In der dynamischen Welt der Elektronik gibt es immer neue und bessere Innovationen, von der Miniaturisierung bis zu schnelleren und effizienteren Geräten, sodass die Elektronik heute ein wesentlicher Bestandteil moderner Geräte und Anlagen ist. Sie alle erzeugen elektromagnetische Felder, die elektromagnetische Störungen (EMI) verursachen können. Hier kommt die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ins Spiel.
Die EMV hat zusammen mit Bluetooth die Konnektivität revolutioniert und den sicheren Betrieb elektronischer Geräte gewährleistet. Bluetooth hat seit den späten 90er-Jahren die Standardisierung und Einführung der Bluetooth-Technologie vorangetrieben und ist zu einem allgegenwärtigen drahtlosen Protokoll geworden, das sich in Geräten wie Smartphones, intelligenten Haushaltsgeräten und Industriesystemen integrieren lässt. Gleichzeitig sorgt EMV für einen zuverlässigen, störungsfreien Betrieb dieser Geräte, um die Leistung zu sichern und Störungen zu vermeiden.
Erfahren Sie mehr über Bluetooth und seine Geschichte und warum der Funkstandard zusammen mit der elektromagnetischen Verträglichkeit die Welt der modernen Elektronik verändert.
Der Ursprung von Bluetooth: Verbindung von Geräten
Der Funkstandard wurde nach dem dänischen König Harald „Blåtand“ Gormsson, zu Deutsch „Blauzahn“ benannt, der im späten 10. Jahrhundert König von Dänemark und Norwegen war. Als kommunikationsfähiger Diplomat gelang es dem Wikinger, die dänischen Stämme zu vereinen. So wie Harald Blauzahn verschiedene Sprachen und Zivilisationen zusammengebracht hat, soll auch die Bluetooth-Technologie die Kommunikation zwischen verschiedenen elektronischen Geräten harmonisieren.
Die 1998 von einem Konsortium führender Industrieunternehmen wie Intel, Ericsson und Nokia gegründete Bluetooth Special Interest Group (SIG) hat sich zum Ziel gesetzt, diese Kurzstrecken-Funktechnologie zu standardisieren und nahtlose Verbindungen für viele Produkte und Branchen zu ermöglichen. Die Bluetooth-Technologie verbindet Geräte kabellos und kann sowohl für das Audio-Streaming als auch in der industriellen Automatisierung verwendet werden.
Die Entwicklung der Bluetooth-Standards: Von Classic zu Low Energy
Die Bluetooth-Technologie entwickelt sich ständig weiter. 2024 wird sie über fortschrittliche technische Funktionen verfügen, die ihren Einsatz in noch mehr Produkten und Anwendungen ermöglichen, einschliesslich Audioübertragungen, drahtlosen Sensoren und Echtzeit-Ortungs- und -Verfolgungssystemen. Die Bluetooth-Technologie hat sich seit ihrer Entwicklung erheblich weiterentwickelt, sodass mit jeder neuen Version neue Funktionen und Möglichkeiten möglich wurden. Die drahtlose Verbindung wurde durch den frühen Bluetooth-Classic-Standard ermöglicht, der in der Version 1.0 veröffentlicht wurde und die Datenübertragung und das Musikstreaming zwischen kompatiblen Geräten ermöglichte.
Bluetooth Low Energy (LE) wurde in der Version 4.0 als Reaktion auf die wachsende Nachfrage nach energieeffizienten Funklösungen veröffentlicht. Bei der Entwicklung von Bluetooth LE wurde besonderer Wert auf einen niedrigen Stromverbrauch bei gleichzeitiger zuverlässiger Datenübertragung gelegt, um das Internet der Dinge (IoT) zu berücksichtigen. Um flexiblere und gezieltere Anwendungen zu ermöglichen, wurden in dieser Version auch wichtige Funktionen wie GATT (Generic Attribute Profile) und eine Reihe von Geräterollen hinzugefügt, darunter Broadcaster, Observer, Peripheral und Central.
Die Möglichkeiten der Technologie wurden durch spätere Bluetooth-LE-Versionen weiter verbessert und erweitert. Zu den Neuerungen der Version 4.2 gehörten eine verbesserte Koexistenz mit 4G-Netzen, sicheres Pairing und eine grössere Datenlänge. Bluetooth 5.0 ermöglichte fortschrittlichere Werbefunktionen, einen höheren Durchsatz und eine grössere Reichweite, was die Tür für komplexere IoT-Anwendungen und drahtlose Musiklösungen öffnete. Die Funkmodule Proteus-e und Proteus-III von Würth Elektronik nutzen beispielsweise Bluetooth 5.1 für eine bessere Leistung, eine grössere Reichweite und eine Datenübertragung mit hohem Durchsatz.
Bluetooth-Zertifizierungs- und Qualifizierungsprozess
Die Bluetooth SIG überwacht ein äusserst strenges Zertifizierungs- und Akkreditierungsverfahren, um die Interoperabilität und Zuverlässigkeit von Bluetooth-fähigen Produkten zu gewährleisten. Die Hersteller müssen einen komplexen und anspruchsvollen Prozess durchlaufen, der die Qualifizierung, Deklaration und Zulassung umfasst, um die Einhaltung der Bluetooth-Spezifikationen nachzuweisen.
Unter der strengen Aufsicht von Bluetooth Qualifizierungsberatern muss ein Gerät oder Modul umfangreiche Tests durchlaufen, um zu beweisen, dass es die technischen Standards der Bluetooth SIG erfüllt. Dieses strenge Prüfverfahren, das Bewertungen der Funkfrequenzleistung, Interoperabilität und Konformitätstests umfasst, stellt sicher, dass das Produkt durchgängig mit anderen Bluetooth-zertifizierten Geräten kommunizieren kann und die Integrität und Kohärenz des Bluetooth-Ökosystems gewahrt bleibt.
Nach der Qualifizierung stehen die Hersteller vor der gewaltigen Aufgabe, den Deklarations- und Zulassungsprozess abzuschliessen, indem sie die erforderlichen Daten und Unterlagen bei der Bluetooth Special Interest Group einreichen. Diese formelle Registrierung, die die Verwendung des Bluetooth-Markenzeichens erlaubt, ist für die Verbesserung der Interoperabilität und Konformität des Geräts von entscheidender Bedeutung, kann aber für viele Hersteller eine grosse Hürde darstellen.
Zum Glück erleichtern Hersteller wie Würth Elektronik diesen mühsamen Prozess. Als Experte stellt Würth Elektronik sicher, dass seine Bluetooth-fähigen Produkte alle erforderlichen Standards erfüllen, was den Zertifizierungsprozess rationalisiert, die Markteinführungszeit verkürzt und die Entwicklung vereinfacht. Mit dem einzigartigen Know-how und der Unterstützung von Würth Elektronik wird die Erfüllung der strengen Anforderungen der Bluetooth SIG zu einer nahtlosen Erfahrung, die den Markteintritt reibungsloser und effizienter macht.
Elektromagnetische Verträglichkeit: Gewährleistung eines sicheren und störungsfreien Betriebs
Neben der Bluetooth-Technologie ist die elektromagnetische Verträglichkeit ein immer wichtigeres Thema in der modernen Elektronik geworden. Das Hauptziel der EMV ist es, sicherzustellen, dass elektronische Geräte in ihrer vorgesehenen elektromagnetischen Umgebung funktionieren können, ohne elektromagnetische Störungen zu erzeugen oder von ihnen beeinträchtigt zu werden.
