تکنولوژی بلوتوث به مراتب فراتر از هدف اصلی خود از تبادل اطلاعات بی سیم کوتاه مدت تکامل یافته است.امروز تعداد فزاینده ای از برنامه ها را در قلمرو شارژ بی سیم و انتقال قدرت، قادر به مدیریت انرژی دقیق تر و کارآمد تر برای الکترونیک مصرف کننده، سیستم های خودرو و تاسیسات صنعتی می کند.

اصول شارژ بی سیم و انتقال قدرت

شارژ بی سیم، که به عنوان شارژ استنتاجی نیز شناخته می شود، از یک میدان الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی بین دو سیم پیچ استفاده می کند: یک سیم پیچ فرستنده در پایگاه شارژ و یک سیم گیرنده در دستگاه. گیرنده میدان متناوب را به جریان مستقیم برای شارژ باتری تبدیل می کند، در حالی که این روش در گوشی های هوشمند و پوشیدنی رایج است، تکنیک های دیگر مانند Resonant inductive و فرکانس انرژی (RF) گسترش قدرت برداشت و گسترش قدرت.

فن آوری انتقال قدرت، مانند Qi (pronounced "chee") و PMA (Power Matters Alliance)، روش مذاکره در مورد سطح قدرت و تراز را استاندارد کرده اند، با این حال، برای این سیستم ها به طور واقعی "هوشمند" هستند، دستگاه ها باید نیازهای قدرت خود را، وضعیت شارژ و پارامترهای ایمنی در زمان واقعی را بیان کنند.

جایی که بلوتوث با قدرت بی سیم آشنا می شود

بلوتوث برای انتقال قدرت استفاده نمی شود – که بسیار ناکارآمد و کم قدرت است (< 1 mW). Instead, it provides a low‑energy, reliable data channel between the charger and the device, or between multiple devices within a charging ecosystem. The Bluetooth® Wireless شارژ مشخصات (بخشی از پشته بلوتوث LE) پروفایل هایی را تعریف می کند که به دستگاه ها اجازه می دهد تا اطلاعات مربوط به شارژ مانند سطح باتری، وضعیت شارژ، دما و حتی اعتبار سنجی را مبادله کنند.

این لایه ارتباطی برای اطمینان از اینکه قدرت تنها زمانی که گیرنده در حال حاضر، در ولتاژ صحیح و با مدیریت حرارتی مناسب تحویل داده می شود، حیاتی است.بدون آن، شارژرها مجبور به انتقال حداکثر قدرت به طور مداوم، هدر دادن انرژی و خطر بیش از حد گرم شدن هستند.

بلوتوث در استاندارد Qi

کنسرسیوم بی سیم قدرت (WPC) بلوتوث انرژی کم (BLE) را به عنوان یک کانال ارتباطی خارج از باند در مشخصات Qi v1.3 خود تصویب کرد، در حالی که نسخه های قبلی Qi به ارتباطات بدون مرز (تنظیم سیگنال قدرت) برای احراز هویت و مذاکره قدرت متکی بودند، ارائه می دهد سریع تر، قوی تر تبادل داده بدون دخالت در تحویل قدرت.این تغییر اجازه می دهد تا جریان های دو طرفه، قابلیت های شناسایی و ردیابی اشیاء (D.

به گفته ی Bluetooth SIG ، همچنین از ارتباطات همزمان با چندین دستگاه پشتیبانی می کند، و آن را برای شارژرهای چند دستگاه ایده آل می کند (به عنوان مثال، پدهای شارژ که یک تلفن، گوش و یک بار را اداره می کنند) هر دستگاه می تواند با شارژر مستقل جفت شود، وضعیت آن را بدون برخورد گزارش دهد.

