ID.nl logo
De ontwikkelingen van Bluetooth Low Energy op een rij
© Reshift Digital
Huis

De ontwikkelingen van Bluetooth Low Energy op een rij

Bijna iedereen gebruikt bluetooth en dan vooral Bluetooth Low Energy. In de loop der jaren is die standaard voor draadloze communicatie sterk geëvolueerd. De nieuwste versies hebben modi voor een snellere gegevensoverdracht of een groter bereik en geavanceerde functionaliteit zoals het bepalen van je locatie.

Bluetooth is een draadloze standaard die in het frequentiedomein van 2,4 GHz werkt. Als een product adverteert met bluetooth-ondersteuning, is het tegenwoordig bijna altijd bluetooth low-energy. Alleen is die naam wat lang en is de naam bluetooth al vrij goed ingeburgerd. Vaak spreekt men dan ook over bluetooth, terwijl men eigenlijk bluetooth low-energy bedoelt. En toch is die benaming belangrijk, want beide protocollen verschillen sterk van elkaar. 

Het originele bluetooth, wat tegenwoordig ‘classic bluetooth’ wordt genoemd, is eigenlijk gewoon een draadloze vertaling van een seriële bekabelde verbinding. Als je audio wilt streamen, een document wilt afdrukken of een bestand doorsturen, dan moet dat zo snel mogelijk gebeuren en de focus van nieuwe ontwikkelingen lag dan ook op snelheid.

Classic bluetooth was echter niet aangepast voor apparaten die zo weinig mogelijk stroom mogen verbruiken, bijvoorbeeld omdat ze op batterijen werken. Nokia paste daarom de bluetooth-standaard aan voor deze scenario’s en bracht in 2006 de technologie op de markt onder de naam Wibree.

De Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), die de bluetooth-specificatie beheert, vond dit een interessante ontwikkeling en na gesprekken met Nokia werd besloten om Wibree in bluetooth 4.0 op te nemen onder de naam bluetooth low-energy, vaak afgekort tot bluetooth LE of BLE. Classic bluetooth bleef daarnaast bestaan. In de praktijk ondersteunen veel chipsets beide protocollen, bijvoorbeeld in laptops en smartphones.

Met of zonder verbinding

BLE kent twee manieren van communicatie tussen apparaten: met of zonder verbinding. Zonder verbinding betekent dat een apparaat gewoon informatie uitzendt: elk BLE-apparaat in de buurt kan die informatie opvangen. Dit zijn bijvoorbeeld temperatuursensoren. 

Maar ook de CoronaMelder-app voor je smartphone werkt zo: de app broadcast unieke maar anonieme getallen en de apps op smartphones van mensen waarbij je in de buurt komt pikken die informatie op. 

©PXimport

De andere manier van communiceren is met een verbinding. Een apparaat scant dan eerst naar broadcasts om het apparaat te vinden waarmee het wil verbinden. Dan vraagt het eventueel met een actieve scan welke diensten het apparaat aanbiedt. Daarna wordt de verbinding opgezet en kan de client (het apparaat dat de verbinding maakt) de diensten van de server gebruiken (het apparaat waarmee wordt verbonden). 

Een dienst is eigenlijk toegang tot specifieke data van de server. Die toegang kan lezen zijn (zoals de hartslag, een temperatuur of de batterijlading), maar ook schrijven (zoals een instelling aanpassen).

Snelheid verhogen

Hoewel BLE expliciet was ontwikkeld voor een laag verbruik met lage snelheid, werden er in nieuwere versies wel stappen gezet om de snelheid te verhogen, uiteraard altijd met aandacht voor het energieverbruik. Terwijl in bluetooth 4.0 en 4.1 de maximale doorvoersnelheid 305 kbit/s bedroeg, werd die in bluetooth 4.2 verhoogd tot 803 kbit/s door meer data in een payload te versturen.

Bluetooth 5 valt vooral op doordat het een keuze geeft. Je kunt nog altijd de snelheden van bluetooth 4.0 en 4.2 kiezen. Die modi werden 1M PHY genoemd, naar de bandbreedte van 1 MHz per kanaal. Een nieuwe modus met dubbel zo hoge bandbreedte werd geïntroduceerd: 2M PHY. Die heeft een maximale doorvoersnelheid van 1434 kbit/s. Omdat dit meer interferentie met andere kanalen oplevert (elk kanaal is 2 MHz breed), vermindert het bereik in de 2M PHY-modus wel met 25 procent.

Groter bereik

Tegelijk werkte de Bluetooth SIG ook aan een vergroting van het bereik met een nieuwe modus, Coded PHY, die in bluetooth 5 werd geïntroduceerd. Bij Coded PHY, ook weleens bluetooth long-range genoemd, wordt elke bit die je wilt doorsturen door 2 of 8 bits gecodeerd voor redundantie. Daardoor kunnen andere apparaten de berichten nog verder weg ontvangen, omdat een verzwakt signaal door de redundantie nog kan worden gereconstrueerd.

©PXimport

Met Coded PHY reiken de bluetooth-signalen twee (voor de codering met 2 bits) tot vier (voor de codering met 8 bits) keer zo ver, maar de snelheid vermindert wel tot 113 kbit/s in de modus met 8bit-code. Voor de meeste sensortoepassingen is dat overigens nog altijd meer dan voldoende. Bluetooth 5 geeft je dus de keuze tussen een groot bereik en lage snelheid, of een minder groot bereik en hoge snelheid, in diverse gradaties. Uit tests van Nordic Semiconductor, de grootste producent van BLE-chipsets, blijkt dat het signaal in open ruimte met Coded PHY maar liefst 1,3 km ver reikt.

Nog steeds in ontwikkeling

Bluetooth 5.1 introduceerde een andere interessante functie: direction finding. In eerdere versies van bluetooth kon je de afstand tot een apparaat al schatten aan de hand van de sterkte van het ontvangen signaal (RSSI of Received Signal Strength Indicator). Met direction finding is niet alleen de afstand, maar ook de hoek waaronder een signaal op de ontvangende antenne binnenvalt te bepalen. Daardoor is er preciezere lokalisatie van voorwerpen mogelijk.

De nieuwste ontwikkeling is BLE Audio. Voor bluetooth-audio wordt doorgaans nog gebruikgemaakt van classic bluetooth. Maar in bluetooth 5.2 is de Bluetooth SIG erin geslaagd om een nieuwe audiocodec te ontwikkelen, LC3 (Low Complexity Communication Codec), die via BLE werkt. Het resultaat is een langere batterijlevensduur op draadloze headsets en speakers.

De ontwikkeling van bluetooth low-energy

  • 1989 Ericsson begint de ontwikkeling van wat later bluetooth zou worden.
  • 1997 Jim Kardach van Intel leest over Harald Blauwtand en stelt de naam bluetooth voor.
  • 1998 De Bluetooth Special Interest Group wordt gevormd, die bluetooth 1.0 uitbrengt.
  • 2001 Nokia past bluetooth aan voor een lager energieverbruik.
  • 2006 Wibree komt op de markt.
  • 2010 Bluetooth 4.0 komt uit, met Wibree hernoemd naar bluetooth low-energy.
  • 2014 Bluetooth 4.2 verhoogt de snelheid tot 803 kbit/s.
  • 2016 Bluetooth 5.0 voegt 2M PHY en Coded PHY toe.
  • 2019 Bluetooth 5.1 voegt direction finding toe en bluetooth 5.2 introduceert BLE Audio.
▼ Volgende artikel
Accupaniek: met deze aanpassingen haal je wél het einde van de dag
© Yuliia
Huis

Accupaniek: met deze aanpassingen haal je wél het einde van de dag

Je laptopaccu lijkt altijd leeg te zijn op het moment dat er nergens een stopcontact te bekennen is. Met de juiste software-instellingen pers je echter makkelijk een uur extra uit je apparaat, zonder dat je daarvoor technisch onderlegd hoeft te zijn. Wij leggen uit aan welke knoppen je precies moet draaien voor maximaal resultaat.