Die EMV stellt sicher, dass elektronische Systeme in dem heutigen elektronischen Ökosystem, in dem die Kommunikation weitverbreitet ist und die Geräte immer stärker integriert werden, effektiv und störungsfrei arbeiten können, ohne andere Geräte zu beschädigen oder zu behindern. Unkontrollierte elektromagnetische Emissionen eines Geräts können, wenn sie die Funktionsfähigkeit eines anderen Geräts beeinträchtigen, Datenverluste und Fehlfunktionen verursachen oder sogar ein Sicherheitsrisiko darstellen. Um diese Gefahren zu verringern und die elektromagnetische Verträglichkeit von elektronischen Geräten zu gewährleisten, haben Organisationen wie die Europäische Union und die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC) EMV-Normen und -Vorschriften entwickelt.
EMV-Konformität: Eine rechtliche Anforderung
In vielen Regionen gelten strenge EMV-Vorschriften für elektronische Geräte. So müssen elektronische Geräte, die in der Europäischen Union verkauft werden, beispielsweise die EMV-Richtlinie oder die CE-Kennzeichnung erfüllen.
Die Einhaltung dieser Normen zur elektromagnetischen Verträglichkeit gewährleistet nicht nur die sichere und zuverlässige Funktion elektronischer Geräte, sondern auch den Schutz des sie umgebenden elektromagnetischen Feldes. Die Einhaltung der EMV-Vorschriften verringert die mit elektromagnetischen Störungen verbundenen Gefahren, was wiederum der öffentlichen Gesundheit und Sicherheit zugutekommt, da die Integrität von Kommunikationsnetzen, lebenswichtigen Infrastrukturen und empfindlichen medizinischen Geräten gewahrt bleibt.
Die Bedeutung der EMV
Mit der Anzahl der elektronischen Geräte steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass elektromagnetische Störungen auftreten. Da beim Internet der Dinge (IoT) viele Geräte miteinander vernetzt sind, von industriellen Automatisierungssystemen bis zu intelligenten Haushaltsgeräten, muss die EMV gewährleistet werden, damit die Geräte nahtlos miteinander kommunizieren können und ihre Funktionsfähigkeit nicht beeinträchtigt ist.
Die EMV stellt sicher, dass diese Geräte in dem für sie vorgesehenen elektromagnetischen Feld funktionieren können, ohne unerwünschte elektromagnetische Wirkungen zu erzeugen oder von ihnen beeinflusst zu werden. Dafür werden die Strahlung und leitungsgebundenen Emissionen kontrolliert und die Elektronik vor elektromagnetischen Störungen von aussen geschützt. Durch die Einhaltung der EMV-Vorschriften können die Hersteller die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Kompatibilität ihrer Produkte mit dem gesamten Ökosystem elektronischer Geräte gewährleisten.
Bluetooth und EMV: Ein schnellerer Markteintritt
Zwischen EMV und Bluetooth besteht eine für beide Seiten vorteilhafte Partnerschaft, die zur Entwicklung einer sichereren und besser vernetzten Welt beiträgt. Die Einhaltung der EMV-Vorschriften ist mit der Entwicklung und zunehmenden Verbreitung der Bluetooth-Technologie wichtiger denn je. Diese beiden Technologien haben die industrielle Automatisierung und die intelligente Fertigung revolutioniert. Zudem ermöglichen EMV-Produkte und Bluetooth einen schnelleren Markteintritt.
Das Wachstum der Bluetooth-Technologie und die Bedeutung der EMV sind dem IoT zuzuschreiben. Von industriellen Automatisierungssystemen bis zu intelligenten Haushaltsgeräten sind die Geräte des Internets der Dinge auf drahtlose Verbindungen angewiesen. Die weitverbreitete Einführung des IoT wurde durch den energiesparenden Bluetooth Low Energy (BLE)-Standard ermöglicht. Diese Systeme laufen, wenn die EMV-Anforderungen eingehalten werden, beständig und sicher, ohne elektromagnetische Störungen.
