Самый маленький модуль Bluetooth

Обновлено: 05.07.2024

Toshiba начинает поставки самого маленького в мире модуля Bluetooth® с низким энергопотреблением

Технология SASP™ реализует модуль, достаточно маленький, чтобы его можно было встроить в кнопку, что обеспечивает дополнительное удобство для управления здоровьем и анализа упражнений с помощью носимых устройств

ТОКИО -- Корпорация Toshiba (ТОКИО: 6502) разработала самый маленький в мире (*1) модуль Bluetooth® Low Energy с запатентованной технологией SASP™. Toshiba начнет поставки образцов модуля 15 января.

Bluetooth ® обеспечивает беспроводную связь между продуктами на небольшом расстоянии. Он внес решающий вклад в сегодняшнюю широкую популярность носимых устройств, включая смарт-часы и устройства, которые носят в ушах и в ушах, во многом благодаря модулям, которые соответствуют стандарту Bluetooth® Low Energy для небольших устройств с более низким энергопотреблением.

Теперь Toshiba еще больше расширила эти горизонты, разработав модуль Bluetooth® с низким энергопотреблением, который имеет сверхмалые размеры (всего 4 мм x 10 мм) и весит около 0,09 г и практически незаметен при ношении. Ожидается, что модуль позволит перенести носимые устройства в ранее недоступные области, включая спортивную одежду, пуговицы и даже обычную одежду.

Toshiba представит модуль на 7-й выставке Wearable EXPO в Tokyo Big Sight, которая пройдет с 20 по 22 января.

Рисунок 1. Ультракомпактный и легкий дизайн расширяет диапазон использования

Мониторинг состояния здоровья и анализ физических упражнений являются движущей силой быстрорастущего рынка носимых устройств, в основе которого лежат смарт-часы и наушники. Во втором квартале 2020 года мировые поставки выросли на 14,1 % по сравнению с аналогичным периодом прошлого года и достигли 86,16 млн единиц. в Японии поставки в размере 1 406 000 единиц (*2) означают рост на 8,1% в годовом исчислении. Универсальность, надежность и простота использования Bluetooth® Low Energy также стимулируют интерес к применению в других областях, таких как датчики для ухода за детьми, ухода за престарелыми и наблюдения за домашними животными, а также для обеспечения соблюдения социального дистанцирования в ответ на COVID-19. Bluetooth® Low Energy также рассматривается как важный инструмент повышения эффективности производства и сельского хозяйства. Однако достижения во всех этих областях требуют уменьшения размера и веса модулей Bluetooth®, которые отправляют и получают данные от датчиков.

Компания Toshiba усовершенствовала миниатюризацию модулей благодаря собственной технологии Slot Antenna (*3) на основе технологии Shielded Package (*4) (SASP™). При этом антенна модуля формируется на внешнем экране, который ее защищает, оставляя большую часть гнезда антенны на верхней поверхности модуля. Этот подход успешно включает в себя пассивные компоненты вокруг резонатора диапазона МГц (*5), резонатора диапазона КГц (*6) и источника питания, поддерживает производительность, необходимую для аутентификации Bluetooth ®, и уменьшает размер модуля до всего лишь 4 мм x 10 мм. Модуль сертифицирован TELEC.

С помощью этого модуля, помимо миниатюризации продукта, технические проблемы, возникающие при разработке беспроводных продуктов, могут быть решены в одном пакете. Кроме того, благодаря использованию технологии SASP™ больше не требуется наличие зоны защиты вокруг модуля, а степень свободы в размещении периферийных частей модуля, таких как аккумуляторы и датчики, повышается. Кроме того, поскольку для изготовления экранированного корпуса используются современные технологии, его производство может быть недорогим.

В новый модуль интегрирована микросхема Bluetooth® (nRF52811) производства Nordic Semiconductor. Он совместим с новейшим стандартом Bluetooth® версии 5.2 и идеально подходит для приложений, использующих новейшие функции с низким энергопотреблением. Встроенный ARM® Cortex®-M4 позволяет промежуточному программному обеспечению и приложениям работать внутри модуля в дополнение к стеку протоколов Bluetooth®.

