اغلب مردم تصور می‌کنند بلوتوث برای انتقال صدا و یا هندزفری است. فناوری بلوتوث فقط برای انتقال صدا طراحی نشده است. مصرف بلوتوث هم برای عموم است و هم برای کارهای به شدت تخصصی در این متن سعی کرده‌ایم به تمامی سوالات شما پاسخ دهیم، تیترها را دنبال کنید.
شناخت فناوری بلوتوث Bluetooth
فناوری بلوتوث محبوب‌ترین استاندارد بیسیم در جهان برای تبادل داده و اطلاعات در مسافت‌های کوتاه است. از آنجا که بلوتوث یک حالت راحت و ایمن از ارتباطات را بین تمام دستگاه‌ها ارائه میدهد، به عنصری اساسی در دنیای پیشرفته فناوری و ارتباطات امروزی تبدیل شده است. علت نام گذاری این فناوری به نام بلوتوث، داستان جالبی دارد ولی از موضوع بحث این صفحه خارج است. اما در اواسط دهه 90 میلادی سه بازیگر مهم در صنعت تکنولوژی یعنی اینتل، اریکسون و نوکیا استانداردی برای ساخت یک فناوری رادیویی کوتاه برد جهت تبادل اطلاعات را بنیان گذاری کردند. نام بلوتوث در آن زمان به صورت موقتی روی این فناوری گذاشته شد، تا در زمان مناسب یک نام تجاری چشم گیر برای آن انتخاب شود. ولی پیش از این مورد نام بلوتوث Bluetooth سر زبان‌ها افتاد. از آنجایی که نام فناوری‌ها به عنوان یک پدیده‌ی جدید، بسیار سریع بین کاربران و مردم جای می‌گیرند. نام بلوتوث هم به همین صورت بین همگان گسترش یافت. نام فناوری‌های جدید بسیار سریع در مکالمات روزمره جای خودشان را پیدا می‌کنند.
روش کار بلوتوث Bluetooth
همانطور که اعلام شد این فناوری برای ارتباط بیسیم و تبادل داده‌ها با پهنای باند مناسب و در فاصله‌های کوتاه طراحی شده است. رنج فرکانس کاری بلوتوث در محدوده 2.402GHz تا 2.483GHz در نظر گرفته شده است. این رنج فرکانسی در محدوده کم مصرف و امواج ISM دسته بندی می‌شود. بلوتوث در 79 فرکانس مختلف در این رنج رادیویی کار می‌کند. برای تبادل اطلاعات در این بستر بایستی دو دستگاه به یکدیگر متصل شده باشند. به این اتصال در اصطلاح Pair گفته می‌شود. دو دستگاه بلوتوث پس از اینکه به هم Pair شدند قابلیت تبادل اطلاعات بین یکدیگر را خواهند داشت. بلوتوث از نسخه‌های مختلفی تشکیل شده است. که هر کدام در اثر پیشرفت تکنولوژی به نسبت نسل قبلی بهبود یافته‌اند.
نسخه‌های مختلف بلوتوث Bluetooth
به صورت استاندارد بلوتوث کلاسیک شامل نسخه‌های 1.0 تا 3.0 است. پس از آن بلوتوث BLE یا همان فوق کم مصرف طراحی و تولید شده است. در ادامه این موارد را توضیح خواهیم داد.
هنگامی که بلوتوث 1.0 برای اولین بار راه‌اندازی شد، سرعت داده آن کمتر از ۱ مگابیت در ثانیه و دامنه آن کمتر از ۱۰ متر بود. این فناوری در سال 1999 به صورت تجاری تبدیل شد.
توانست با افزایش سرعت به ۲ تا ۳ مگابیت بر ثانیه، پیشرفت چشم گیری داشته باشد. مصرف انرژی بلوتوث حدود ۳۳ برابر کمتر از وای‌فای است. این فناوری در سال 2004 به صورت تجاری تبدیل شد.
در نسل سوم فناوری Bluetooth با استفاده از استاندارد و تکنولوژی 802.11 توانست به افزایش انتقال داده تا ۲۴ مگابیت بر ثانیه کمک کند. این فناوری در سال 2009 به صورت تجاری تبدیل شد.
