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
Wat is local dimming en waarom is het belangrijk?
© ER | ID.nl
Huis

Wat is local dimming en waarom is het belangrijk?

Het gebrek aan een rijk contrast is een van de grootste ergernissen bij lcd- en ledtelevisies. Fabrikanten hebben daarom een slimme techniek bedacht die het contrast aanzienlijk verbetert: local dimming. In dit artikel leggen we uit hoe deze techniek van jouw grijze nachtlucht weer een inktzwarte sterrenhemel maakt.

Het contrast van je televisie is misschien wel de belangrijkste eigenschap voor mooi beeld. We willen dat wit verblindend wit is en zwart echt inktzwart. Bij oledtelevisies is dat makkelijk, want daar geeft elke pixel zelf licht. Maar de meeste televisies in de Nederlandse huiskamers zijn nog steeds lcd- of ledschermen (inclusief QLED). Die werken met een lamp achter het scherm, de zogeheten backlight. Local dimming is de techniek die probeert de nadelen van die achtergrondverlichting op te lossen.

Om te begrijpen waarom local dimming nodig is, moet je eerst weten hoe een standaard led-tv werkt. Simpel gezegd is het een groot paneel met pixels die zelf geen licht geven, maar alleen van kleur veranderen. Achter die pixels brandt een grote lichtbak. Als het beeld zwart moet zijn, sluiten de pixels zich om het licht tegen te houden. Helaas lukt dat nooit voor de volle honderd procent; er lekt altijd wat licht langs de randjes. Hierdoor zien donkere scènes er vaak wat flets en grijzig uit. De achtergrondverlichting staat immers vol aan, ook als het beeld donker moet zijn.

Nooit meer te veel betalen? Check Kieskeurig.nl/prijsdalers!

De lampen dimmen waar het donker is

Local dimming pakt dit probleem bij de bron aan. In plaats van één grote lichtbak die altijd aan staat, verdeelt deze techniek de achtergrondverlichting in honderden (en bij duurdere tv's soms duizenden) kleine zones. De televisie analyseert de beelden die je kijkt continu. Ziet de processor dat er linksboven in beeld een donkere schaduw is, terwijl rechtsonder een felle explosie te zien is? Dan worden de lampjes in de zone linksboven gedimd of zelfs helemaal uitgeschakeld, terwijl de lampjes rechtsonder juist fel gaan branden.

Het resultaat is direct zichtbaar. Zwart wordt weer echt zwart, simpelweg omdat er geen licht meer achter dat deel van het scherm brandt. Tegelijkertijd blijven de lichte delen van het scherm helder. Dat zorgt voor een veel groter contrast en geeft het beeld meer diepte. Vooral bij het kijken van HDR-films en -series is dat van belang. Zonder local dimming kan een led-tv eigenlijk geen goed HDR-beeld weergeven, omdat het verschil tussen licht en donker dan te klein blijft.

©ER | ID.nl

Niet alle local dimming is hetzelfde

Het klinkt als een wonderoplossing, maar de uitvoering verschilt enorm per televisie. Het grote toverwoord hierbij is het aantal zones. Hoe meer zones de tv onafhankelijk van elkaar kan aansturen, hoe preciezer het licht kan worden geregeld. Goedkopere televisies gebruiken vaak edge lit local dimming. Hierbij zitten de lampjes alleen in de rand van de tv. Dat werkt redelijk, maar is niet heel nauwkeurig. Je ziet dan soms dat een hele verticale strook van het beeld lichter wordt, terwijl er eigenlijk maar één klein object moest worden verlicht.

De betere variant heet full array local dimming. Hierbij zitten de lampjes over de hele achterkant van het scherm verspreid. De allernieuwste en beste vorm hiervan is miniLED. Daarbij zijn de lampjes zo klein geworden dat er duizenden in een scherm passen, wat de precisie van oled begint te benaderen. Als er te weinig zones zijn, kun je last krijgen van zogenaamde 'blooming'. Dat zie je bijvoorbeeld bij witte ondertiteling op een zwarte achtergrond: er ontstaat dan een soort wazige lichtwolk rondom de letters, omdat de zone groter is dan de tekst zelf.

Welke merken gebruiken local dimming?

Bijna elke grote televisiefabrikant past deze techniek inmiddels toe, maar ze doen dat voornamelijk in hun middenklasse en topmodellen. Samsung is een van de voorlopers, zeker met hun QLED- en Neo QLED-televisies, waarbij ze in de duurdere series gebruikmaken van geavanceerde miniLED-techniek voor zeer precieze dimming. Ook Sony staat bekend om een uitstekende implementatie van full array local dimming, die vaak geprezen wordt om de natuurlijke weergave zonder overdreven effecten. Philips past het eveneens toe in hun (mini)ledmodellen, vaak in combinatie met hun bekende Ambilight-systeem voor een extra contrastrijk effect.

Ga voor de full monty!

Local dimming is dus geen loze marketingkreet, maar een dankbare techniek voor iedereen die graag films of series kijkt op een led- of QLED-televisie. Het maakt het verschil tussen een flets, grijs plaatje en een beeld dat van het scherm spat met diepe zwartwaarden. Ben je in de markt voor een nieuwe tv? Vraag dan niet alleen óf er local dimming op zit, maar vooral of het gaat om full array dimming. Je ogen zullen je dankbaar zijn tijdens de volgende filmavond!

