Todo produto conectado começa com a mesma pergunta: como o dispositivo permanece conectado sem esgotar a bateria?
Os engenheiros enfrentam esse desafio ao desenvolver produtos como fechaduras inteligentes, rastreadores industriais, sensores de saúde vestíveis e tudo mais. É por isso que a combinação de Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) e Bluetooth® Low Energy 5.3 está rapidamente se tornando a norma para projetos sem fio. Essa dupla oferece atualizações rápidas na nuvem quando você precisa delas e controle local de consumo ultrabaixo quando não precisa.
Esses dois padrões sem fio já foram mantidos separados por orçamentos de energia e complexidade de projeto, mas agora podem coexistir na mesma placa. O Wi-Fi 6 traz velocidades mais altas, melhor desempenho em ambientes congestionados e recursos integrados de economia de energia, como o tempo alvo de despertar (TWT – target wake time). O Bluetooth Low Energy 5.3 estende o alcance, melhora a taxa de transferência e permite uma comunicação periférica mais suave, tudo isso consumindo o mínimo de energia.
Juntos, eles dão aos engenheiros o melhor dos dois mundos: acesso rápido à nuvem quando necessário e um link amigável à bateria para comunicação de curto alcance. E agora, graças às soluções integradas, os engenheiros não precisam lidar com duas pilhas de RF ou brigar por espaço na placa para obter essas vantagens.
Neste “New Tech Tuesdays” desta semana, exploramos como o Wi-Fi 6 e o Bluetooth Low Energy 5.3 estão remodelando dispositivos inteligentes e conectados, oferecendo sincronização rápida na nuvem e controle de consumo ultrabaixo em uma única solução de rádio duplo.
Simplificando o Projeto Sem Fio
Placas que unem Wi-Fi 6 e Bluetooth Low Energy 5.3 resolvem diversos pontos problemáticos de integração:
- Design de RF simplificado: Front-end pré-certificado e redes de casamento (matching networks) reduzem a complexidade e o risco do layout.
- Conjunto de ferramentas de firmware único: Executar ambos os rádios através de uma única interface MCU economiza flash/RAM e tempo de desenvolvimento.
- Pronto para OTA (over-the-air) seguro: Atualizações Wi-Fi e emparelhamento Bluetooth seguro tornam os dispositivos conectados mais confiáveis.
- Prototipagem escalável: Com alimentação USB e portas familiares como M.2 ou conectores Arduino, os engenheiros podem prototipar mais rapidamente.
Considerações de Integração
Projetar para Wi-Fi e Bluetooth Low Energy costumava significar comprometer entre desempenho, complexidade de layout e estabilidade de firmware, mas agora plataformas integradas que combinam ambos ajudam a resolver muitos desses desafios. No entanto, ainda existem alguns fatores chave que os engenheiros precisam ter em mente.
Gerenciamento de Energia
O Wi-Fi 6 ajuda a reduzir o consumo de energia com recursos como o TWT, mas ainda consome mais energia do que o Bluetooth Low Energy. Uma abordagem inteligente é deixar o Bluetooth Low Energy lidar com as tarefas frequentes e de baixo consumo nas proximidades e reservar o Wi-Fi para transferências em massa, atualizações ou sincronização com a nuvem.[1]
Coexistência de RF
Usar Wi-Fi e Bluetooth na mesma banda de 2,4 GHz pode causar problemas de sinal se não for bem gerenciado. Sistemas mais recentes geralmente incluem comutação de antena, clocks compartilhados ou protocolos de time-slicing para que possam coexistir sem colisões ou degradação do sinal.
Coerência do Firmware
Usar um único sistema de software tanto para Wi-Fi quanto para Bluetooth mantém as coisas simples e economiza memória. Os engenheiros devem procurar kits de desenvolvimento de software (SDKs) ou plataformas de firmware que suportem operação multi-protocolo de imediato, especialmente com gerenciamento de tarefas em tempo real.[2]
Certificação e Conformidade
O uso de um módulo pré-certificado reduz significativamente o tempo e os custos na entrada no mercado. Placas que vêm com aprovações regulatórias para Wi-Fi 6 e Bluetooth Low Energy 5.3 podem economizar tempo em testes e evitar revisões de design.[3]
Como Está Sendo Usado Hoje
The integration of Bluetooth Low Energy and Wi-Fi 6 is now a practical reality in various fields, including smart home, wearable, and industrial applications.
