監修:ホシデン株式会社
Bluetoothモジュールとは
Bluetooth（ブルートゥース）モジュールとは、Bluetoothに準拠した無線通信を行う装置です。
※Bluetoothの商標は Bluetooth SIG に帰属します。
Bluetooth技術は近距離通信に適した無線通信規格です。スマートフォンやパソコンなどに幅広く利用されています。現代の生活に無くてはならない通信技術のひとつです。
Bluetoothモジュールは通信に必要なハードウェアとソフトウェアを組み合わせた小型のデバイスで、Bluetooth通信をサポートする機器に追加することができます。これにより、Bluetooth機能を持たないデバイスでもBluetooth通信を行うことが可能です。
Bluetoothモジュールの使用用途
Bluetoothモジュールは様々な用途で使用されます。以下はその一例です。
1.コンピュータ周辺機器
キーボードやマウスにBluetoothモジュールを内蔵することも多いです。これにより、デスク上の配線がスッキリし、作業環境を綺麗に整えることができます。また、プリンターやスキャナーにBluetooth機能を付与する場合もあります
Bluetoothをサポートするプリンターは、ワイヤレスでコンピュータやスマートフォンから印刷を行うことができます。スキャナーはコンピュータとワイヤレスで接続し、データを転送することが可能です。これにより、複数のデバイスとの間で簡単に印刷・スキャンを行うことができます。
2.オーディオ機器
Bluetoothモジュールを搭載したワイヤレスヘッドフォンやイヤホンは、スマートフォンなどの再生デバイスとBluetooth接続し、音楽やオーディオコンテンツをワイヤレスで再生します。多くのモデルでは、通話機能や音量調節などの操作もBluetooth経由で行うことが可能です。また、スピーカーに対してもBluetoothが使用されることがあります。
3. 映像機器
Bluetooth機能をテレビに付与する場合にも使用されます。Bluetooth対応のリモコンやヘッドセットと接続し、ワイヤレスで操作や視聴を行うことが可能です。
また、デジタルカメラにもBluetoothモジュールを使用する場合があります。Bluetooth経由でシャッターボタンを押して写真を撮影したり、写真やビデオをスマートフォンにワイヤレス転送することが可能です。カメラの操作やファイル転送をより便利にし、ユーザー満足度を向上させます。
Bluetoothモジュールの原理
Bluetoothモジュールの原理はBluetooth技術に基づいています。Bluetooth技術は無線通信規格であり、近距離でのデバイス間通信を可能にする仕様です。
Bluetoothは2.4GHzの周波数帯域を利用しています。この周波数帯域は多くの国で無線通信に割り当てられており、一般的な家庭用や商用の無線通信に広く使用されます。Bluetoothデバイスには送信機と受信機が存在し、Bluetoothモジュールに組み込まれたチップにこれらの機能が付与されています。
また、Bluetooth通信では周波数ホッピングと呼ばれる技術が使用されます。通信中に使用される周波数が継続的に変更される仕組みです。この技術により、他の無線シグナルの干渉を最小限に抑え、通信の安定性と信頼性を向上させます。
それらに加え、データのパケット化やエラーチェック、誤り訂正、暗号化なども実施されます。これにより、データの安全性と完全性が確保されます。
Bluetoothモジュールの選び方
Bluetoothモジュールを選ぶ際は、以下の選定要素を考慮することが重要です。
1. Bluetoothモジュールの種類
BluetoothモジュールにはHCIモジュールとコンプリートモジュールの2種類が存在します。HCIモジュールはプロファイル、プロトコル層を持たずOSなどに搭載されたミドルウェアを介して制御するモジュールになります。コンプリートモジュールはコントローラ（CPU）一体型となるモジュールであり、内部ソフトウェアの開発が必要であるもののワイヤレスセンサなどOS非搭載機器においても利用できるモジュールになります。
2. プロファイル
Bluetoothでは用途毎に通信するデータ構造やシーケンスを定めたプロファイルと呼ばれる概念が存在しており、これに準拠する形で機器を開発することでメーカーが異なる機器間での通信が可能になります。Bluetooth Classicではシリアルデータの送受信用途でSPP（Serial Port Profile）が用意されています。一方でBluetooth Low EnergyではSPPは用意されていません。Bluetooth Low Energyでシリアルデータを送受信する場合は各社で独自プロファイルを作成し、製品化することになります。
3. アンテナの有無及び性能
Bluetoothモジュールの中にはアンテナ非搭載品もあります。アンテナ非搭載品については機器内部におけるモジュール組み込み位置の自由度が高まる一方で外部回路側でパターンアンテナやチップアンテナを搭載する必要があります。
アンテナ搭載品についてはメーカー推奨条件に基づき組み込み位置が制限されるもののアンテナの選定や設計は必要ありません。アンテナ搭載品についてはその性能がメーカー毎に異なりますので用途に応じた通信実験を事前に実施されることをお薦めします。
4. 通信モード
Bluetooth Low Energyでオプション機能となるロングレンジ、2 Mbpsモードを使用する場合、これに対応したモジュールを選定する必要があります。Bluetoothバージョンのみではこれら機能の対応可否は判別できないのでモジュールのデータシート、メーカーに問い合わせをするなどの確認をお薦めします。
本記事はBluetoothモジュールを製造・販売するホシデン株式会社様に監修を頂きました。
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