سیستم های مدیریت قدرت بلوتوث

یکی از عملی ترین پیاده سازی ها مدیریت باتری مبتنی بر بلوتوث در وسایل الکترونیکی قابل حمل است.یک لینک اجازه می دهد تا گوشی هوشمند به پد شارژ نه تنها از درصد باتری آن بلکه همچنین از دمای داخلی آن و مشخصات شارژ بهینه (به عنوان مثال شارژ سریع در مقابل شارژ) اطلاع دهد. پد می تواند خروجی برق را به صورت پویا تنظیم کند - باعث می شود که باتری تقریبا تمام شود یا دستگاه را در صورت استفاده از طریق گرم کردن کامل کند.

این قابلیت به ویژه برای مسواک های الکتریکی، دستگاه های پزشکی و سنسورهای صنعتی که باتری ها باید با خیال راحت بیش از بسیاری از چرخه ها شارژ شوند، مهم است.در این محیط ها، بلوتوث یک راه استاندارد برای ورود به حوادث شارژ، تشخیص شکست ها و حتی پیش بینی تخریب باتری را فراهم می کند - همه بدون پورت تشخیصی سیمی.

شارژ هوشمند Ecosystems

فراتر از یک شارژر واحد - جفت دستگاه، بلوتوث اکوسیستم شارژ کل خانه را فعال می کند. تصور کنید یک میز هوشمند که تلفن شما را می شناسد در باتری کم است و به طور خودکار اولویت پد شارژ بی سیم خود را تنظیم می کند - یا یک اتاق نشیمن که میز قهوه می تواند هر دستگاه سازگار را شارژ کند که در هنگام نشان دادن وضعیت شارژ بر روی صفحه نمایش نزدیک قرار دارد.

با استفاده از قابلیت های شبکه سازی BLE (Bluetooth Mesh)، شبکه ای از شارژرها می توانند برای بهینه سازی توزیع برق در سراسر خانه یا دفتر هماهنگ شوند، به عنوان مثال، در هنگام قیمت گذاری انرژی اوج، این شبکه می تواند سرعت شارژ دستگاه های غیر بحرانی را کاهش دهد در حالی که اولویت بندی لپ تاپی که برای یک جلسه باید آماده باشد. کاربر یک رابط یکپارچه را در تلفن خود می بیند، و آنها را به تمام معاملات قدرت بی سیم کنترل می کند.

برنامه های کاربردی خودرو و صنعتی

صنعت خودرو به سرعت شارژ بی سیم برای وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) و همچنین شارژ دستگاه بی سیم را در هر دو سناریو استفاده می شود. بلوتوث در هر دو سناریو استفاده می شود.برای پد شارژ بی سیم بی سیم (به عنوان مثال، در کنسول مرکزی)، هماهنگ سازی سیستم اطلاعات نگهداری خودرو را قادر می سازد تا وضعیت شارژ تلفن را نشان دهد و اجازه می دهد تا راننده برنامه های پارکینگ بهینه را با سیستم هدایت کند.

در تنظیمات صنعتی، انتقال برق بی سیم اغلب وسایل نقلیه هدایت شده مستقل (AGV) و سیستم های رباتیک که نیاز به شارژ بدون دخالت انسان دارند، بلوتوث یک کانال ارتباطی امن، کم اعتبار برای AGV برای درخواست شارژ، گزارش سلامت باتری و حتی مذاکره در مورد موقعیت های کوتاه مدت - همه بدون نیاز به خط دید یا اترنت سیمی مانند: [FLT] مکانیسم های شارژ قوی و یا ابزار های شارژ کردن قدرت کمک می کند.

چالش ها و محدودیت ها

علی رغم مزایای آن، ادغام بلوتوث با انتقال برق بی سیم بدون چالش نیست.نگرانی اصلی همزیستی است: بلوتوث در باند 2.4 گیگاهرتز ISM کار می کند که همچنین توسط Wi-Fi و بسیاری از سیستم های برق بی سیم اختصاصی که از همان فرکانس برای ارتباطات باند استفاده می کنند، انتخاب کانال دقیق و فرکانس سازگار (یک ویژگی BLE) کاهش می یابد، اما حساسیت به صدای بالا را کاهش می دهد که می تواند باعث ایجاد صدا شود.

