Dizionario Hackaday: Bluetooth Low Energy
Bluetooth è uno dei pilastri del mondo del gadget mobile, consentendo ai dispositivi mobili di comunicare facilmente su brevi distanze. È il modo in cui il tuo auricolare wireless parla con il tuo cellulare senza la complessità e i requisiti di potenza del WiFi. In particolare, il componente Bluetooth Low Energy (BLE) è interessante per coloro che costruiscono gadget portatili, perché richiede una piccola quantità di energia.
Cos’è Bluetooth Le?
Bluetooth Le, noto anche come Bluetooth Smart, fa parte della quarta versione dello standard Bluetooth. Finalizzato nel 2010, Bluetooth 4.0 è stato aggiornato più volte da allora, e la versione corrente è 4.2, pubblicata nel luglio del 2015. Questa versione crea tre diverse classi di dispositivo: Bluetooth, Bluetooth Smart Ready e Bluetooth Smart. L’idea di base è che Bluetooth Smart indica un dispositivo come un pedometro o un monitor cardiaco che può solo inviare e ricevere segnali Bluetooth Le, mentre un dispositivo Smart Ready può gestire segnali Bluetooth Le e standard. Un dispositivo Bluetooth 4.2 standard (come un telefono cellulare o dongle USB) può anche inviare e ricevere segnali Bluetooth Le.
Almeno, questa è la teoria. Poiché il Bluetooth è progredito nel corso degli anni, la compatibilità effettiva è spesso difficile da determinare. Questo non è aiutato da un supporto leggermente irregolare per Bluetooth nei sistemi operativi dei computer e dei telefoni cellulari: il supporto Bluetooth Le per Android, ad esempio, non è stato incluso fino alla versione 4.3 (Jellybean), quindi ci sono ancora molti dispositivi Android là fuori che non lo supportano. Apple è stato molto più proattivo: il supporto Bluetooth Le è stato incluso nella versione IOS versione 6 e OSX versione 10.9.
Il gruppo di interesse speciale Bluetooth (SIG) utilizza questa guida per comprendere la compatibilità delle diverse versioni di Bluetooth
Lo scopo del Bluetooth LE è quello di aprire lo standard fino a una nuova classe di dispositivi: quelli che inviano piccole quantità di dati raramente e scappare da piccole batterie. Bluetooth Le corre sulla stessa banda di frequenza come Bluetooth standard: la banda di 2,4 GHz (industriale, scientifica e medica) che non richiede una licenza da usare. La banda ISM è divisa in 40 canali e i dispositivi Le dispositivi tra questi canali per evitare interferenze. Per mantenere il requisito di alimentazione in basso, Bluetooth Le ha una potenza di trasmissione inferiore (tra 0,01 e 10mW) rispetto a Bluetooth standard, che consente la potenza fino a 100 mW per dispositivi di classe 1 e 1 MW per classe 3. I dati vengono inviati allo stesso modo, (Utilizzando la chiave del turno di frequenza gaussiana), ma la velocità dei dati è inferiore: un massimo di 1 megabit al secondo (MB / s), contro il massimo di 24 MB / S massimo di Bluetooth standard. I dispositivi Bluetooth Le possono anche passare da una modalità standby e attiva molto più rapidi rispetto a quelli standard, salvando la potenza consentendo di inviare piccole esplosioni di dati.
Bluetooth classifica i dispositivi dal loro scopo, creando un numero di profili per cose come cuffie, cuffie e dispositivi di interfaccia umana come topi e tastiere. Bluetooth Le Aggiunge un nuovo set di questi profili, chiamato profili di qualità generica (GATT). Questi includono profili per dispositivi come i monitor della pressione sanguigna e un sacco di profili più generici per dispositivi come fobs cruciali (il profilo di prossimità). Un sacco di dispositivi Bluetooth Le supportano un numero di questi profili, con i determinati profili abilitati da essere controllati dal firmware sul dispositivo.
I dispositivi Bluetooth Le utilizzano pochissime potenza e vengono creati per scappare le batterie. La serie Nordic Semiconductor NRF52 di chips, ad esempio, può funzionare su una tensione compresa tra 1,7 e 3,6 V e disegna solo 1,2 μA quando il sistema è in modalità inattiva. Questo è abbastanza basso da poter correre per almeno un anno su una batteria a moneta.
Bluetooth Le è assolutamente un protocollo interessante per l’hacker hardware, ma ha i suoi critici. Mike Ryan ha dimostrato molti problemi di sicurezza con lo standard, rompendo la crittografia che il protocollo utilizza e dimostra come è possibile mettere in blocco a remoto un telefono Android utilizzando una radio Bluetooth.
Come usare Bluetooth Le Le
Il modo più semplice per iniziare a lavorare con Bluetooth Le è quello di ottenere un kit di sviluppo. Questi sono ampiamente disponibili dalle aziende che fanno chip Bluetooth, come Nordic Semiconductor, Texas Instruments e CSR. L’ADAFRUIT utilizza anche una board Breakout pulito basato su una radio nordica semiconduttore. Per fare dispositivi standalone, il bean lightblue è un buon punto di partenza, poiché combina una radio Bluetooth Le con un Arduino per una facile programmazione e controllo.
Il bean lightblue, un dispositivo Bluetooth Bluetooth (e molto hackable).