ESP32 - البلوتوث الكلاسيكي مقابل البلوتوث منخفض الطاقة (BLE)

ما هو البلوتوث في ESP32

Bluetooth هي تقنية راديو تنقل البيانات ضمن نطاقات 2.4 جيجا هرتز. لإرسال حزم البيانات هذه ، توجد 79 قناة مخصصة لكل منها 1 MHz في عرض النطاق الترددي. يسمح Bluetooth في ESP32 بتوصيل أجهزة متعددة مثل الهواتف المحمولة وأجهزة الكمبيوتر وأجهزة الاستشعار وغيرها الكثير.

أنواع البلوتوث في ESP32

عندما يتعلق الأمر بأنواع البلوتوث ، يجب أن نضع في اعتبارنا استهلاك طاقة البلوتوث لأن هذا هو السبب الرئيسي وراء الانقسام في تقنية البلوتوث. ESP32 عبارة عن لوحة تحكم دقيقة تعتمد على إنترنت الأشياء منخفضة الطاقة حيث يتعين علينا الحفاظ على الطاقة منخفضة قدر الإمكان.

مع إطلاق تقنية Bluetooth حتى الآن ، هناك العديد من التحسينات وإعادة الإنشاء داخل هذه التقنية. حسب استهلاك الطاقة البلوتوث يمكننا تقسيمه إلى اثنين الأنواع:

• بلوتوث كلاسيك
• بلوتوث منخفض الطاقة

Bluetooth Classic في ESP32

Bluetooth Classic هي البديل الأساسي أو الأول لتقنية Bluetooth التي كانت موجودة هنا منذ 20 عامًا. إنها تقنية LAN لاسلكية تعمل في نطاقات 2.4 جيجا هرتز ويمكن تقسيم تقنية Bluetooth الكلاسيكية إلى نوعين بناءً على معدل البيانات:

• السعر الأساسي (BR) : هو التعديل الراديوي القياسي الذي يحتوي على معدل نقل بيانات 1 ميجابايت / ثانية. يتم استخدامه لنقل الصوت وأحيانًا الفيديو.
• معدل البيانات المحسن (EDR) : تم تقديمه لزيادة معدل نقل البيانات من 1 ميجابايت / ثانية إلى 3 ميجابايت / ثانية مما يسمح له بتشغيل برامج الترميز المتطورة.

يعمل كل من Bluetooth Classic و BLE في نطاق 2400-2483.5 ميجا هرتز ضمن نطاق تردد ISM 2.4 جيجا هرتز. ومع ذلك ، يحدث اتصال Bluetooth الكلاسيكي عبر أي قناة من 79 قناة من ناحية أخرى ، يحتوي BLE على 40 قناة محددة فقط.

يساعد معدل نقل البيانات العالي في تقنية Bluetooth الكلاسيكية على حمل صوت عالي الجودة وهو أمر غير ممكن في BLE. من خلال دعم الاتصال من نقطة إلى نقطة ، أصبحت تقنية Bluetooth الكلاسيكية معيارًا لبث الصوت وسماعات الرأس وأنظمة الترفيه داخل السيارة.

فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية لـ Bluetooth Classic:

• نقل الملفات بين الأجهزة
• الاتصال بدون استخدام اليدين
• مكبرات صوت لاسلكية
• سماعات لاسلكية
• طابعات ولوحات مفاتيح لاسلكية

بلوتوث منخفض الطاقة (BLE) في ESP32

BLE (Bluetooth Low Energy) أو Bluetooth 4.0 هي نسخة مطورة من تقنية Bluetooth الأساسية التي دخلت السوق في عام 2011. من الاسم أصبح يمكننا أن نستنتج أنه إصدار منخفض الطاقة من تقنية Bluetooth. يستهلك BLE طاقة أقل وهو مناسب تمامًا للوحات مثل ESP32.

على عكس البلوتوث الكلاسيكي ، فإنه لا يظل يعمل طوال الوقت ولكنه ينتقل إلى وضع السكون ولا يتم تمكينه إلا عند بدء الاتصال ، وهذا يساعد إلى حد كبير في توفير قدر كبير من الطاقة. بفضل قدرته المنخفضة على الطاقة ، يمكن لـ ESP32 تبادل كميات صغيرة من البيانات من المستشعرات دون الحاجة إلى طاقة إضافية. حيث يمكن أن تعمل لفترة طويلة وتستهلك طاقة منخفضة للغاية.

فيما يلي قائمة بتطبيقات BLE:

• مراقبة ضغط الدم
• أجهزة اللياقة البدنية
• أجهزة استشعار المراقبة
• إعلان Geofencing
• أجهزة استشعار أمن الوطن
• التطبيقات القائمة على إنترنت الأشياء

مقارنة موجزة بين البلوتوث الكلاسيكي والبلوتوث منخفض الطاقة

الفرق الرئيسي هنا هو أن Bluetooth تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة وتنقل بيانات عالية الجودة بينما لا تحتاج Bluetooth Low Energy إلى تبادل بيانات كبيرة ويمكن تشغيلها على البطاريات لسنوات. دعونا نناقش المقارنة على أساس معايير مختلفة.