محدودیت دیگر تأخیر است در حالی که BLE به اندازه کافی سریع برای به روز رسانی وضعیت باتری (معمولا ده ها میلی ثانیه)، ممکن است برای حلقه های کنترل قدرت زمان واقعی که نیاز به تنظیمات میکرو ثانیه ای است مناسب نباشد، بنابراین برخی از سیستم های هیبریدی از BLE برای مذاکره و پیکربندی استفاده می کنند در حالی که به سیگنال های باند برای تنظیم قدرت های ظریف تکیه می کنند.

مسیر های آینده: بلوتوث LE Audio، Auracast و Beyond

تکامل تکنولوژی بلوتوث وعده می دهد تا ادغام آن را با قدرت بی سیم تقویت کند. 5.2 و نسخه های بعدی LE Audio را معرفی کردند که شامل یک ویژگی جدید به نام Auracast - قابلیت صوتی پخش است در حالی که در درجه اول برای صدا، افزونه های تبلیغاتی پایه Auracast می تواند برای کشف برق دوباره مورد استفاده قرار گیرد: یک پد شارژ می تواند حضور و قابلیت های آن را پخش کند (به عنوان مثال، "15W سریع در اتصال بسته به یک دستگاه کامل است.

پیش بینی می شود که Bluetooth 6.0 [FLT 1] انتظار می رود که نرخ داده های بالاتر و تاخیر پایین تر را معرفی کند، که می تواند الگوریتم های مدیریت قدرت پیچیده تر مانند شارژ پیش بینی ماشین را پشتیبانی کند، علاوه بر این، مفهوم "قدرت بیش از حد داده" با استفاده از BLE مورد بررسی قرار می گیرد - جایی که یک دستگاه بسیار کم قدرت (مانند) ممکن است یک سنسور به طور همزمان نیاز داشته باشد و به یک باتری اختصاص داده اختصاص داده اختصاص داده شده باشد؛ و به طور همزمان نمی تواند داده های اختصاص داده های اختصاص داده شده باشد.

نقش بلوتوث در قدرت بی سیم طولانی مدت

در قدرت بی سیم RF (به عنوان مثال، از برداشت انرژی و PowerBeam)، بلوتوث اغلب پروتکل ارتباطی انتخاب به دلیل جذب کم قدرت آن است.یک سنسور کوچک با انرژی RF برداشت شده می تواند بیدار شود، انتقال انرژی خود را از طریق BLE، و سپس به خواب بازگشت، این در حال حاضر در سنسورهای هوشمند ساختمان که سیم های در حال اجرا هستند، بدون استفاده از باتری و انتقال واقعا می تواند انتقال دهد.

نتیجه گیری

نقش بلوتوث در شارژ بی سیم و انتقال قدرت دیگر محیطی نیست - این مرکز ایجاد سیستم های هوشمند، کارآمد و ایمن قدرت است.از پارامترهای شارژ مذاکره در یک پد تلفن هوشمند برای هماهنگ کردن ناوگان ربات های صنعتی، بلوتوث لایه ارتباطی ضروری را فراهم می کند که باعث می شود "هوشمند" قدرت بی سیم را به عنوان استانداردها به تکامل و به عنوان تقاضا برای یکپارچه، انرژی بدون کابل رشد می کند، بلوتوث یک نسل کلیدی از فن آوری انتقال انرژی بعدی را فعال می کند.

  • قابلیت همکاری در دستگاه ها و مارک های شارژر
  • بهینه سازی انرژی در زمان واقعی از طریق تعادل بار پویا
  • افزایش ایمنی با دمای و به روز رسانی تشخیص شیء خارجی
  • قابلیت های جدید در خودرو، مراقبت های بهداشتی و IoT صنعتی

برای مهندسان و طراحان محصول، درک اکوسیستم بلوتوث به عنوان درک خود برق الکترونیک مهم است.شرکت هایی که در سیستم های شارژ بی سیم خود ادغام می شوند، بهترین مکان برای ارائه تجارب یکپارچه و هوشمند است که مصرف کنندگان و صنایع به طور فزاینده ای تقاضا می کنند.