Bluetooth-Low-Energy SoC für einen elektronischen Würfel

Der elektronische Kniffel-Würfel eignet sich, um die Möglichkeoiten der BLE-Technologie vorzuführen.
Der elektronische Kniffel-Würfel eignet sich, um die Möglichkeiten der BLE-Technologie vorzuführen.

Der niederländische Wireless-Spezialist Dog Back Design Solutions entwickelte einen elektronischen Würfel, basierend auf Bluetooth-Low-Energy-Technologie. Mit diesem verwandelt sich der Spieleklassiker „Kniffel“ zum digitalen Tablet Game, und bei der Auswahl des BLE Transceiver erhielten die Entwickler Unterstützung von Nordic Semiconductor und Rutronik.

Für die ESEF 2014, die größte Industriemesse im Bereich Zulieferer, Produktentwicklung und Engineering in den Benelux-Ländern, zeigte Dog Back Design Solutions eine besonderes Highlight. Am Stand der Niederländer durfte ein digitales „Kniffel“-Spiel mit fünf elektronischen Würfeln die vielseitigen Möglichkeiten von Bluetooth Low Energy (BLE) veranschaulichen. Dabei senden die sogenannten eDICES nach jedem Wurf ihre Augenzahlen simultan an ein Tablet, wo die Ergebnisse automatisch auf dem Spielzettel der dazugehörigen App erscheinen. Die Kommunikation zwischen eDICE und Tablet verläuft selbstverständlich drahtlos.

„Unser Messeauftritt war die ideale Gelegenheit, um Interessenten den neuesten Stand der Wire­less-Technologie und insbesondere die vielen Vorteile von BLE zu demonstrieren“, erklärt Michaël Hoonakker, CEO von Dog Back Design Solutions. Das Unternehmen bietet seinen Kunden umfassende Services bei der Entwicklung von Produkten. Der Fokus liegt auf drahtloser Kommunikation, Low Power und hoch integrierten Lösungen für die Massenproduktion, beispielsweise für Smartwatches, intelligente Straßenleuchten und mobile Endgeräte.

Vorteile von BLE am Beispiel eDICE

Der elektronische Kniffel-Würfel (Bild 1) eignete sich trefflich, um die Möglichkeiten der BLE-Technologie anschaulich vorzuführen. So benötigt BLE bei der Übertragung der Daten vom Würfel zum Tablet weniger Energie als herkömmliche Protokolle und schont damit die Kapazität der Batterie. Die BLE-Funktechnik ist speziell für die Übermittlung kleiner Datenmengen ausgerichtet und arbeitet im 2,4-GHz-Band. Durch ihre breitere Modulationsart erzielt sie eine höhere Reichweite als das klassische Bluetooth bei deutlich niedrigerem Stromverbrauch. Für die Stromversorgung genügen einfache Knopfzellen.

Dank der hohen Geschwindigkeit beim Datentransfer lässt sich der Stromverbrauch zudem weiter minimieren. Im Whisper Mode beträgt die Stromaufnahme während des aktiven Sendens gerade einmal 5,5 mA. Finden keine Übertragungen statt, gehen die Chips in den Ruhe- oder Sleep-Modus über, um dann in regelmäßigen Abständen wieder für sogenannte Signal-Bursts aufzuwachen. Bluetooth ermöglicht es zudem, dass mehrere Sensoren gleichzeitig mit einem Host-System kommunizieren können. Dieser Vorteil ließ sich beim Kniffel-Spiel, in dem fünf Würfel simultan zum Einsatz kommen, sehr schön verdeutlichen.

„Nachdem wir uns entschieden hatten, ein digitales Kniffel-Spiel als BLE-Showcase-Produkt zu entwickeln, ging es an die Realisierung des eDICE“, so Hoonakker. „Hier bestand die Herausforderung darin, BLE Transceiver in sehr kleinen Abmessungen und zu wettbewerbsfähigen Preisen zu finden.“ Denn der elektronische Würfel sollte sich in Größe und Gewicht nicht von einem normalen, handlichen Würfel unterscheiden.