BleLab spojení je kalendář

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Dosah: proč deset metrů a ne sto

Katalog slibuje „až 100 metrů“ a v hale to dělá deset. Není to lež — je to údaj z volného prostoru s ideální anténou, a rozdíl proti realitě má tři konkrétní příčiny, které jde spočítat.

vysílač0,0 dBanténa periferie−6,0 dBanténa centrály+2,1 dBcitlivost+93,0 dBrozpočet spoje89,2 dBvolný prostor280 muvnitř budovy44 mVolný prostor je katalogové číslo.Uvnitř budovy klesá výkons třetí mocninou, ne druhou.Ztráta antény je největší položka, kterou má návrhář pod kontrolou — a nejčastěji podceněná.
Rozpočet spoje po položkách. Táhni ztrátou antény a sleduj, jak rychle se dosah propadá — je to největší položka, kterou má návrhář pod kontrolou.

Kam se ten dosah poděl

  1. Anténa v plastu, na malé desce, vedle baterie. Čtvrtvlnná anténa na 2,4 GHz chce tři centimetry volného prostoru kolem sebe (WaveLab, kap. 8) a v knoflíkovém čidle je nedostane. Reálná ztráta je 4 až 12 dB proti katalogové anténě, a to je faktor 1,6 až 4 v dosahu.
  2. Uvnitř budovy neklesá výkon s druhou mocninou, ale zhruba s třetí. Podle ITU-R P.1238 je exponent v kanceláři 30 místo 20 — a to je rozdíl mezi sto metry a dvaceti.
  3. Lidské tělo pohltí 3 až 6 dB. Čidlo na těle nebo v kapse ztratí polovinu dosahu jen tím.
situacerozpočetvolný prostoruvnitř
0 dBm, ideální antény, 1M97 dB~70 m~20 m
0 dBm, anténa v čidle (−6 dB)91 dB~35 m~13 m
+8 dBm, anténa v čidle99 dB~88 m~24 m
0 dBm, S=8, anténa v čidle101 dB~110 m~28 m

Co s dosahem opravdu pohne

Kódované PHY přidá deset decibelů zadarmo (za cenu rychlosti) — to je víc, než kolik dá zvýšení výkonu z 0 na +8 dBm, a nestojí to proud.

Anténa je druhá největší páka a jediná, která nic nestojí za provozu. Šest decibelů z lepšího umístění je dvojnásobný dosah, a je to jednorázová práce při návrhu desky.

Výkon je poslední. Osm decibelů navíc je 2,5× dosah, ale při vysílání odebírá dvakrát tolik proudu — což u čidla na knoflíkové baterii nemusí být přijatelné.

Poctivé vymezení: tenhle výpočet používá exponent 3,0 z ITU-R P.1238 pro kancelář. Skutečná hala s regály může být kdekoli mezi 2,2 (volný prostor s odrazy) a 4,0 (zaplněný sklad) — a rozdíl mezi těmi dvěma je faktor pěti v dosahu. Změřit je vždycky lepší než spočítat, a u BLE to trvá deset minut: vzít periferii a chodit s ní, dokud spojení nespadne.