Dispositivos de Casa Inteligente
As fechaduras inteligentes, termostatos e eletrodomésticos modernos de hoje frequentemente usam Bluetooth Low Energy (BLE) para tarefas rápidas e energeticamente eficientes, como emparelhar com um smartphone ou aceitar comandos de um dispositivo próximo. Ao mesmo tempo, o Wi-Fi 6 lida com serviços em nuvem, como atualizações de status em tempo real, envio de firmware, análises de uso, notificações de manutenção ou controle remoto quando o usuário está ausente.
Dispositivos Vestíveis e Tecnologia de Saúde
Rastreadores de fitness, smartwatches e monitores de saúde frequentemente sincronizam contagens de passos, dados de sono ou tendências de frequência cardíaca usando Bluetooth Low Energy em segundo plano. Então, quando o dispositivo está encaixado ou carregando, ele descarrega a maior parte dos dados por Wi-Fi 6, para que os usuários obtenham uploads seguros, atualizações OTA (Over-The-Air) e diagnósticos remotos sem esgotar a bateria ao longo do dia.[4]
Sensores e Gateways Industriais
Fábricas modernas dependem de sensores sem fio para monitorar tudo, desde a saúde das máquinas até as condições ambientais. As fábricas inteligentes de hoje estão usando nós de borda (edge nodes) de rádio duplo em manutenção preditiva, onde os sensores rastreiam vibração ou temperatura e enviam dados para a nuvem quando é necessário economizar energia. Esses sensores geralmente se comunicam usando Bluetooth Low Energy para coleta de dados local e com eficiência energética. Isso pode ser tanto em uma rede mesh quanto ponto a ponto. Então, para entregar os dados coletados, emitir atualizações remotas ou enviar alertas para a nuvem, o sistema muda para Wi-Fi 6 devido à sua maior taxa de transferência e menor latência para transferências em massa.[5]
Os Mais Novos Produtos para os Seus Mais Novos Designs®
O New Tech Tuesdays desta semana apresenta a placa de expansão STMicroelectronics X-NUCLEO-67W61M1. Parte do ecossistema STM32 Nucleo da ST, esta placa combina Wi-Fi 6 e Bluetooth Low Energy 5.3 para prototipagem dual-rádio de baixa potência. Construída em torno do coprocessador Wi-Fi ST67W611M1, ela suporta interface host SPI através de headers Arduino® Uno R3.
Projetada para desenvolvimento rápido, a placa é suportada pelo pacote de software de expansão X-CUBE-ST67W61 para STM32Cube, que oferece drivers prontos para uso e exemplos de referência para a criação de aplicações como cliente e servidor MQTT, HTTP/HTTPS, e Bluetooth Low Energy peer-to-peer (p2p) e comissionamento.
Resumo
À medida que os dispositivos conectados se tornam menores, mais inteligentes e mais conscientes do consumo de energia, combinar Wi-Fi 6 e Bluetooth Low Energy 5.3 é um movimento estratégico. Essas configurações de rádio duplo permitem que os dispositivos lidem com tarefas de curto alcance e comunicação em nuvem sem sobrecarregar a bateria ou o projeto. E com placas pré-certificadas e ferramentas de software simplificadas, os engenheiros podem passar de ideias a protótipos com menos limitações.
Sources
[1] https://www.renesas.com/en/blogs/low-power-advantage-wi-fi-66e-twt-explained?srsltid=AfmBOorB_ND0CmsQFN_PtFwy4mB19pICpUToX3hJ31s10-BO9UUwewPw
[2] https://www.silabs.com/documents/public/application-notes/an1128-bluetooth-coexistence-with-wifi.pdf
[3] https://punchthrough.com/ble-module-vs-chip-down
[4] https://media.withings.com/kits/guides/2023/scanwatch-2/AW_PRODUCT_GUIDE_US_RX_HWA10_A.pdf
[5] https://www.bisinfotech.com/dual-radio-connectivity-best-of-both-worlds-in-iot/
Artigo escrito por Mouser Electronicse publicado no blog da Mouser Electronics: New Tech Tuesdays: Why Engineers Are Pairing Wi-Fi 6 with Bluetooth Low Energy 5.3
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados








