Comunicați cu furnizorul? Furnizor
Megan Ms. Megan
Cu ce ​​vă pot ajuta?
Contactați furnizorul

JingHongYi PCB (HK) Co., Limited

Linii directoare pentru proiectarea plăcii de circuite Bluetooth
Linii directoare pentru proiectarea plăcii de circuite Bluetooth

Plăcile de circuit imprimat cu tehnologie Bluetooth pot fi problematice cu interferențe, date pierdute și integritate redusă a semnalului dacă nu sunt luate anumite precauții. Vom prezenta multe reguli și orientări care trebuie luate în considerare atunci când alegeți tehnologia Bluetooth pentru o anumită aplicație și, mai precis, proiectarea acesteia într-o placă de circuit.

O varietate de aplicații utilizează Bluetooth, inclusiv:
  • Beacon-uri utilizate în mall-uri
  • Rame Eddystone pentru aplicații de detectare industrială
  • Căști și produse audio / stereo
  • Dispozitive periferice de la distanță, cum ar fi controlorul jocurilor video sau șoarecii de computer / tastaturi
  • Sisteme de automatizare la domiciliu
  • Aplicații electronice fără fir pentru consumatori, inclusiv camere, imprimante și telefoane
Fiecare aplicație încorporează aceeași tehnologie Bluetooth comună, dar o folosește diferit și în funcție de tipul de conexiune, revine inginerului de proiectare să includă principii de bază pentru a optimiza integritatea semnalului și eficacitatea generală a dispozitivului.

Bluetooth nu este o alegere wireless foarte rapidă în comparație cu Wi-Fi, cu toate acestea, devine tot mai rapid. De asemenea, nu se descurcă bine prin ziduri și alte obstrucții din apropiere și are o gamă slabă.

Este încă o alegere bună, în ciuda faptului că este un lucru în curs (5.0 este cea mai recentă actualizare și reprezintă o îmbunătățire decentă față de 4.2). În cea mai mare parte, este o opțiune destul de scăzută, fiabilă, sigură, larg acceptată, care poate fi implementată cu ușurință pe o gamă largă de periferice mici.

Bluetooth este de aproximativ 20 de ani și este în continuă evoluție și, deși este îmbunătățit în ceea ce privește viteza, puterea, raza de acțiune, securitatea și alte atribute de-a lungul anilor, se pare că are încă unele din aceleași probleme de la concepția sa la mijlocul Anii '90, inclusiv sensibilitatea sa la interferențe de semnal.

Deci, ce se poate face din punct de vedere al proiectării PCB pentru a optimiza integritatea semnalului, a minimiza interferențele și pachetele de date pierdute?

Iată câteva considerente de proiectare a circuitului Bluetooth și reguli generale de miniatură:

Utilizați module certificate

1. Dacă încorporați Bluetooth într-un produs și vă limitați la resurse, luați în considerare utilizarea unui modul pre-certificat, complet conținut pentru a ajuta la accelerarea dezvoltării și a timpului pe piață. În cele din urmă, acesta poate costa puțin costul, dar va preveni de obicei mai multe dureri de cap care pot apărea din plasarea / proiectarea antenei și sensibilitatea la EMI.

Există mai multe module certificate la prețuri rezonabile în prezent și majoritatea includ un procesor ARM mic, cum ar fi RN4020 sau RN4870 de la Microchip, sau BT121 sau BGM113 de la Silicon Labs. Având procesorul la bord îi oferă mai multă flexibilitate și putere, cum ar fi controlarea periferice simple prin GPIO, SPI, I2C, PWM și așa mai departe, pe lângă stiva lui Bluetooth.
bluetooth-pcb-design
Verificați selecția dispozitivului Bluetooth

2. Asigurați-vă că alegeți un dispozitiv Bluetooth adecvat pentru aplicație și că antena a fost, de asemenea, dimensionată și reglată corespunzător.

Dacă mergeți pentru o aplicație de baliză simplă, unde trebuie doar să faceți publicitate despre locație sau date în intervale scurte / intervale, atunci poate fi folosită o soluție de consum redus (Bluetooth Low Energy sau BLE), cu funcții și periferice minime. pentru a economisi imobiliare la bord și costul final.

Dacă sunteți în căutarea unei aplicații Bluetooth cu o capacitate mai mare de transfer, streaming audio sau schimb de date, atunci este posibil să aveți nevoie de ceva care are o putere mai mică Tx, o sensibilitate Rx mai mare și o rată mai rapidă a datelor (deși încetinește datele) rata poate ajuta în mod normal la minimizarea pachetelor abandonate).

Dacă sunteți în căutarea unui fel de cip all-in-one, luați în considerare utilizarea chipset-urilor care conțin procesoare puternice sau secundare, care includ pinii UART, SPI, I2C, PWM, ADC, DAC și GPIO.