Er is weinig irritanter dan een laptop die in de spaarstand schiet of uitvalt terwijl je in de trein net de laatste hand legt aan een belangrijk document. Veel gebruikers denken bij een snel leeglopende batterij direct dat de hardware versleten is en kijken alweer naar een nieuwe laptop. Vaak is de accu zelf echter nog prima in orde, maar gaat het besturingssysteem slordig om met de beschikbare energie. Fabrieksinstellingen zijn namelijk vaak gericht op maximale prestaties en helderheid, niet op uithoudingsvermogen. In dit artikel leer je hoe je de regie terugpakt en de energievreters in toom houdt, zodat je met een gerust hart de dag doorkomt.

Waar die energie eigenlijk naartoe lekt

Om te begrijpen hoe je accucapaciteit bespaart, moet je eerst weten waar de energie aan opgaat. De twee grootste verbruikers in een laptop zijn vrijwel altijd het beeldscherm en de processor. Het scherm vreet stroom om pixels te verlichten; hoe feller het scherm, hoe sneller de teller tikt. Daarnaast speelt de verversingssnelheid een rol. Veel moderne schermen verversen het beeld 120 keer per seconde (120 Hz). Dat kijkt heel rustig, maar kost aanzienlijk meer rekenkracht dan de standaard 60 Hz.

Onder de motorkap is de processor continu bezig met het verwerken van taken. Een veelvoorkomende misvatting is dat je handmatig alle programma's moet afsluiten om stroom te besparen. Dat is maar ten dele waar, want moderne systemen zijn heel goed in het bevriezen van apps die je niet gebruikt. Wat wél energie kost, zijn achtergrondprocessen die actief blijven synchroniseren, zoals cloudopslagdiensten of mailprogramma's die elke minuut checken op nieuwe berichten. Ook randapparatuur die stroom trekt via de usb-poort, zelfs als je deze niet actief gebruikt, snoept procenten van je lading af.

Besparen tijdens eenvoudige taken

De energiebesparende modus is je beste vriend wanneer je taken uitvoert die weinig rekenkracht vereisen. Denk hierbij aan tekstverwerken, e-mailen, webbrowsen of het invullen van spreadsheets. In deze scenario's heb je de volledige kracht van je processor en videokaart simpelweg niet nodig. Door in Windows of macOS te kiezen voor de energiebesparende modus, klokt de processor zichzelf terug. Hij werkt dan letterlijk iets langzamer, maar voor administratieve taken merk je daar in de praktijk niets van. De letters verschijnen nog steeds direct op je scherm zodra je ze typt.

Daarnaast is dit het moment om eens kritisch naar je schermhelderheid te kijken. Binnenshuis is een helderheid van 50 tot 60 procent vaak meer dan voldoende om comfortabel te kunnen werken. Werk je vooral 's avonds? Dan kan het zelfs nog lager. Ook het uitschakelen van toetsenbordverlichting levert in deze context pure winst op. Het zijn kleine percentages per uur, maar op een hele werkdag maakt dit het verschil tussen wel of niet de oplader moeten pakken.

©PXimport

Prestaties boven accuduur

Er zijn momenten waarop je de batterijbesparingsinstellingen beter uit kunt laten, of zelfs agressief moet vermijden. Zodra je aan de slag gaat met zware grafische taken, zoals videobewerking, 3D-rendering of serieuze gaming, werkt een besparingsmodus averechts. De software knijpt de toevoer van stroom naar de componenten af, wat resulteert in een haperend beeld, trage exporttijden en een frustrerende gebruikservaring.

In deze gevallen heeft de hardware ademruimte nodig om te kunnen presteren. Als je probeert te gamen op een besparingsstand, zal het systeem de prestaties van de grafische chip zo ver terugschroeven dat het spel onspeelbaar wordt. Bovendien duurt het renderen van een video in spaarstand veel langer, waardoor het scherm en de schijf langer actief moeten blijven, wat onderaan de streep soms zelfs méér energie kost dan een korte piekbelasting op vol vermogen. Hier geldt: efficiëntie door snelheid is soms zuiniger dan traagheid.

Situaties waarin instellingen het niet meer redden

Hoewel je met software veel kunt optimaliseren, zijn er harde grenzen waarbij geen enkele instelling je meer gaat redden. Je moet realistisch zijn over de fysieke staat van je apparaat.

