chiến thắng
Phí tổn
Các thiết bị BLE so với các thiết bị có Bluetooth Classic rẻ hơn rất nhiều. Điều này có thể thực hiện được vì BLE được thiết kế cho các ứng dụng tiêu thụ điện năng thấp và do đó có tốc độ và tốc độ truyền dữ liệu ít hơn. Mặt khác, Bluetooth Classic có các giao thức phức tạp, yêu cầu pin lớn để truyền dữ liệu và do đó tương đối đắt.
BLE – Người chiến thắng
Số lượng nô lệ được gắn vào Master
Các thiết bị BLE hỗ trợ nhiều thiết bị phụ hơn so với các phiên bản khác. Tất cả phụ thuộc vào việc triển khai BLE và kích thước bộ nhớ khả dụng bên trong thiết bị.
BLE – Người chiến thắng
Tốc độ thiết lập kết nối
BLE rất dễ cài đặt, mạnh mẽ và đáng tin cậy. Vì hầu hết chúng ta đều đeo dây đeo thông minh Bluetooth cổ điển. Khả năng kết nối liền mạch giữa vòng đeo tay thông minh và điện thoại thông minh chỉ có thể thực hiện được nhờ BLE. Tất cả các thiết bị thông minh này giữ kết nối với các thiết bị khác trong thời gian dài hơn chỉ nhờ BLE.
Ngoài ra, hầu hết các tính năng của Bluetooth năng lượng thấp được lấy từ công nghệ Bluetooth cổ điển, chẳng hạn như tần số thích ứng. BLE như Classic Bluetooth sử dụng cùng một công nghệ để không chỉ ghép nối các thiết bị mà còn có tính năng xác thực bảo mật nâng cao và mã hóa dữ liệu. Tất cả các tính năng này làm cho BLE đáng tin cậy hơn Bluetooth cổ điển.
Từ so sánh này, chúng tôi có thể kết luận rằng BLE đánh bại Bluetooth cổ điển về hầu hết các điều khoản. Tuy nhiên, cuối cùng, tất cả phụ thuộc vào cách sử dụng và sở thích của người dùng về việc sử dụng BLE hay Bluetooth cổ điển.
BLE – Người chiến thắng
Ở đây chúng tôi đã liệt kê một so sánh ngắn gọn về Bluetooth Classic và BLE:
| Tính năng | Bluetooth cổ điển | Bluetooth năng lượng thấp (BLE) |
|---|---|---|
| tốc độ dữ liệu | 1Mbps cho B 2-3Mbps cho EDR | Lên đến 1Mbps |
| Sự tiêu thụ năng lượng | Cao (lên đến 1W) | Thấp (0,01W-0,5W) |
| Phát thanh | Giao thức âm thanh gốc được sử dụng trong hầu hết các thiết bị | Giao thức âm thanh LE mới sẽ thay thế giao thức cổ điển vì yêu cầu năng lượng thấp và dễ xử lý |
| Phạm vi | Phạm vi giới hạn 10m – 50m | Tầm xa được giới thiệu trong Bluetooth 5.0 lên đến 1km trong tầm nhìn |
| Băng thông RF | Băng tần ISM 2,4 GHz (2400-2483,5 MHz) | Băng tần ISM 2,4 GHz (2400-2483,5 MHz) |
| Số kênh | 79 kênh RF mỗi kênh 1 MHz | 40 kênh RF mỗi kênh 2MHz |
| Kỹ thuật điều chế | GFSK cho Tốc độ dữ liệu cơ bản 8-DPSK hoặc π/4-DQPSK cho Tốc độ dữ liệu nâng cao | GFSK |
| cấu trúc liên kết | Ngang hàng (1:1) | Ngang hàng (1:1) Cấu trúc liên kết sao (nhiều:1) Phát sóng (1:nhiều) Lưới (nhiều:nhiều) |
Sự kết luận
ESP32 có công nghệ Bluetooth kép có cả phiên bản Bluetooth Cổ điển và Năng lượng thấp. Bluetooth Classic là một biến thể cơ bản của Bluetooth tiêu thụ nhiều năng lượng hơn trong khi Bluetooth Low Energy nhắm đến các ứng dụng tiêu thụ ít năng lượng, chẳng hạn như trao đổi dữ liệu từ các cảm biến theo định kỳ. Bài viết này đề cập đến sự so sánh ngắn gọn về cả hai công nghệ Bluetooth của ESP32.