В сочетании с батареей и датчиком модуль работает от низкого тока и может помочь реализовать IoT. Данные, обновляемые в облаке, могут способствовать созданию новых решений и услуг на основе искусственного интеллекта и больших данных.

Toshiba будет способствовать широкому применению модуля и планирует начать массовое производство в 2022 году.

Основные области применения
Носимые устройства, здравоохранение, отслеживание, одежда, мелкая электроника.

Характеристики продукта

< td>Чувствительность приема

Мощность передачи	Варьируется от +4 дБм до -20 дБм
-96 дБм (1 Мбит/с) -104 дБм (125 кбит/с)
Количество GPIO общего назначения	13 (UART, SPI, TWI, QDEC, ADC, PDM)
Высокоскоростной тактовый сигнал (32 МГц)	Встроенный
Часы на низкой скорости (32.768 кГц)	Встроенный
Датчик температуры	Встроенный
Управление питанием / Высокоэффективный DCDC, LDO	Встроенный
Диапазон рабочих температур	От -30 градусов до +85 градусов Цельсия
Диапазон рабочего питания	От 1,7 В до 3,6 В
Вес (*7)	0,09 г

*1 Как кварцевый блок экранированного типа 32 кГц/32 МГц со встроенным модулем с антенной. По состоянию на январь 2021 года. Эталонное значение согласно исследованию Toshiba.
*2 Объявлено IDC Japan «Объявлено исследование рынка носимых устройств во втором квартале 2020 года во всем мире/японском внутреннем рынке».
*3 корпус (защитный пакет), закрывающий модуль и использующий его в качестве антенны.
*4 Металлический защитный корпус, закрывающий модуль для предотвращения излучения ненужных радиоволн.
*5 Для основных часов. частота: 32 МГц.
*6 Для режима низкого энергопотребления.Частота колебаний: 32,768 кГц.
*7 Описано как типичное значение в качестве ориентира для погрешности измерения.
* Bluetooth ® — это товарный знак Bluetooth SIG, Inc.
* Arm и Cortex являются товарными знаками Arm Limited (или ее дочерних компаний) в США или других странах.
* Товарный знак SASP™ находится на рассмотрении.

Рис. 2. Образец сверхкомпактного модуля Bluetooth® с низким энергопотреблением и технологией SASP™

СЕУЛ, Южная Корея, 14 июля 2020 г. /PRNewswire/ -- Компания LG Innotek (генеральный директор Чеол-Донг Чжон) объявила 14 июля о разработке самого маленького в мире модуля Bluetooth. Благодаря этой разработке LG Innotek готовится к дальнейшему продвижению на рынке коммуникационных модулей для Интернета вещей (IoT).

Официальный представитель LG Innotek демонстрирует «Модуль Bluetooth с низким энергопотреблением для Интернета вещей». Используя этот модуль, производители IoT могут свободно проектировать продукты различных форм и размеров, а его выдающиеся коммуникационные характеристики обеспечивают бесперебойную передачу данных даже при наличии множества препятствий. (PRNewsfoto/LG Innotek)

Модуль LG Innotek с низким энергопотреблением (BLE) для Интернета вещей — это ключевой компонент, обеспечивающий передачу данных для таких устройств Интернета вещей, как пластыри для измерения уровня глюкозы, интеллектуальное освещение, розетки, выключатели, беспроводные наушники и слуховые аппараты. Благодаря функции низкого энергопотребления модуль в основном используется для устройств IoT, которым требуется ограниченное электропитание, таких как небольшие носимые устройства.

Подключив к смартфону различные IoT-устройства, пользователи могут удобно отслеживать уровень глюкозы в крови, дистанционно управлять освещением, розетками, выключателями и управлять беспроводными наушниками или слуховыми аппаратами на небольшом расстоянии.

Примечательно, что продукты Интернета вещей с модулем BLE от LG Innotek отличаются небольшими размерами и тонкостью, но обладают превосходными коммуникационными характеристиками. Благодаря конструкции дифференцированного радиочастотного (РЧ) сигнала и технологии антенны, а также технологии сверхточной схемы, пространство для компонентов уменьшается, а расстояние передачи данных увеличивается.

