Cuando se trata de protocolos de comunicación inalámbrica, los fabricantes tienen numerosas opciones a su disposición, incluidas Wi-Fi, Zigbee y Cellular. Sin embargo, un protocolo de conexión que se destaca del resto por su bajo consumo de energía es Bluetooth, y numerosos SoC ahora vienen con Bluetooth de serie (como el ESP32). La naturaleza de baja energía de Bluetooth permite que los proyectos funcionen con baterías durante períodos prolongados, y algunos productos comerciales incluso pueden funcionar sin la batería por completo y utilizar recolectores de energía.
Pero por mucho que a todos nos guste Bluetooth, las propiedades de baja energía también significan que Bluetooth tiene un rango patético que, si bien no es problemático para algunos dispositivos (como los auriculares), puede ser extremadamente desafiante para los dispositivos IoT y aquellos que necesitan un rango largo. comunicación. El alcance de Bluetooth se puede ampliar con un amplificador de RF, pero muchos de estos tienen salidas fijas y los fabricantes deben tener cuidado con la potencia de salida de su amplificador.
Para resolver estos desafíos, Nordic ha desarrollado el amplificador de RF nRF21540 que no solo amplifica señales de 2,4 GHz para transmisores y receptores, sino que también ofrece potencias de salida programables. Si bien el nRF21540 ofrece una ganancia de 13 dB para la recepción y una ganancia de 21 dB para la transmisión, viene en un paquete QFN que no es el paquete más compatible con prototipos. Por lo tanto, Nordic tomó el nRF21540 y creó el paquete de desarrollo nRF21540.
Compra ahora
¿Qué se incluye en el paquete de desarrollo nRF21540?
El nRF21540 DB combina otros dos productos de evaluación fabricados por Nordic, el nRF21540 DK y el nRF21540 EK. El nRF21540 DK es un kit de desarrollo que integra un SoC nórdico con el FEM nRF21540 y otras herramientas de programación para permitir el desarrollo inmediato dentro de la aplicación Nordic Connect Desktop.
Paquete de desarrollo nRF21540
El nRF21540 EK es un kit de evaluación que integra el nRF21540 en una PCB con cabezales de pines y varios conectores SMA para probar y experimentar con el nRF21540. El PCB EK sigue el formato Arduino Shield, por lo que se puede conectar a diseños compatibles con Arduino, y se puede acceder a todos los controles a través de GPIO y SPI.
Como tal, el nRF21540 DB en realidad proporciona dos dispositivos nRF21540 separados que se pueden usar de forma independiente y separados por cualquier distancia. Esto permite a los fabricantes no solo jugar con el nRF21540, sino también medir sus capacidades de recepción y transmisión mientras diseñan proyectos que usan Bluetooth para la comunicación bidireccional.
Especificaciones de la base de datos nRF21540
El nRF21540 DB se compone de nRF21540 DK y nRF21540 EK, que son dispositivos únicos y diferentes.
El nRF21540 DK es un kit de desarrollo de placa única que integra el FEM nRF21540 junto con un SoC nRF52840. El SoC nRF52840 tiene un ARM Cortex-M4 de 64 MHz con FPU, 1 MB de flash, 256 KB de RAM, compatibilidad con Bluetooth 5.3, compatibilidad con radio IEEE 802.15.4 y numerosos periféricos, incluidos USB de velocidad completa de 12 Mbps, etiqueta NFC-A, QSPI, I2C, PDM, QDEC, EasyDMA, AED de 128 bits y convertidor reductor CC-CC en chip. El nRF21540 DK también integra un depurador Segger J-Link que usa USB para la comunicación, 4 LED programables por el usuario, 4 botones programables por el usuario, un puerto de etiqueta NFC-A y puertos SWF RF para mediciones de RF directas desde el nRF21540. Con respecto a los protocolos inalámbricos, el nRF21540 DK es compatible con Bluetooth, Zigbee, redes de malla y Thread.
El nRF21540-DK
El nRF21540 EK es un kit de evaluación que integra un único FEM de RF nRF21540 en una placa de circuito impreso con cabezales de pines para conectar a otros circuitos. El diseño de los encabezados de los pines sigue el estándar Arduino Shield, que permite que el nRF21540 EK se use con Arduinos y otros dispositivos de microcontroladores compatibles con Arduino. Al mismo tiempo, el nRF21540 EK integra numerosos conectores SMA que permiten realizar pruebas de laboratorio del nRF21540, incluida la inyección de señal y la detección de potencia de salida. El nRF21540 ofrece control de ganancia de TX que se puede realizar mediante GPIO, SPI o una combinación de ambos, y todas estas señales están conectadas a los distintos encabezados de clavijas.