Würth Elektronik bietet eine breite Palette von Bluetooth-fähigen Geräten, von Bluetooth-Modulen bis zu Abschirmungs- und Entstörungsmaterialien, EMI-Entstörungsferriten, die auf die Bedürfnisse des Marktes für eingebettete Systeme zugeschnitten sind, und Klappferiten, um verschiedene Kundenanforderungen zu erfüllen. Das vollständige Angebot sehen Sie unten in der Abbildung. Diese Systeme erfüllen die EMV-Vorschriften und arbeiten sicher und zuverlässig, um unternehmenskritische Umgebungen vor Geräteausfällen, Ausfallzeiten und Sicherheitsrisiken zu schützen.
Die Zukunft von Bluetooth und EMV
Angesichts des technologischen Fortschritts werden Bluetooth und EMV auch in Zukunft eine wichtige Rolle in der modernen Elektronik spielen. Aufkommende Technologien wie 5G, Künstliche Intelligenz und fortschrittliche drahtlose Protokolle machen nahtlose Konnektivität und elektromagnetische Kompatibilität wichtiger denn je.
5G bringt neue Herausforderungen für die elektromagnetische Verträglichkeit mit sich. 5G arbeitet in breiteren Frequenzbändern und interagiert mit bestehenden Systemen, einschliesslich Bluetooth. Die Zusammenarbeit von Bluetooth mit 5G-Partnern ist entscheidend, um sicherzustellen, dass Bluetooth-Geräte in einer 5G-Umgebung nahtlos funktionieren. KI und der „Intelligent Edge“ unterstreichen den Bedarf an zuverlässiger drahtloser Konnektivität mit geringer Latenz und elektromagnetischer Verträglichkeit. KI-gesteuertes Edge Computing erfordert Datenverarbeitung in Echtzeit. Die fortschrittlichen Bluetooth-Funktionen wie Isochronous Channels und Adaptive Power Control unterstützen die Anforderungen an niedrige Latenzzeiten, während die EMV-Konformität einen sicheren und störungsfreien Betrieb gewährleistet.
Bluetooth passt sich neuen drahtlosen Protokollen wie Ultrabreitband (UWB) und Wi-Fi 6E an, indem es mit ihnen zusammenarbeitet und eine nahtlose Integration und Koexistenz gewährleistet. Die Aufrechterhaltung von EMV und Interoperabilität ist entscheidend für ein kohärentes, störungsfreies Nutzererlebnis.
Die Vorteile der Synergie aus Bluetooth und EMV
Bluetooth und die elektromagnetische Verträglichkeit sind wichtige Partner in der sich entwickelnden Elektronikwelt. Ihr Zusammenspiel fördert die Akzeptanz von Bluetooth und gewährleistet einen zuverlässigen und sicheren Betrieb in verschiedenen Anwendungen. Je höher die Nachfrage nach nahtloser Konnektivität, desto grösser wird die Bedeutung von Bluetooth und EMV. Durch die Bewältigung der Herausforderungen im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit ebnen sie den Weg für eine Zukunft der allgegenwärtigen, sicheren, zuverlässigen und störungsfreien drahtlosen Kommunikation.
Durch ihre Zusammenarbeit ermöglichen es die Bluetooth- und EMV-Experten Herstellern, Entwicklern und Anwendern, das volle Potenzial der Bluetooth-Technologie und das breitere Ökosystem der vernetzten Geräte zu nutzen. Auf dem Weg in die Zukunft werden uns Bluetooth und EMV den Weg zu einer besser vernetzten, effizienteren und technologisch fortschrittlicheren Welt weisen.
Mit Würth Elektronik können sich Hersteller auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren und gleichzeitig sicherstellen, dass ihre Produkte die Bluetooth- und EMV-Spezifikationen erfüllen und problemlos mit anderen Geräten zusammenarbeiten. Würth Elektronik hilft seinen Kunden, das volle Potenzial von Bluetooth und EMV auszuschöpfen, indem der Hersteller ihnen den Weg zu einer vernetzten, effizienten und technologisch fortschrittlichen Welt weist.
