Bluetooth-Audioanwendungen mit 32-Bit-Mikrocontrollern entwickeln

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Kombination von Audio- und Datensteuerungsfunktionen

Ein einfaches Beispiel wäre die Verbindung eines Beleuchtungssystems mit einem Lautsprechersystem. Der Nutzer könnte in diesem Fall die Lichtstärke über sein Smartphone steuern, während er Musik mit diesem hört. Mit einer komplexeren Erweiterung dieser Anwendung wäre die vollständige Steuerung des Beleuchtungssystems möglich – z. B. für die Farbe, Intensität und Reaktion auf die Musik bei gleichzeitiger Steuerung des Audiostreams über das Smartphone.

Im Rahmen des „Smart Home“-Konzepts können die Steuermöglichkeiten auf Thermostate, Kaffeemaschinen, Garagentoröffner und andere Bluetooth-fähige Anwendungen erweitert werden – und das alles mit einer Komponente, die ursprünglich als konventioneller Audio-Codec konzipiert war.

Die Steuerung über Bluetooth bietet bei diesen Anwendungen einen wichtigen Sicherheitsvorteil, da der Datenstream so konfiguriert werden kann, dass er vom Internet der Dinge unabhängig bleibt. Wohl nur wenige Nutzer möchten den einfachen Vorgang der Steuerung ihres Garagentoröffners den Unsicherheiten eines Cloud-Betriebs überlassen, wie es z. B. bei einer WLAN-Lösung in der Regel der Fall wäre.

Durch die Kombination von Audio- und Datensteuerung in einer Anwendung, in der bereits mehrere Profile simultan arbeiten, werden die neuen Anwendungsmöglichkeiten zusätzlich erweitert. Im Bereich der Audiounterhaltung bietet das softwarebasierte Konzept „Break-in“ die Möglichkeit, denselben Audiostream über mehrere Mobilgeräte zu steuern. So könnten beispielsweise die Gäste auf einer Party abwechselnd ihre Lieblingsmusik aus einer einzigen Bluetooth-basierten Audiobibliothek wählen.

Bei Verwendung eines „Jukebox-Modus“ könnten die Endnutzer ihre Lieblingsmusik einer Playlist hinzufügen. Im Break-in-Modus können mit der Mikrocontroller-Lösung bis zu sieben Smartphones dasselbe Audiosystem mit unterschiedlichen, unabhängigen Audiostreams und -steuerungen bedienen.

Die Bluetooth SIG hat mehr als 30 Profile entwickelt und bestätigt. Für die Entwicklung des neuen Anwendungsbereichs „Bluetooth Audio + Control“ sind zunächst jedoch in erster Linie die folgenden vier Profile von Bedeutung:

• Serial Port Profile (SPP) – Standardersatz für drahtlose RS-232-Datenübertragung

• Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) – Gebräuchlichstes Profil für das Streamen von Multimedia-Audio. Streamt Audio über SBC-Codec und kann die Komprimierungscodecs MPEG und AAC unterstützen.

• Audio Video Remote Control Profile (AVRCP) – Standardisiertes Fernbedienungsprofil für Fernseher, Heimkino usw. Üblicherweise in Verbindung mit A2DP genutzt. Eine kürzlich bestätigte Funktion ist Audio-Sync, womit beispielsweise bei Änderung der Lautstärke auf dem Mobilgerät auch die Lautstärke auf dem System angepasst werden kann, das mit dem Mobilgerät gesteuert wird.

• Hands-Free Profile (HFP) – Profil für Telefonate über Freisprecheinrichtung

Per Software mehrere Profile gleichzeitig nutzen

In einer Software-Implementierung können mehrere Profile gleichzeitig aktiv sein, was dem Konstrukteur eine große Flexibilität für die Entwicklung neuer Anwendungen bietet. Anders formuliert: Durch Integration eines Datenstreams in den Audiostream wird die Entwicklung komplexerer Systeme möglich.

In der Entwicklungsphase ist der entsprechende Aufwand für die Emulation, das Testen und (bei Bluetooth unabdingbar) für die Zertifizierung zu berücksichtigen. Ein vollständiges Entwicklungssystem würde daher weit über Audio hinausgehen und Funktionen zur Steuerung von Displays, Tasten, LEDs, Mikrofonen und Musik integrieren. Es müsste auch DSP-Möglichkeiten für Audioverarbeitungsfunktionen umfassen. Der Steueraufwand für das System – im Unterschied zu den Musikfunktionen allein – legt dabei den Einsatz eines 32-Bit-Mikrocontrollers nahe.

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