EO_499

ELETTRONICA OGGI 499 - GENNAIO/FEBBRAIO 2022 61 COMM WIRELESS COMMUNICATION per lo streaming di contenuti video e per il controllo “quasi in tempo reale” di robot, ma evidenzia alcuni limiti nel caso di nodi alimentati a batteria caratterizzati da un duty cycle (ovvero un fattore di utilizzo) ridotto, molto comuni nelle applicazioni IoT. BLE (Bluetooth Low Energy) La soluzione per i dispositivi appena sopra menzionati è spesso rappresentato da Bluetooth Low Energy, o Bluetooth LE. Si tratta della versione a basso consumo di Bluetooth tradizionale (classic Bluetooth), uno standard ampiamente diffuso fino in tempi recenti. Bluetooth era stato concepito come tecnologia alternativa ai tradizionali cavi e ottimizzato per supportare funzionalità quali trasferimento di file e streaming audio, che richiedono entrambe velocità elevate. Poiché velocità più alte comportano un aumento dei consumi, appare chiaro che Bluetooth non risulta particolarmente indicato per nodi IoT alimentati a batteria. Grazie alla sua vasta diffusione, Bluetooth era stato ampiamente adottato nei telefoni cellulari, dove è tuttora presente. L’evoluzione della tecnologia Bluetooth aveva portato alla definizione di una versione a basso consumo e con duty cycle ridotto che prese il nome di Bluetooth Smart, ora nota come Bluetooth LE. L’introduzione di questa versione era stata quanto mai tempestiva, in quanto IoT stava diffondendosi molto rapidamente e gli smartphone integravano già una radio Bluetooth LE, dal momento in cui parecchi chip Bluetooth supportavano entrambe le versioni. Poiché tutti i nodi terminali altro non sono che gli oggetti del mondo IoT e devono trasferire i loro dati verso il cloud per diventare dispositivi dell’universo IoT, la radio Bluetooth BE presente negli smartphone rappresentava il tramite naturale per collegare le tecnologie. Questo è il motivo per il quale negli ultimi anni l’adozione di Bluetooth LE è aumentata in modo esponenziale. In base ai dati forniti da Bluetooth SIG, nel 2021 sono stati consegnati 4,5 miliardi di dispositivi Bluetooth. Tra le principali applicazioni si possono annoverare streaming audio, trasferimento dati, servizi di localizzazione e connessione in rete. Di seguito un sintetico riassunto dei principali vantaggi di Bluetooth LE: • Funzionamento nella banda a 2,4 GHz non coperta da licenze a livello mondiale : ciò significa che lo stesso prodotto può essere utilizzato in tutto il mondo • Bluetoothutilizzapacchetti efficienti edi piccoledimensioni : in questo modo è possibile ridurre i tempi di trasmissione, aumentare la velocità di trasmissione e diminuire i consumi di potenza • Meccanismo robusto per la gestione delle interferenze : Bluetooth LE utilizza canali di advertising scelti in modo da minimizzare le interferenze con Wi-Fi. È anche possibile utilizzare il salto di frequenza di tipo adattativo (AFH - Adaptive Frequency Hopping) che tiene traccia dei canali bloccati in modo che ogni volta che viene eseguita la scansione dell’elenco dei canali sia possibile evitare quelli che risultano occupati • Smartphone con Bluetooth LE : consente a qualsiasi nodo Bluetooth LE di comunicare con il cloud attraverso una app mobile • Sviluppo attivo degli standard : Bluetooth SIG è costantemente impegnato ad aggiungere nuovi servizi e a offrire ulteriori opzioni e modalità radio. Oggigiorno a esempio è disponibile una modalità “long range” che permette di estendere in modo significativo la distanza di trasmissione (a fronte di una riduzione del throughput) • Un ecosistema completo : grazie a esso questa tecnologia continuerà a rivestire un ruolo di primo piano e ad acquisire nel tempo un valore aggiunto sempre maggiore. Il modulo pre-certificato RSL10 SIP di onsemi (Fig. 2) è basato sulla radio RSL10. Questo System-in-Package (SiP), oltre alla radio RSL10, integra un’antenna e tutti i componenti discreti e i quarzi in un package di dimensioni pari a 6 x 6 mm. La radio RSL10 si distingue per i consumi di potenza particolarmente ridotti, con un assorbimento di corrente di picco di soli 3 mA in ricezione e di 4,6 mA in trasmissione (con una tensione di 3 V in entrambi i casi). È anche prevista una modalità “deep sleep” caratterizzata da consumi di appena 25 nA. Grazie ai bassissimi consumi, le soluzioni alimentate a batteria che utilizzano RSL 10 possono funzione per un periodo fino a 20 anni con una singola batteria. In base ai dati forniti da Bluetooth SIG, nel 2021 sono stati consegnati 4,5 miliardi di dispositivi Bluetooth