El nRF21540-EK
Como ambas placas de desarrollo utilizan el nRF21540, tienen las mismas características con respecto a la potencia de radio (ganancia de transmisión de 21db y ganancia de recepción de 13dB), tienen dos puertos de salida de antena adicionales para soporte de diversidad, pueden operar en rangos de temperatura de -40˚C a + 105 ˚C, lo que lo hace adecuado para muchos entornos, y consume un máximo de 110 mA cuando funciona a máxima potencia (la corriente de reposo para el nRF21540 es de 45 nA).
Compra ahora
¿Qué se puede hacer con el nRF21540 DB?
El primer y más obvio uso de la base de datos nRF21540 es probar las funciones que ofrece la base de datos nRF21540. El nRF21540 DK permite el control directo del nRF21540 a través del SoC nRF52840 integrado, y el depurador integrado hace que la programación sea muy sencilla, admitiendo puntos de interrupción, paso único y activación de eventos.
El segundo uso del nRF21540 DB es probar la comunicación bidireccional con el nRF21540. Como el nRF21540 DB viene con dos dispositivos nRF21540 separados, es posible crear dos dispositivos Bluetooth individuales que puedan transmitir y recibir a grandes distancias. Además, el nRF21540 EK incluido en el nRF21540 DB utiliza un formato Arduino Shield, lo que significa que puede funcionar con Arduino Uno, Arduino Mega y otras placas de desarrollo compatibles. La prueba de ambos dispositivos nRF21540 permite a los ingenieros identificar los desafíos que enfrenta el Bluetooth de larga distancia, como la intensidad de la señal, la duración de la batería y la confiabilidad de la señal.
Además, las capacidades de malla del nRF21540 DK gracias al nRF52840 permiten a los fabricantes probar sus propias redes de malla IoT mediante Bluetooth. La adición del nRF21540 FEM permite el desarrollo de dispositivos IoT de largo alcance que pueden ser especialmente útiles en ubicaciones remotas (como bosques, tierras de cultivo y montañas).
¿Quién debería comprar el nRF21540 DB?
Cualquiera que busque trabajar con dispositivos nórdicos y esté interesado en Bluetooth definitivamente debería obtener el nRF21540 DB. La capacidad de utilizar la gama de dispositivos de Nordic con el IDE de Visual Studio y el SDK de escritorio de Nordic Connect gratuito permite que tanto las personas como las organizaciones entren directamente en el desarrollo de código. Al mismo tiempo, las numerosas funciones incluidas en el nRF21540 DK eliminan la necesidad de programadores externos, dispositivos USB o módulos.
Además, aquellos que deseen probar las funciones avanzadas de Bluetooth, como las redes de malla, también podrán aprovechar el nRF21540 DK, ya que integra el nRF52840, que también es compatible con Zigbee, Thread y 2,4 GHz patentados.
Finalmente, aquellos que buscan llevar su proyecto al siguiente nivel lo harán bien con los dispositivos nórdicos. Si bien los productos nórdicos a veces pueden ser complejos de usar, sin duda son dispositivos de ingeniería profesional que han sido probados en todas las industrias y aplicaciones. Mire nuestro video a continuación que muestra cómo obtener un sharted con Nordic Thingy: 91.
Conclusiones finales
Bluetooth es un gran protocolo inalámbrico, pero su alcance tiene mucho que desear. Tratar de ampliar el alcance de Bluetooth puede ser complicado, y muchos amplificadores de RF carecen de controles de ganancia de salida, lo que puede dificultar la certificación en diferentes jurisdicciones. El nRF21540 es una excelente solución de radio, pero el paquete QFN no es apto para prototipos, por lo que el nRF21540 DB proporciona a los fabricantes y profesionales una excelente plataforma de creación de prototipos. De ninguna manera el nRF21540 DB es simple, pero simplifica significativamente el desarrollo de Bluetooth de largo alcance, ¡y podría alimentar su próximo dispositivo!