Поскольку устройства Интернета вещей становятся меньше и выше, рынок предъявляет более высокие требования к размеру и производительности коммуникационных модулей. Вот почему индустрия уделяет пристальное внимание модулю BLE от LG Innotek.

Улучшенная производительность связи благодаря свободе дизайна продуктов Интернета вещей.

Применяя модуль BLE от LG Innotek, производители устройств Интернета вещей могут свободно разрабатывать продукты различных форм и размеров. Это стало возможным благодаря тому, что компания LG Innotek свела к минимуму размер модуля и монтажное пространство.

Модуль LG Innotek — самый маленький в мире. Этот модуль имеет размеры 6 мм (ширина) х 4 мм (высота), что составляет 75% от предыдущей модели. Благодаря сверхточным, высокоплотным и сверхтонким технологиям обработки более 20 компонентов, включая интегральные схемы (микросхемы связи), резисторы и катушки индуктивности, размещены в одном продукте размером с зерно. Технология дифференцированного проектирования РЧ-сигналов от LG Innotek свела к минимуму пространство компонентов для устранения помех сигнала.

Модуль LG Innotek BLE также позволяет управлять устройством и запрашивать данные в режиме реального времени, даже если между смартфоном пользователя и устройством IoT есть препятствие. Это связано с тем, что коммуникационная производительность модуля увеличена на 30 % по сравнению с существующими продуктами.

Например, даже если между смартфоном пользователя и IoT-устройством есть одно препятствие, например стена, другие модули могут потерять связь, но модуль LG Innotek может беспрепятственно передавать данные даже при наличии нескольких препятствий.< /p>

Для этого компания LG Innotek применила собственную технологию "встроенной антенны".Благодаря технологии интегрированной антенны антенна, которая раньше устанавливалась отдельно снаружи модуля, устанавливается внутри модуля. В частности, антенна была спроектирована так, чтобы покрывать весь модуль, максимально увеличивая площадь антенны и улучшая качество связи.

Активизация выхода на мировой рынок коммуникационных модулей IoT

LG Innotek планирует ускорить выход на глобальный рынок коммуникационных модулей IoT благодаря разработке модуля BLE для IoT.

С этой целью LG Innotek активно планирует рекламную деятельность в Европе, США, Японии, Китае и Тайване для производителей осветительных приборов, товаров для здравоохранения, умного дома и аудиотехники.

LG Innotek планирует быстро доминировать на рынке коммуникационных модулей IoT благодаря своим технологиям и бизнес-возможностям, которые были накоплены в области коммуникационных модулей для автомобилей и бытовой техники, таких как разработка первого в мире коммуникационного модуля 5G для автомобилей и производство Модули Wi-Fi/Bluetooth для бытовой техники.

По данным международной исследовательской компании Techno System Research (TSR), глобальный спрос на BLE, как ожидается, вырастет с 980 млн единиц в 2020 году до 1,749 млрд единиц. По продажам это увеличение с примерно 1,8 млрд долларов США в 2020 году (2,1483 трлн вон) до примерно 3,3 млрд долларов США в 2024 году (3,9385 трлн вон).

О LG Innotek Co., Ltd.

LG Innotek — производитель передовых материалов и комплектующих, дочерняя компания группы LG. Бизнес-подразделения компании включают основные компоненты для мобильных устройств, автомобилей, дисплеев, полупроводников и IoT. Кроме того, компания тесно сотрудничает с производителями мобильных устройств, бытовой техники и автомобилей, производя модули камер, автомобильные электронные компоненты, модули беспроводной связи, подложки.

LG Innotek разработала то, что можно с уверенностью назвать самым маленьким в мире модулем Bluetooth. Размеры этого миниатюрного устройства составляют 6 миллиметров в длину и 4 миллиметра в ширину, эти размеры, в свою очередь, составляют три четверти размеров аналогичных модулей, которые до недавнего времени были самыми маленькими. Ожидается, что новый модуль найдет широкое применение в беспроводных наушниках, в системах управления освещением и других компонентах умного дома, и, конечно же, в устройствах Интернета вещей (IoT), которые буквально становятся меньше и экономичнее в с точки зрения количества потребляемой энергии.