نسل چهارم buetooth متداول‌ترین نوع بلوتوث است. برای دستیابی به مصرف انرژی بسیار کمتر و اقتصادی، سرعت داده در این نسخه به ۱ مگابیت در ثانیه محدود شده است. حداکثر مسافت انتقال در بلوتوث نسخه 4 به 10 متر می‌رسد. این فناوری در سال 2013 به صورت تجاری تبدیل شد.
با افزایش حجم داده و دامنه، پیشرفتی در کاهش مصرف انرژی محسوب می‌شود. برخلاف نسخه قبل، در بلوتوث نسخه 5 شاهد چهار رنج مختلف از سرعت داده هستیم. این نسخه میتواند در دامنه‌های انتقال مختلف از جمله ۱۲۵ کیلوبیت بر ثانیه، ۵۰۰ کیلوبیت بر ثانیه، ۱ مگابیت بر ثانیه و ۲ مگابیت بر ثانیه کار کند. کاهش نرخ داده، تأثیر مثبتی روی توانایی افزایش دامنه داده‌ها تا ۲۴۰ متر دارد. انتقال سریع‌تر ۲ مگابیت در ثانیه به‌طور قابل توجهی محدودتر و برای استفاده در برد کوتاه مناسب‌تر است. این فناوری در سال 2017 به صورت تجاری تبدیل شد.
جنبه‌های امنیتی را در مقایسه با نسخه 4.0 و نسخه‌های قبلی بهبود بخشیده است. این فناوری در سال 2020 به صورت تجاری تبدیل شد.
انواع ماژول Bluetooth بلوتوث
همانطور که پیشتر اشاره شد از فناوری بلوتوث برای مصارف مختلفی استفاده می‌شود. بلوتوث قابلیت تبادل اطلاعات با سرعت کافی، پهنای باند مناسب و مصرف انرژی کم را دارد. ولی این ویژگی‌ها فقط در یک مسافت کوتاه قابل دستیابی هستند. باتوجه به رنج کاربری متنوعی که بلوتوث دارد، ماژولهای مختلفی هم برای این کاربری‌ها طراحی شده‌اند. در فروشگاه دانشجو کیت رنج متنوعی از ماژول بلوتوثی را میتوانید بررسی و خرید کنید.
نوعی از ماژول بلوتوث که منحصرا برای تبادل داده‌ها به صورت صوتی طراحی شده است. این ماژول‌ها پهنای باند مناسبی دارند و مناسب انتقال صوت هستند. در سیستمهای پخش و ضبط صوت‌ها از ماژول bluetooth صوتی استفاده می‌شود. انواع مختلف از این بلوتوث را میتوانید از فروشگاه دانشجو کیت بررسی و خرید کنید. ماژول برای بلوتوثی کردن ضبط‌های قدیمی در ابعاد بسیار کوچک را میتوانید خریداری کنید. ماژول XY-BT Mini یکی از این دسته ماژول‌ها است.
نوعی از ماژول بلوتوث برای تبادل انواع داده‌ها که در فرآیندهای مختلف استفاده می‌شود. برای ارسال فرمان و یاکنترل از راه دور وسایل برقی کاربردی است. انواع این ماژول bluetooth را میتوانید در این صفحه از فروشگاه دانشجو کیت بررسی خرید کنید. ماژول HC-05 و یا ماژول HM-10 یکی از این دسته ماژول‌ها است.
برد بلوتوث چقدر است؟
هر ماژول بلوتوث یک توان منحصر به فردی دارد. اینطور نیست که یک متراژ مشخص را به عنوان برد بلوتوث تعیین کنیم و برای تمامی ماژول‌ها یکسان باشد. برد بلوتوث بستگی به شرایط محیطی و محل مورد استفاده کاملا متغییر است. اما دقت داشته باشید که فناوری بلوتوث یک ارتباط بیسیم برای ارتباط کوتاه برد است. بنابراین برد بلوتوث در عمل نمیتواند بیشتر از 20 متر باشد. ماژولهای بلوتوث خودرویی با توجه به اینکه داخل خودرو قرار است استفاده شوند، برد بلوتوث کمتری به نسبت دیگر ماژول‌ها دارند. برد بلوتوث صوتی با برد بلوتوث دیتا هم میتواند متفاوت باشد. از جمله مواردی که در متراژ برد بلوتوث تاثیر گذار هستند، توان منبع تغذیه است. اگر از باتری استفاده شود، با ضعیف شدن آن متراژ برد بلوتوثی هم کاهش پیدا می‌کند.
