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スマートフォン相手だって100m飛ばしたい
今やスマートフォンには欠かせない無線規格のひとつとなったBluetoothですが（使うかどうかは別として）、多くのデバイスはClass2対応であるため、想定されている通信距離はせいぜい10m程度です。これはスマートフォンと接続されるBluetooth機器はキーボードやヘッドホンなどのコンシューマ機器がメインであり、スマートフォンと近距離で使用することが想定されているため、Class2で十分ということでしょう。
産業用機器を「屋外」や「工場などの広い敷地内」で通信させようとした場合、10m程度では物足りないと思ったことありませんか？
もし持ち運びしやすいスマートフォンやタブレットの特性を活かし、100m離れた場所から装置を操作できるようになれば、使い勝手が良さそうです。貴社のお客様にも喜んでもらえ、貴社製品が評判になること間違いなしです。
ではどうすれば良いか？
100m飛ばすためには、100mタイプのClass1BluetoothモジュールZEAL-S01とClass1対応スマホを使いましょう。
Xperia Z1とNexus5はBluetooth Class1対応のAndroidデバイス
Androidスマートフォンの中には、Class1に対応している機種があります。Xperia Z1とNexus5はBluetooth Class1に対応しているスマートフォンです。
XperiaシリーズはZ1に限らず、多くのモデルがClass1で登録されているようです。
また、たまたま手元にあったNexus5を調べてみたところ、こちらもClass1に対応していることがわかりました。
説明書に「Class1」と記載されています。
Xperia Z1のBluetooth登録内容を見ると、Class1で登録されていることがわかります。
Bluetoothの通信距離とは？
ここでBluetoothの通信距離についておさらいです。
| Class | 最大出力 | 想定される通信距離 |
|---|---|---|
| Class1 | 100mW | およそ100m程度 |
| Class2 | 2.5mW | およそ10m程度 |
| Class3 | 1mW | およそ1m程度 |
Bluetoothは電波強度の上限によって3つのクラスに分けられます。
世に出回っているBluetoothデバイスの多くがClass2、ごく一部がClass1です。Class3対応という商品はほとんど見かけません。
ここで注意する点が2つ。
Class1と言っても最大出力には幅があり、通信距離は異なる
Class1の最大出力は100mWと定められていますが、全てのClass1デバイスが100mW出せるわけではありません。最大出力がClass2（4mW）以上、100mW以下であれば、例えば10mWのデバイスも、50mWのデバイスも、Bluetoothの規格上は全てClass1に分類されます。従って、同じClass1対応のデバイスでも、通信距離には違いがあるので注意が必要です。
また、使用する地域（国）によっても、出力可能な電波の強さはバラバラです。日本の電波法では、およそ50mW程度までしか出せません。他の国ではもっと出せたり、逆にそこまで出せなかったりとマチマチです。弊社のClass1モジュールZEAL-S01は日本の電波法の上限に設定されています。
アンテナの種類やパワーアンプの有無なども通信距離に影響する。
また、同じClass1対応デバイスでも、ハードウェア的な違い、例えばアンテナの種類やパワーアンプの有無によっても通信距離が影響します。同じ出力設定になっていても、アンテナやパワーアンプの性能によって受信感度がよくなり、結果的に通信距離が伸びる可能性があります。
実際にXperia Z1とNexus5のBluetooth通信距離を計測してみた
では実際にClass1対応スマホXperia Z1, Nexus5とZEAL-S01を通信させてみましたので、その結果をご紹介します。
計測方法
マスター： Xperia Z1(KDDI SOL23) or Nexus5
スレーブ： ZEAL-S01
- ZEAL-S01はUSBアダプタでPCに接続し、Teratermを使ってスキャン状態（待受状態）にしておきます。
- Xperia（Nexus5）とZEAL-S01をペアリング後、BluetoothChat for ZEALを使ってSPP接続します。
- Bluetooth接続後、Teratermにテキストを入力し続け、ZEAL-S01からXperia, Nexus5へデータを送り続けます。BluetoothChatでデータを受信していることを確認します。
- BluetoothChatでデータ受信ができなくなるまでZEAL-S01とスマホを遠ざけていき、途切れた時点での距離を計測します。
ZEAL-S01はPCに取り付けた状態で通信させました
計測はオフィス前の路地で実施
計測結果
Xperia, Nexus5ともに100メートル近く通信できることが確認できました！
計測後、Googleマップで確認してみたところ、およそ100メートル程度通信できていたことがわかりました。
データ通信が途切れたところから撮影した写真です。少しわかりづらいですが、白い軽トラが停まっているところにZEAL-S01のPCがあります。結構遠くまで飛んでいることがわかります。
ちなみにさらに離れてみましたが、大通りを渡ったところではBluetooth接続が切れてしまいました。
まとめ
- Class1対応のAndroidスマホを使えば、Bluetoothで100メートル通信させることができます
- 「Class1対応」と言っても、最大出力やハードウェアの違いにより、通信距離は異なります
- ZEAL-S01は電波法の制限ギリギリいっぱいの最大出力に加え、パワーアンプ搭載で飛距離アップを実現しています