Ten eerste is er de chemische degradatie. Als de maximale capaciteit van je accu (ook wel battery health geheten) onder de 70 procent is gezakt, kun je instellen wat je wilt, maar de rek is er fysiek uit. De batterijcellen kunnen de lading simpelweg niet meer vasthouden. Ten tweede is oververhitting een doodsteek voor je accuduur. Als de ventilatoren van je laptop continu staan te loeien omdat de koelkanalen vol stof zitten, kost dat enorm veel energie. Warmte is in feite verspilde energie. Tot slot helpt software niet als je zware externe apparaten zonder eigen voeding aansluit. Een externe harde schijf die zijn stroom via de laptop krijgt, trekt de accu leeg alsof het een rietje in een pakje sap is, ongeacht je schermhelderheid.

Creëer je eigen energieprofiel

Om echt grip te krijgen op je verbruik, moet je de instellingen afstemmen op jouw specifieke gedrag. Begin met de slaapstand-instellingen. Veel mensen laten hun laptop openstaan als ze even koffie gaan halen, waarbij het scherm zomaar tien minuten op volle sterkte blijft branden. Stel in dat het scherm al na twee of drie minuten inactiviteit uitgaat. Dat is de makkelijkste winst die je kunt boeken.

Kijk ook naar je randapparatuur. Gebruik je een externe monitor? Zorg dan dat je laptop zo is ingesteld dat het interne scherm volledig uitschakelt, en niet 'zwart maar aan' blijft staan. Gebruik je veel bluetooth-apparaten? Schakel bluetooth uit als je ze niet gebruikt; het constant scannen naar verbindingen kost stroom. Voor gebruikers met een oledscherm is er nog een extra truc: gebruik een donkere modus. Bij oledschermen verbruiken zwarte pixels namelijk helemaal geen energie, in tegenstelling tot traditionele lcd-schermen waar de achtergrondverlichting altijd aan staat.

Balans tussen snelheid en stopcontact

Het verlengen van je accuduur is uiteindelijk een balansspel tussen comfort en noodzaak. De grootste winst behaal je door de schermhelderheid te temperen en de slaapstand agressiever in te stellen, zodat je geen energie verspilt in de pauzes. Wees niet bang om de energiebesparingsmodus standaard aan te zetten voor alledaags werk; de moderne processors zijn krachtig genoeg om dat zonder haperingen op te vangen. Pas als je merkt dat je laptop traag reageert bij zwaardere taken, is het tijd om de teugels weer iets te laten vieren. Zo bepaal jij hoelang de werkdag duurt, en niet je batterij.

▼ Volgende artikel
Super Mario-medley wint een Grammy
Huis

Super Mario-medley wint een Grammy

Een medley gebaseerd op soundtracks uit Super Mario-games van het Jazzorkest 8-Bit Big Band heeft afgelopen zondagnacht een Grammy gewonnen.

De medley ‘Super Mario Praise Break’ won een Grammy Award voor beste arrangement (instrumentaal of a capella). In de medley zijn nummers als Gusty Garden Galaxy uit Super Mario Galaxy en Bomb-Omb Battlefield uit Super Mario 64 te horen.

De 9-Bit Big Band is afkomstig uit New York en heeft al eens eerder een Grammy gewonnen voor gamemuziek. In 2022 won het orkest een Grammy voor het nummer Meta’s Knight’s Revenge uit de SNES-game Kirby Superstar.

View post on X

De Grammy Awards

De Grammy Awards worden al sinds 1959 georganiseerd en worden gezien als een van de belangrijkste prijzen voor muziek ter wereld. Ze worden vaak vergeleken met de Oscars, die worden uitgereikt aan films. Dit jaar won Bad Bunny de prijs van album van het jaar, en ging Billie Eilish er vandoor met een Grammy voor nummer van het jaar. Overigens won Austin Wintory een Grammy in de categorie beste gamesoundtrack voor de soundtrack van Sword of the Sea.

De Super Mario-reeks van Nintendo valt op diverse spelcomputers van het bedrijf te spelen, waaronder de Nintendo Switch 2 en Nintendo Switch. Onder de meest recente grote hoofddelen vallen Super Mario Wonder en Super Mario Odyssey.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.