ماژول برای بلوتوثی کردن ضبط خودرو
انواع مختلفی از ماژول بلوتوث برای افزودن قابلیت پخش صوت از طریق بلوتوث موجود هستند. ماژول بلوتوث صوتی علاوه بر ورژنی که دارد، ابعاد و قابلیت‌های مختلفی از جمله پورت AUX خروجی، نمایشگر و یا کنترل هم هستند. ماژول بلوتوث برای ضبط خودرو به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. ماژولهای پنلی که بایستی بیرون ضبط قرار گیرند و معمولا داری نمایشگر هستند. دارای یک پنل و قاب هم برای نمایش وضعیت هستند. دسته دوم فاقد قاب و غیر پنلی هستند. این دسته دوم دارای ابعاد کوچکتری هستند و قابلیت نصب درون ضبط خودرو را دارند.
نصب ماژول بلوتوث صوتی درون ضبط خودرو چگونه است؟ پاسخ به این سوال بسیار ساده است. کافیست از خروجی ماژول پخش صوت بلوتوثی به ورودی صوتی ضبط و پخش خودرو اتصال صورت گیرد. سپس تغذیه مناسب ماژول هم تامین شود. برای بلوتوثی کردن ضبط خودرو به یک ماژول تغذیه که معمولا تبدیل کننده از ولتاژ 12 به 5 ولت هستند، نیاز دارید. با این کار جلوی نویزهای آزار دهنده را می‌گیرید.
ماژول بلوتوث XY-BT mini انتخاب مناسبی برای بلوتوثی کردن ضبط خودرو است. مطابق تصویر زیر بایستی از سه پایه خروجی ماژول XY-BT mini به ورودی سیستم صوتی اتصالات را لحیم کاری کنید. (تصاویر از وب سایت دیجی اسپارک با رعایت حقوق کپی رایت تهیه شده‌اند.)
ماژول برای بلوتوثی کردن ضبط خانگی
بازسازی و استفاده مجدد از سیستمهای پخش خانگی قدیمی بسیار فراگیر شده است. برای این منظور و لذت پخش موسیقی کافیست که درگاه ورودی پخش صوتی را برای این سیستمهای قدیمی به روز کنیم. استفاده از تکنولوژی پخش بلوتوث بسیار کاربردی و فراگیر است. کافیست از یک ماژول بلوتوثی مناسب برای اتصال به پخش خانگی استفاده کنید. در این مورد هم دو گزینه پنلی و غیر پنلی قابل تهیه هستند.
برای بلوتوثی کردن ضبط صوت خانگی توسط ماژول بلوتوث پنلی میتوانید ضن دارا بودن نمایشگر جهت نمایش وضعیت پخش فایل و استفاده از ریموت کنترل مجزا، درگاه بلوتوث را هم به سیستم اضافه کنید. ولی در یک روش متفاوت دیگر، ماژول بلوتوث صوتی مانند XY BT mini درون سیستم قرار میگیرد. سپس با موبایل به آن Pair شده و موزیک را پخش میکنید.
با استفاده از این ماژول Bluetooth از آمپلی فایر و اسپیکرهای با کیفیت قدیمی مجددا استفاده خواهید کرد. برای اتصال ماژول بلوتوث به ضبط صوت خانگی مطابق تصویر زیر بایستی به یکی از ورودی‌های استریو لحیم کاری کنید. سیم مورد استفاده و لحیم کاری اصولی در انتقال و کیفیت صدا بسیار اهمیت دارند. (تصاویر از وب سایت دیجی اسپارک با رعایت حقوق کپی رایت تهیه شده‌اند.)