При сборке нового модуля был использован ряд высокоточных технологий, что позволило разместить на миниатюрной печатной плате модуля около 20 отдельных компонентов, в том числе микросхему коммуникационного процессора, резисторы, конденсаторы. и индукторы. Также в новом модуле используется «фирменная» технология встроенной антенны, позволяющая получить максимально эффективную площадь антенны, не выделяя для нее отдельного места на печатной плате. Помимо экономии места на плате, эта технология позволяет повысить КПД антенны, что положительно сказывается на многих характеристиках модуля.

Как правило, создавая такие миниатюрные устройства, инженеры идут на ряд компромиссов, которые, порой, значительно ухудшают параметры устройства. Но в данном случае этого не произошло, «телекоммуникационная производительность», то есть совокупность нескольких конкретных параметров, нового модуля превышает на 30 процентов аналогичные параметры существующих Bluetooth-модулей того же класса. В результате новые модули могут стабильно поддерживать связь и обмениваться данными, несмотря на наличие препятствий и других помех, вынуждающих обычные модули разрывать соединение.

Наконец, в последнее время наблюдается резкое расширение рынка Bluetooth-устройств, большинство из которых связано с Интернетом вещей. И LG Innotek планирует с помощью своих инновационных технологий, разработанных изначально для автомобильной промышленности и для бытовой техники, захватить если не весь рынок, то большую его часть.

Машины-монстры — это все о самых исключительных машинах, механизмах и устройствах в мире, от огромных средств уничтожения себе подобных до крошечных точных устройств, механизмов и всего, что находится между ними.

Серия MK01 — это мощные, очень гибкие и сверхмаломощные крошечные модули Bluetooth® 5, основанные на решении Nordic® Semiconductor nRF52832 SoC, которое имеет 32-разрядный процессор Arm® Cortex™-M4 с модулем с плавающей запятой, работающим на частоте 64 МГц. .

Наименьший модуль Bluetooth MK01 имеет сверхмалый размер 10 мм x 10 мм с 28 контактами LGA (Land Grid Array) 0,4 мм x 0,4 мм, обеспечивающими 22 GPIO (включая кристалл 32,768 кГц и контакты сброса) nRF52832CIAA (пакет WLCSP). .

Модуль Bluetooth серии MK01 имеет две разные модели — MK01A и MK01B.

MK01A

MK01A оснащен высокоэффективной антенной с керамическим чипом.

MK01B

MK01B использует разъем u.FL и требует внешней антенны.

Характеристики продукта

Оценочная комиссия

Оценочная плата MK01-KIT подходит для минимодулей Bluetooth® MK01A и MK01B. Это полнофункциональная оценочная плата, которая обеспечивает полный ввод-вывод и вывод отладки (SWD) для разъемов, внешнюю настройку кристалла 32,768 кГц, настройку регулятора постоянного/постоянного тока, порт питания через USB Type-C, разъем FPC для антенны NFC, одна кнопка RESET, одна пользовательская кнопка и один пользовательский RGB-светодиод. Оценочные платы также могут питаться от батарейки типа «таблетка» CR2032 и имеют отверстие для измерения тока для удобного измерения силы тока.

Ссылки поддержки

Основное решение для микросхем

Полное описание nRF52832. См. технические характеристики продукта Nordic nRF52832

Руководство пользователя

Введение в использование прозрачной передачи BLE UART

В основном рассказывается, как использовать интегрированную функцию master-slave с помощью AT-команд

Схема

Схема — MK01A

Схема — MK01B

Схема — оценочная плата MK01-KIT

КОМПАНИЯ

ПРОДУКТЫ

Маяки Bluetooth
Датчик T&H на основе LoRaWAN®
GPS-трекер на основе LoRaWAN®
Модуль Bluetooth LE
Фитнес-трекеры
Умные домашние устройства

ПОДДЕРЖКА

Следуйте за нами

Читайте также: