Načrtovanje nosljive elektronike je kompleksna naloga: Za računalniške sisteme, vgrajene v oblačila in vsakdanje predmete, ni dovolj, da so zelo majhni, biti morajo tudi izredno energetsko varčni, da zagotavljajo veliko mero mobilnosti. Enako velja za brezžične sestavne dele: Nizkoenergijski radijski protokoli za prenos podatkov, kot so Bluetooth 4.0, NFC in ANT, pomagajo ohraniti nizko porabo ter tako podaljšajo uporabnost.
Nosljive naprave – pametna tehnologija neposredno na telesu
Športni čevlji z vgrajenim tipalom, ki pošilja hitrost teka, porabo kalorij in trajanje vadbe v iPod, jakne z vgrajenimi mobilnimi telefoni in »pametne« ure, s katerimi lahko fotografije snemate kar z zapestjem – nosljiva elektronika je vedno bolj priljubljena. Po napovedih podjetja ABI Research bo promet z nosljivimi napravami leta 2018 presegel mejo šestih milijard dolarjev. Letos naj bi prodali do 90 milijonov pametnih nosljivih naprav. Uporabljajo se predvsem na področju športa in vadbe, v medicini ter zdravstveni tehnologiji in za beleženje dejavnosti. Na področju zabave imajo velik potencial rasti pametne ure, kot jih trenutno ponujajo Samsung, Sony in Qualcomm Toq. Več kot 90 % teh nosljivih aplikacij uporablja brezžično tehnologijo za povezovanje s pametnimi telefoni, osebnimi računalniki in drugimi napravami. Pri izbiri radijskega protokola je treba poleg izbire potrebnega dosega in hitrosti paziti predvsem na porabo energije med prenosom podatkov. Če je ta previsoka, bo baterije dovolj le za kratek čas, kar bistveno omejuje trajanje uporabe.
Bluetooth Low Energy (BLE)
Takšno energetsko učinkovito delovanje radijskega prenosa omogoča različica Bluetooth 4.0. Tukaj so razširili tehnične podatke standarda z varčno tehnologijo Bluetooth Low Energy (BLE). Ta je zasnovana posebej za majhne količine podatkov, na primer za krmiljenje, ukaze za preklope ali vrednosti tipal, in deluje v 2,4-gigaherčnem frekvenčnem pasu. Nizkoenergijski način zagotavlja s širšo modulacijo večji doseg kot »klasični« Bluetooth pri bistveno nižji porabi – oddajna moč pa lahko znaša 0 dBm ali 4 dBm. Integrirana vezja BLE potrebujejo tako malo energije, da je za njihovo napajanje dovolj preprosta 3-voltna gumbna baterija. V aplikacijah pogosto zadošča delovanje v načinu šepetanja. V tem načinu znaša poraba med dejavnim oddajanjem, na primer pri trenutno vodilni napravi SoC nRF51822 iz podjetja Nordic Semiconductor, samo 5,5 mA. Pri tem je prednost velika hitrost prenosa podatkov: Za pošiljanje podatkov na razdalji do 100 m potrebuje integrirano vezje le 5 ms priprave. To še dodatno zmanjša porabo. Kadar prenos ne poteka, se integrirana vezja preklopijo v način mirovanja ali spanja, v katerem se redno prebujajo, da prepoznajo signalne rafale.
Energetsko učinkoviti radijski protokoli za nosljive računalniške sisteme
RUTRONIK, elektronski gradbeni elementi,
Podružnica v Ljubljani
Motnica 5, 1236 Trzin, Slovenia
Tel. +386 1 561 09-80
2014_SE221_16