Vijf fijne televisies die full array local dimming ondersteunen

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 robotstofzuigers voor een extra schone vloer
© ID.nl
Huis

Waar voor je geld: 5 robotstofzuigers voor een extra schone vloer

Bij ID.nl zijn we gek op producten waar je niet de hoofdprijs voor betaalt of die zijn voorzien van bijzondere eigenschappen. Met een robotstofzuiger wordt de vloer schoongehouden, terwijl je er niet bij hoeft te zijn. En stofzuigen is dan wel het minste dat ze kunnen, want ook dweilen is voor veel modellen geen proleem. We vonden vijf geavanceerde exemplaren.

Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01

De Philips HomeRun 7000 Series XU7100/01 is ontworpen om grote ruimtes aan te kunnen. Het apparaat heeft een stofzak van 3 liter en een werktijd tot 180 minuten in de laagste stand. In tegenstelling tot veel kleinere robots is deze HomeRun uitgerust met een stille motor; de opgave van 66 dB maakt hem relatief stil.

Er zit een dweilfunctie in zodat je de robot na het stofzuigen ook direct kunt laten dweilen. Via de app kies je voor een van de modi of plan je een schoonmaakprogramma in. De robot kan zichzelf navigeren, obstakels omzeilen en keert na gebruik terug naar het laadstation. Omdat de opvangbak groot is hoef je niet vaak te legen en dankzij de Li‑ion‑accu is hij geschikt voor grotere woningen. Het apparaat is van recente datum en daarom nog volop verkrijgbaar.

Dreame L10s Pro Ultra Heat

Deze robot combineert een groot stofreservoir van 3,2 liter met een lange werktijd van ongeveer 220 minuten. Dankzij de geïntegreerde dweilfunctie verwijdert hij niet alleen stof maar kan hij ook nat reinigen. De L10s Pro Ultra Heat gebruikt een zak in het basisstation, waardoor je het reservoir minder vaak hoeft te legen.

De Dreame is voorzien van een Li‑ion‑batterij aanwezig en de robot keert automatisch terug naar het station voor opladen en legen. De sensortechnologie helpt bij het vermijden van obstakels en het nauwkeurig schoonmaken van zowel harde vloeren als tapijt. Dankzij de meegeleverde app stuur je de schoonmaak aan, stel je no‑go‑zones in of plan je een dweilrondje.

Philips HomeRun 3000 Series Aqua XU3100/01

Deze Philips‑robot is bedoeld voor wie minder vaak handmatig wil schoonmaken. Hij beschikt over een gecombineerde stofzuig‑ en dweilfunctie en kan zichzelf legen via het automatische station. Met een gebruiksduur tot 200 minuten in de laagste stand en een geluidsniveau van 66 dB kan hij urenlang zijn werk doen zonder al te veel herrie. De stofcontainer van 35 cl is kleiner dan bij de HomeRun 7000, maar door het automatische leegmechanisme is dat geen probleem.

Je bedient het apparaat via de app en kunt daar zowel een schema programmeren als zones instellen. De Aqua XU3100/01 is een model uit de recente 3000‑serie en doordat hij een mop‑pad heeft kan hij zowel droog als nat reinigen, wat handig is voor harde vloeren zoals tegels en laminaat.

iRobot Roomba Combo j9+

De Roomba Combo j9+ is een model dat je vloeren zowel kan stofzuigen als dweilen. De Combo j9 beschikt over een opvangbak van 31 cl en hij kan zelf zijn inhoud legen in het automatische basisstation dat bij de set hoort. De Li‑ion‑accu zorgt voor een lange gebruiksduur en de robot maakt een routeplanning zodat elke ruimte efficiënt wordt schoongemaakt.

Via de app kun je zones instellen waar de robot niet mag komen en het dweilelement in‑ of uitschakelen. In de basis maakt de Combo j9+ zelfstandig een kaart van je woning en keert terug naar het station wanneer de accu moet opladen of de stofcontainer vol is. De robot is bedoeld voor huishoudens die gemak belangrijk vinden en biedt naast stofzuigen ook een dweilfunctie voor hardere vloeren.

MOVA Tech P50 Ultra

De MOVA Tech P50 Ultra is een forse robotstofzuiger met een basisstation. Het apparaat heeft een stofreservoir van 30 cl en wordt geleverd met een basisstation waarin je het stof eenvoudig kunt verwijderen. De robot produceert een geluidsniveau van 74 dB, iets hoger dan de Philips‑modellen, en weegt inclusief station ruim 13 kg.

Hij kan uiteraard ook automatisch terugkeren naar het station om op te laden of te legen. In de specificaties staat dat de MOVA is voorzien van een Li‑ion‑batterij en dat hij zowel kan stofzuigen als dweilen. De meegeleverde app maakt het mogelijk om routes in te stellen en zones te blokkeren. Met een vermogen van 700 W is hij krachtig genoeg voor tapijten en harde vloeren. Het is geschikt voor mensen die een uitgebreid station met automatische functies willen.