Układy Bluetooth firmy Nordic Semiconductor

W dobie dynamicznego rozwoju Internetu rzeczy (IoT), zdolność do komunikacji bezprzewodowej staje się coraz częściej jednym z podstawowych wymagań stawianych urządzeniom elektronicznym.

Samodzielna implementacja tego typu rozwiązań jest dość kłopotliwa oraz pracochłonna – wymaga znacznej wiedzy, m.in. z zakresu transmisji radiowej, projektowania obwodów mikrofalowych oraz konstrukcji anten. Zasadnym jest więc korzystanie z gotowych produktów typu System on a Chip (SoC), a jednym z wiodących producentów tego typu układów jest firma Nordic Semiconductor.

Nordic Semiconductor jest przedsiębiorstwem typu fabless. Wywodzi się z Norwegii, a siedziba firmy znajduje się w Oslo. Specjalizuje się w produkcji układów umożliwiających komunikację bezprzewodową w paśmie ISM, m.in. w technologii Bluetooth oraz ANT. Produkty Nordic Semiconductor projektowane są z myślą o autonomicznych systemach mikroprocesorowych, zasilanych bateryjnie, dzięki czemu wyróżniają się m.in. wysoką energooszczędnością.

Seria nRF52

Najnowsza linia produktów w ofercie firmy Nordic Semiconductor to seria nRF52. Obejmuje ona układy nRF52832 oraz nRF52840, a także zestaw uruchomieniowy (Development Kit). Układy te oparte są na 32-bitowym mikrokontrolerze ARM Cortex-M4F. Obsługują komunikację radiową w paśmie 2.4 GHz, w standardach BLE (Bluetooth Low Energy), ANT, a także NFC. Na szczególną uwagę zasługuje nRF52840, który posiada możliwość obsługi komunikacji w standardzie Bluetooth 5.0 i wyposażony jest również w koprocesor kryptograficzny. Układy mogą być zasilane napięciem w zakresie od 1.7V do 3.6V (nRF52832) lub nawet do 5.5V (nRF52840). W przypadku nRF52840 istnieje zatem możliwość zasilania bezpośrednio z linii USB. Zestaw ewaluacyjny (nRF52 DK) wyposażony jest m.in. w układ nRF52832 oraz antenę NFC. Posiada wyprowadzenia kompatybilne ze standardem Arduino.

Seria nRF51

Seria nRF51 obejmuje układy: nRF51822, nRF51824 i nRF51422, jak również kilka opartych na nich zestawów uruchomieniowych. Wszystkie wyposażone są w 32-bitowy mikrokontroler z rdzeniem ARM Cortex-M0. Posiadają układ nadawczo-odbiorczy pracujący w paśmie 2.4 GHz, dzięki czemu po implementacji odpowiedniego stosu protokołów umożliwiają poprawną komunikację w takich standardach jak np. BLE oraz ANT. Warto zwrócić szczególną uwagę na układ nRF51824, który posiada certyfikat AEC-Q100 Grade 2, potwierdzający zdatność do pracy w temperaturze otoczenia od -40°C do 105°C. Co więcej, wyposażony jest on w koprocesor szyfrujący AES.

Oprogramowanie wspierające

Nordic Semiconductor udostępnia oprogramowanie wspierające pracę z układami z rodzin nRF51 oraz nRF52. Pakiety nRF5 SDK (Software Development Kit) oraz nRF5 SDK for IoT można nieodpłatnie pobrać z oficjalnej strony producenta. Zawierają szeroki wybór sterowników oraz bibliotek wspierających różne protokoły komunikacyjne i przeznaczonych dla różnych modeli układów. Pakiet nRF5 SDK for IoT powstał przede wszystkim z myślą o urządzeniach Internetu rzeczy, ponieważ umożliwia implementację protokołu IPv6 poprzez Bluetooth (IPv6 over Bluetooth).

Moduły Wireless Tag

Produkty z rodziny Wireless Tag to w zasadzie gotowe rozwiązania wykorzystujące układy komunikacyjne Nordic Semiconductor. Wachlarz tego typu produktów obejmuje moduły do komunikacji w standardzie WiFi oraz BLE, w tym układy przeznaczone do montażu SMD (np. WT8266-S1 oraz WT51822-S4AT) oraz zestawy ewaluacyjne wyposażone w interfejs USB (WT8266-DK oraz WT51822-DK). Korzystanie z takich gotowych rozwiązań może znacznie przyspieszyć proces projektowania, zaś zestawy ewaluacyjne świetnie nadają się do badań testowych oraz nauki.

Podsumowanie

Produkty Nordic Semiconductor znajdują zastosowanie w wielu różnych aplikacjach, m.in. systemach inteligentnego domu, modułach IoT, czy elektronice noszonej. Zdolność do komunikacji bezprzewodowej jest podstawą także w przypadku wielu innych urządzeń, np. klawiatur i myszy komputerowych lub sterowników bram garażowych. Udostępniane przez Nordic Semiconductor oprogramowanie oraz przygotowane zestawy uruchomieniowe, a także gotowe moduły Wireless Tag, pozwalają znacznie uprościć i skrócić proces projektowania. Dostarczają gotowych rozwiązań programowych i sprzętowych, które można wykorzystać w konstruowanym urządzeniu.

Układy Nordic Semiconductor oraz zestawy z serii Wireless Tag znaleźć można w ofercie Transfer Multisort Elektronik (www.tme.eu), który jest ich oficjalnym dystrybutorem.