استهلاك الطاقة

تتميز تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة بالميزة الرئيسية المتمثلة في انخفاض استهلاك الطاقة لأنها تمكن الأجهزة من العمل لأكثر من عام بمجرد استخدام بطارية خلية واحدة تعمل بالعملة المعدنية. يحدث هذا لأن أجهزة BLE تظل في وضع السكون طوال الوقت ، ولا تستيقظ إلا عند الحاجة إلى نقل البيانات. الحد الأقصى للاستهلاك الحالي هو 15mA فقط.

BLE - الفائز

نطاق الجهاز

عندما يتعلق الأمر بمدى البلوتوث ، فإن الفائز هو Bluetooth Classic حيث يستهلك خصمه طاقة أقل مما يمكّنه من العمل لفترة أطول على خلية واحدة ، لكن هذه الميزة تقلل من نطاق أجهزة Bluetooth. لذلك ، إذا احتاج المرء إلى مدى أطول ، فعليه التفكير في تقنية Bluetooth الكلاسيكية.

كلاسيك بلوتوث - الفائز

الإنتاجية

يبلغ معدل نقل البيانات الفعلي لـ Bluetooth Low Energy حوالي 100-250 كيلوبت في الثانية مقارنةً بتقنية Classic Bluetooth والتي تبلغ حوالي 2 ميغابت في الثانية. لذلك ، لا يمكن نقل بيانات الصوت والفيديو عالية الجودة باستخدام BLE. البلوتوث الكلاسيكي هو السبيل للذهاب. ومع ذلك ، فإن نقل البيانات المنخفض مع طاقة أقل وزمن وصول BLE هو الأنسب.

كلاسيك بلوتوث - الفائز

كلفة

تعد أجهزة BLE مقارنة بالأجهزة التي تحتوي على Bluetooth Classic أرخص بكثير. هذا ممكن لأن BLE مصمم لتطبيقات منخفضة استهلاك الطاقة وبالتالي يكون معدل نقل البيانات وسرعة أقل. من ناحية أخرى ، يحتوي Bluetooth Classic على بروتوكولات معقدة تتطلب بطاريات كبيرة لنقل البيانات وبالتالي فهي باهظة الثمن نسبيًا.

BLE - الفائز

عدد العبيد الملحقين بالسيد

تدعم أجهزة BLE عددًا أكبر من الأجهزة الفرعية مقارنة بالإصدارات الأخرى. كل هذا يتوقف على تنفيذ BLE وتوافر حجم الذاكرة داخل الأجهزة.

BLE - الفائز

سرعة إعداد الاتصال

BLE سهل الإعداد وقوي وموثوق. نظرًا لأن معظمنا يرتدي عصابات ذكية كلاسيكية تعمل بتقنية البلوتوث. الاتصال السلس بين السوار الذكي والهاتف الذكي ممكن فقط بسبب BLE. تظل جميع هذه الأجهزة الذكية متصلة بأجهزة أخرى لفترة أطول فقط بسبب BLE.

كما أن معظم ميزات Bluetooth منخفضة الطاقة مأخوذة من تقنية Classic Bluetooth مثل التردد التكيفي. يستخدم BLE مثل Classic Bluetooth نفس التقنية ليس فقط لإقران الأجهزة ولكن أيضًا يتميز بمصادقة أمان متقدمة وتشفير البيانات. كل هذه الميزات تجعل BLE أكثر موثوقية من Bluetooth الكلاسيكية.

من هذه المقارنة يمكننا أن نستنتج أن BLE يتفوق على تقنية Bluetooth الكلاسيكية في معظم المصطلحات. ومع ذلك ، في النهاية ، كل هذا يتوقف على الاستخدام وتفضيل المستخدم لاستخدام BLE أو Classic Bluetooth.

BLE - الفائز

هنا قمنا بتجميع مقارنة موجزة بين Bluetooth Classic و BLE:

استنتاج

يحتوي ESP32 على تقنية Bluetooth المزدوجة التي تحتوي على إصدار Bluetooth الكلاسيكي ومنخفض الطاقة. Bluetooth Classic هو البديل الأساسي للبلوتوث الذي يستهلك المزيد من الطاقة بينما يستهدف Bluetooth Low Energy التطبيقات منخفضة الطاقة مثل تبادل البيانات من أجهزة الاستشعار على فترات منتظمة. تتناول هذه المقالة مقارنة موجزة بين تقنيات ESP32 Bluetooth.