Bluetooth ou wifi - quel est le meilleur pour votre nouveau produit sans fil?

Il existe de nombreuses normes sans fil à votre disposition lors de la création d'un nouveau produit. Chaque choix a son propre ensemble d'avantages et d'inconvénients. Cela dépend vraiment de votre objectif. Dans cet article, nous allons examiner les trois normes sans fil à courte portée les plus populaires, notamment: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (BLE) et WiFi Direct.

Le besoin de vitesse

Si la transmission de données à haut débit est la condition la plus critique pour votre produit, WiFi Direct sera probablement le meilleur choix. Tout le monde a entendu parler du WiFi, mais peu connaissent WiFi Direct. Bien que cela change. Le WiFi standard nécessite un point d'accès. Donc, si vous souhaitez transférer des données d'un appareil à un autre, elles doivent passer par le point d'accès. WiFi Direct a les avantages de vitesse du WiFi sans avoir besoin d'un point d'accès. Les données peuvent être transmises directement d'un appareil à un autre comme avec Bluetooth.

Comparaison de vitesse
Norme sans fil	La vitesse
Bluetooth basse consommation	1 Mbps
Bluetooth classique	2 à 3 Mbps
Wi-Fi Direct	100 à 250 Mbps

WiFi Direct a une vitesse de transfert de données maximale d'environ 10 fois la vitesse pouvant être obtenue avec Bluetooth Classic. Ainsi, par exemple, si votre produit doit diffuser de la vidéo, en particulier de la vidéo haute définition, vous aurez besoin de la connexion sans fil la plus rapide possible. Il n'y a aucun moyen que Bluetooth soit assez rapide, vous devrez donc presque sûrement offrir une connectivité WiFi Direct.

À l'autre extrémité du spectre de vitesse se trouve Bluetooth Low-Energy (également appelé Bluetooth Smart) qui est environ 2 à 3 fois plus lent que Bluetooth Classic, ou 20 à 30 fois plus lent que WiFi Direct. Il est généralement utilisé pour transmettre de petites quantités de données intermittentes, telles que des lectures de capteur (température, accélération, etc.) ou peut-être des coordonnées GPS.

Lorsque vous devez constamment transmettre des données, par exemple lors de la diffusion audio en continu, vous devez généralement utiliser Bluetooth Classic. Bluetooth Classic est optimisé pour les applications de streaming, par rapport à BLE qui est optimisé pour les rafales de données courtes et peu fréquentes.

Cependant, il est possible d'utiliser BLE pour le streaming audio, mais pas avec la même qualité qu'avec Bluetooth Classic. Par exemple, le fournisseur de pile Bluetooth, Searan LLC peut vous fournir une pile Bluetooth LE personnalisée qui permet le streaming audio.

Gamme de transmission

WiFi Direct a une portée maximale d'environ 200 pieds, contre seulement environ 50 pieds généralement pour Bluetooth (classique et basse consommation). L'augmentation de la portée de WiFi Direct est possible en raison de la puissance de transmission plus élevée utilisée par WiFi Direct.

Le compromis est la durée de vie de la batterie et cette puissance de transmission accrue épuisera une petite batterie beaucoup plus rapidement que l'une ou l'autre des normes Bluetooth.

Comparaison des gammes
Bluetooth basse consommation	50 pieds généralement, mais jusqu'à 1500 pieds avec prolongateur de portée
Bluetooth classique	50 pieds généralement, mais jusqu'à 3000 pieds avec prolongateur de portée
Wi-Fi Direct	200 pieds

Mais attendez une minute… les choses ne sont pas toujours aussi simples. Il y a quelques exceptions. Tout d'abord, il existe en fait différentes classes d'émetteurs Bluetooth. La plupart des produits Bluetooth utilisent un émetteur de classe 2 avec une portée d'environ 15 mètres, comme indiqué précédemment. Mais il est possible d'utiliser un émetteur de classe 1 avec une portée plus proche d'environ 300 pieds. Mais, tout comme avec WiFi Direct, la puissance de transmission plus élevée se fait au prix d'une durée de vie réduite de la batterie.

En utilisant un circuit d'extension de portée (qui se compose principalement d'un récepteur très sensible), vous pouvez augmenter encore la portée avec Bluetooth. Par exemple, le fournisseur de modules Bluetooth Bluegiga propose un module BLE longue portée (BLE121LR) avec une portée allant jusqu'à environ 1500 pieds. Ils offrent également un module longue portée Bluetooth Classic (WT41) avec une portée allant jusqu'à 3000 pieds!

Il y a encore une autre exception. Dans certaines applications, il est en fait possible que Bluetooth (même la version Low-Energy) transmette sur une plus grande portée que WiFi Direct tout en utilisant très peu d'énergie. Cela est possible grâce à une fonctionnalité impressionnante appelée réseau maillé.

Normalement, pour envoyer des données du périphérique A au périphérique C, vous devez former un lien direct entre A et C.Mais avec le réseau maillé, vous pouvez à la place envoyer des données du périphérique A au périphérique C via le périphérique B.Donc, si le périphérique B se trouve à mi-chemin entre A et C, alors A et C peuvent être deux fois plus éloignés que normalement autorisé. En effet, le dispositif B agit comme un relais, ou à bien des égards comme un amplificateur de signal. Cette idée peut être étendue pour rendre possible un vaste réseau d'appareils interconnectés de faible puissance répartis sur une grande distance. En fait, jusqu'à 65 000 appareils peuvent être interconnectés à l'aide d'un maillage.

Un fabricant leader de micropuces Bluetooth appelé CSR a commencé à inclure le réseau maillé avec ses puces Bluetooth Low-Energy en 2014. Jusqu'à présent, il est le seul fabricant de puces à proposer du maillage avec BLE. Cependant, je doute que ce soit le cas plus longtemps.

Il est possible de développer une pile Bluetooth personnalisée pour permettre un réseau maillé avec d'autres puces ou avec Bluetooth Classic. Je sais que le fournisseur de piles Bluetooth Searan a la capacité d'ajouter un réseau maillé à leurs piles Bluetooth.

Alimentation / Autonomie de la batterie / Taille de la batterie

Une vitesse plus élevée et une plage de transmission directe plus longue sont en corrélation avec une consommation d'énergie plus élevée et donc une durée de vie de la batterie plus courte. Ainsi, si la durée de vie ou la taille de la batterie sont importantes pour votre produit, la consommation électrique devient critique.

Bluetooth Low-Energy (BLE) est clairement le gagnant en ce qui concerne la faible consommation d'énergie. Il a été principalement développé pour les applications Internet des objets qui doivent souvent fonctionner à partir d'une petite pile de montre unique. Un appareil BLE peut fonctionner pendant un an ou deux avec une seule pile de montre. Cela est possible principalement parce que ces types de produits sont conçus pour ne transmettre qu'occasionnellement. Par exemple, un appareil BLE ne peut transmettre des données que pendant 1 seconde une fois par minute. Cela signifie que l'appareil est inactif pendant 59/60 = 98,3% du temps.

Compatibilité

Si la compatibilité avec les anciens smartphones est essentielle pour votre produit, alors Bluetooth Classic peut être le meilleur choix. Tous les smartphones prennent en charge Bluetooth Classic, mais seuls les téléphones modérément plus récents prennent en charge BLE et WiFi Direct.

Comparaison des gammes
Bluetooth basse consommation	Toutes les versions	Toutes les versions
Bluetooth classique	Version 4.3 ou ultérieure	Version 4S ou ultérieure
Wi-Fi Direct	Version 4.0 ou ultérieure	Version 5S ou ultérieure

Le meilleur de deux mondes: Bluetooth Dual-Mode

Pour certaines applications, Bluetooth Classic est parfois le meilleur choix, et à d'autres moments Bluetooth Low-Energy est la meilleure option. Par exemple, vous préférez peut-être Bluetooth Low-Energy pour économiser la batterie, mais vous souhaitez également permettre la compatibilité avec les téléphones intelligents plus anciens.

La meilleure solution peut être Bluetooth Dual-Mode. Lorsque vous communiquez avec des téléphones plus récents, vous pouvez utiliser le mode BLE d'économie de batterie, mais lorsque vous devez vous connecter à des téléphones plus anciens, vous pouvez sélectionner le mode Classique. La plupart des fabricants de puces et fournisseurs de modules Bluetooth proposent des solutions Bluetooth bimode.

Sécurité

Les trois normes sans fil offrent un niveau de sécurité élevé. Cependant, le WiFi utilise un cryptage de 256 bits par rapport à Bluetooth (Classic et LE) n'utilise qu'un cryptage de 128 bits. Dans la plupart des cas, le niveau de sécurité de Bluetooth est suffisant, mais si la sécurité est essentielle pour votre produit, WiFi Direct peut être la meilleure option.

Sommaire

Comme c'est toujours le cas avec l'ingénierie, il y a des compromis entre les différentes solutions. Aucune solution n'est meilleure dans toutes les applications. Vous devez décider quels critères sont les plus importants pour votre produit. Cela peut être simple ou complexe. Si vous vous souciez uniquement de la vitesse, votre choix est facile. Ou si la durée de vie de la batterie est votre principale préoccupation, votre choix est assez simple. Mais si vous vous souciez à la fois de la vitesse et de la consommation d'énergie, votre choix devient plus complexe.

Décider quelles spécifications sont les plus critiques pour votre produit est toujours un aspect difficile du développement de produit. Bienvenue dans le monde du développement de produits où rien n'est vraiment simple. Si c'était facile, chaque entreprise réussirait aussi bien qu'Apple.

A propos de l'auteur

John Teel est président de Predictable Designs, une entreprise qui aide les entrepreneurs, les startups, les fabricants, les inventeurs et les petites entreprises à commercialiser de nouveaux produits électroniques. John était auparavant ingénieur de conception principal pour Texas Instruments, où il a créé des conceptions électroniques maintenant utilisées dans des millions de produits (dont certains d'Apple). Il est également un entrepreneur prospère qui a développé son propre produit, l'a fait fabriquer en Asie et l'a vendu dans des centaines de points de vente dans plusieurs pays. Téléchargez sa feuille de triche gratuite: 15 étapes pour développer votre nouveau produit électronique.