ماژول بلوتوث برای کنترل وسایل برقی توسط اندروید
کنترل وسایل برقی از راه دور بسیار کاربردی و جذاب است. این مورد در خانه‌های هوشمند بسیار کاربردی و نوعی نیاز اساسی است. برای کنترل وسایل برقی با بلوتوث توسط اندروید میتوان از ماژول بلوتوث HC-05 استفاده کرد. این ماژول بلوتوث نسل 2.0 است. از طریق ارتباط سریال با انواع بردهای میکروکنترلر ارتباط برقرار می‌کند. سپس با موبایل Pair شده و فرامین مربوطه را از طریق اپلیکیشن اندروید دریافت می‌کند. ماژول بلوتوث HC-05 در پروژه‌های رباتیکی هم بسیار کاربردی است. اتصال به ربات و فرمان به آن از راه دور توسط ماژول بلوتوث اندرویدی توسط بردهای آردوینو امکان پذیر خواهد بود.
ماژول بلوتوث برای کنترل وسایل برقی توسط سیستمهای اپل
ماژول بلوتوث قابل اتصال به سیستمهای اپل حتما بایستی از نسل 4.0 به بعد باشد. به عبارت دیگر ماژول بلوتوث بایستی از نوع BLE باشد تا قابلیت Pair شدن با دستگاه‌های اپل را دارا باشد. ماژول بلوتوث HM-10 یکی از پرکاربردترین موارد برای اتصال به سیستمهای اپلی در خانه هوشند هستند. ماژول بلوتوث برای کنترل وسایل برقی از راه دور انواع مختلفی دارد. بردهای HM-10 علاوه بر اینکه بلوتوث کم مصرف BLE هستند، قابلیت iBeacon را هم دارا هستند. توسط انواع بردهای میکروکنترلر امکان مدیریت و فرمان به ماژول بلوتوث hm10 فراهم است.
زبان برنامه نویسی بلوتوث کنترل وسایل برقی
در سیستم کنترل وسایل برقی از راه دور نیازمند یک برد میکروکنترلر جهت برنامه ریزی هستیم. برد بلوتوث به آن متصل شده و امکان اتصال بیسیم به یک وسیله از جمله موبایل و یا تبلت را فراهم می‌کند. در این سناریو بسته به میکروکنترلر مورد استفاده از زبان‌های برنامه نویسی مختلفی میتوان استفاده کرد. زبان‌های برنامه نویسی بر پایه C و یا زبان برنامه نویسی میکروپایتون Micropython دو مورد بسیار معمول هستند.
ماژول بلوتوث HC-05 اورجینال و غیر اصل
ماژول بلوتوث HC05 یک گزینه بسیار کاربردی در رباتیک و الکترونیک است. این ماژول به واسطه قابلیت ارتباط سریال با انواع بردهای میکروکنترلر قابل برنامه ریزی و کارکرد است. ولی مدل‌های مختلفی از آن در دسترس هستند. ما در فروشگاه دانشجو کیت انواع ماژول HC-05 را با تراشه‌های مختلف در دسترس عموم قرار داده‌ایم. میتوانید مدل‌های اورجینال و غیر اصل از ماژول بلوتوث hc05 را در دانشجو کیت خریداری کنید.
ماژول بلوتوث صوتی
در اکثر هدفون‌های بیسیم از نوعی ماژول بلوتوث صوتی استفاده شده است. تمامی اسپیکرهای همراه بلوتوثی از نوعی ماژول بلوتوث صوتی بهره برده‌اند. این نوع ماژول بلوتوث به سادگی با تمامی تلفن‌های هوشمند و دستگاه‌های بلوتوث خانگی ارتباط برقرار می‌کند. سپس برای انتقال صوت از یک آمپلی فایر استفاده می‌کنند. تا صدای منتقل شده، اول تقویت شود و سپس به منبع گیرنده ارسال شود. این فرایند توسط ماژول بلوتوث صوتی ارسال و دریافت می‌شود. سپس به آمپلی فایر و از آن به اسپیکر منتقل می‌شود. این فرآیند در خودرو هم صورت میگیرد، صدای راننده به همگام رانندگی توسط میکروفن دریافت شده و از طریق بلوتوث به تلفن همراه منتقل می‌شود. همین حالت به صورت دوطرفه توسط ماژول بلوتوث صوتی صورت میگیرد. در این شاخه انواع ماژول بلوتوث صوتی را میتوانید تهیه کنید.
