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Bluetooth: O que é e como funciona?

O assunto deste post é Bluetooth, o que é e como funciona. Também falarei das versões e dos módulos.

O que é?

O Bluetooth é um padrão de tecnologia de comunicação sem fio que permite a comunicação entre dispositivos diferentes, como por exemplo PC e smartphone, basta estarem perto um do outro. Pode conectar até 8 dispositivos de uma vez. Sem esta tecnologia, teria que usar cabos para transmissão de dados e sincronizar os arquivos.

bluetooth communication

Características do Bluetooth:

  • Baixo consumo de potência;
  • Emitem sinais de baixa potência, logo o alcance é curto comparado com outras tecnologias sem fio;
  • Devido ao sinal fraco, não há interferência com outras redes sem fio;
  • Pode estabelecer conexões temporárias em redes chamadas piconets;
  • Dispositivos não precisam estar visíveis entre si.

Como funciona?

Sistemas Bluetooth usam ondas de rádio na faixa de frequência entre 2,402 GHz e 2,48 GHz. Se tiver entre 3 e 8 aparelhos ligados em Bluetooth, como não há interferência um no outro? É usada uma técnica chamada Espalhamento de Espectro Pulando de Frequência (FHSS), que permite que o dispositivo use 79 frequências diferentes escolhidas aleatoriamente e mude de frequência 1600 vezes por segundo, então dois aparelhos dificilmente vão transmitir a mesma frequência. O gráfico abaixo mostra um canal de Bluetooth usando várias frequências com o passar do tempo.

frequency hopping
Fonte: Slideshare.

Tanto o transmissor quanto o receptor possuem uma fonte de bit de pseudoruído, tabela de canal e sintetizador de frequência para executar a FHSS. Na figura a seguir é o propagador de pulo de frequência do transmissor e abaixo desta vem o despropagador do receptor.

Transmissor FHSS
Transmissor FHSS. Fonte: Slideshare.
Receptor FHSS
Receptor FHSS. Fonte: Slideshare.

Em uma rede piconet, o dispositivo que encontra outros dispositivos compatíveis e inicia a conexão é o mestre e todos os outros se tornam escravos. O mestre regula o sincronismo entre os aparelhos, a transmissão de dados e transmite instruções para os escravos obedecerem. Uma scatternet é um conjunto de piconets. Um escravo pode pertencer a mais de uma piconet, mas o mestre deve ficar em apenas uma piconet.

piconet e scatternet
Fonte: UFRJ.

Versões do Bluetooth

  • A primeira versão fazia comunicação apenas entre o PC e outros aparelhos, tinha uma velocidade de transmissão de dados de até 1 Mbps. Foi de 2002 até 2005;
  • A segunda versão já permitia a comunicação entre vários equipamentos que não fossem computadores, tinha uma velocidade de até 3 Mbps, esta versão reduziu o consumo de energia. Foi de 2004 até 2007;
  • A terceira versão é usada até hoje, permite transmissão de até 54 Mbps e pode usar um canal 802.11 como se fosse um Wi-Fi. Foi introduzida em 2009;
  • A quarta versão é para aplicações de muito baixo consumo, por isso também é chamada de LE (Low Energy) e a velocidade teve que ser reduzida para até 0,3 Mbps. Foi introduzida em 2011.

Classes de Bluetooth

Sistemas Bluetooth podem ser divididos em 3 classes, de acordo com a potência e alcance.

  • Classe 1: Potência de até 100 mW e alcance de 100 metros;
  • Classe 2: Potência de até 2,5 mW e alcance de 10 metros;
  • Classe 3: Potência de até 1 mW e alcance de 1 metro.

Módulos bluetooth

Muitos PCs e smartphones já vêm com um módulo, basta ser ligado. Mas existem módulos separados, como por exemplo os módulos para o Arduino. O módulo HC-06 só pode ser usado como escravo, já o HC-05 pode ser tanto mestre quanto escravo. Explicarei em um outro post como usar estes módulos.

módulos bluetooth hc-06 e hc-05
Fonte: Prometec.

Existem os módulos que vêm em pen drives.

bluetooth usb
Fonte: PMR.

Alguns fones de ouvido têm módulo bluetooth.

fone de ouvido com bluetooth
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