Dacă lucrați la ceva care depinde în mare măsură de o lectură RSSI, asigurați-vă că are suficientă rezoluție dB pe monitorul său RSSI.

Separați sau îndepărtați semnalele de cupru și componentele cu energie mare

3. Când proiectați într-un chipset sau modul Bluetooth, păstrați regiunea antenei complet liberă de semnalele de cupru din apropiere sau de componentele care poartă cantități semnificative de energie (în special căile de alimentare care sunt comutate, cum ar fi convertoarele de impulsuri sau buck).

Aceasta include, de asemenea, menținerea zonei (și a straturilor de bord) libere de avioane și pungi de poligon. Majoritatea producătorilor de chipset-uri Bluetooth vor oferi ghiduri de aspect care trebuie urmate îndeaproape în timpul proiectării PCB. Dacă stabiliți manual zona antenei, utilizați un plan la sol, după caz, pentru a păstra o lățime de bandă bună la intrare și asigurați-vă că construiți suficient spațiu pentru reglarea elementelor (un plan la sol este necesar pentru antenele tipărite și ceramice).

Folosiți cabluri de cusătură la sol pentru a preveni radiațiile nedorite de la marginea PCB, deoarece ar putea pătrunde în semnalele Bluetooth din apropiere. Dacă puteți, încercați să optimizați forma plăcii pentru dispozitivul Bluetooth și unde se află antena, păstrându-l pe margine și departe de componentele și semnalele din apropiere. Dacă utilizați semnale bazate pe analog, precum Audio, asigurați-vă că planurile analogice și cele digitale sunt separate.

Și este întotdeauna o idee bună să protejăm echipamentele electronice (nu antena, desigur) pentru a preveni cuplajul încrucișat și pentru a minimiza zgomotul ridicat.
pcb-design-bluetooth-circuit-board
Note de alimentare

4. Asigurați-vă că șina de alimentare cu energie electrică a modulului sau cipului Bluetooth este curată și folosiți condensatoarele (1.0 up) și condensatoarele de decuplare (0.1uF și 10nF) acolo unde este necesar. De asemenea, nu ezitați să folosiți perle de ferită pe șină de intrare în zona Bluetooth a plăcii pentru a respinge zgomotul de înaltă frecvență.

Instrumente și analiză

5. Dacă proiectați zona antenei, asigurați-vă că aveți echipamentul adecvat (cum ar fi un analizator de rețea) pentru a analiza și a regla rețeaua potrivită sau luați în considerare trimiterea proiectului către un laborator de testare RF a unei terțe părți.

Luați în considerare obstacolele din lumea reală

6. Există o mare varietate de lucruri care pot provoca obstrucția sau deconectarea în timpul unei conexiuni Bluetooth, inclusiv apa din apropiere (și noi, oamenii suntem făcuți mai ales din apă), obiecte metalizate, smartphone-uri / tablete, computere, dispozitive care operează pe aceeași bandă ISM, cum ar fi cuptoare cu microunde sau tehnologii WLAN, surse de alimentare, video wireless RF, iluminat pentru birou și telefoane casnice.

Este extrem de susceptibil la pierderea semnalului chiar și atunci când este asociat la distanță apropiată (1-2 metri). Dacă există un risc mai mare ca aceste tipuri de lucruri să afecteze calitatea semnalului, atunci alegeți un dispozitiv cu putere mai mare și acționați cu o viteză mai mică pentru a reduce la minimum căderea pachetelor. Sau dacă electronica se află în interiorul unei incinte, asigurați-vă că materialele metalizate sunt reduse la minimum și departe de modulul BLE. Relația dintre puterea semnalului Bluetooth și distanța nu este o relație liniară. De fapt, este foarte neliniar și oarecum imprevizibil bazat pe mediul înconjurător, dar urmează un model general (prezentat mai jos).
rssi-distance
Indiferent dacă proiectați un modul Beacon mic, simplu sau un hub Bluetooth care transmite date, înfometat cu putere, în urma acestor considerente v-ar putea economisi tone de dureri de cap în timpul testului / implementării proiectului.

Odată cu extinderea ansamblului PCB Bluetooth , este un moment interesant pentru a încorpora comunicarea și controlul wireless în produse, iar viitorul va aduce doar componente Bluetooth mai mici, mai rapide, mai ieftine și mai puternice.

La JHY PCB, suntem încântați să contribuim la aducerea acestor noi concepte în realitate. Parteneriatul cu un furnizor experimentat de fabricare a PCB-urilor și asamblarea PCB cu ingineri care au relații de lungă durată cu furnizorii de componente este crucial pentru succesul următoarelor necesități de fabricare și asamblare a PCB-urilor Bluetooth.

Lista de produse conexe