Placa Maker Spotlight: Nordic nRF5340 Audio ES

Cuando se trata de comunicación de corto alcance y bajo consumo de energía, Bluetooth LE a menudo se destaca del resto (especialmente para dispositivos que funcionan con baterías, como auriculares internos, timbres y sensores). Si bien existen muchas plataformas de desarrollo de Bluetooth, a menudo no son adecuadas para proyectos de audio Bluetooth dedicados, ya que carecen de amplificadores de audio, conectores de audio o ejemplos de software específicos para audio. En este artículo de Maker Board Spotlight, veremos el Nordic nRF5340 Audio DK para ver sus especificaciones, para qué se puede usar y por qué debería obtener uno para su próximo proyecto de audio Bluetooth.

¿Qué incluye el nRF5340 Audio DK?

Nordic nRF5340 Audio DK es una placa de desarrollo completa y un entorno de desarrollo de software complementario que integra todo el hardware necesario para crear proyectos de audio Bluetooth avanzados al mismo tiempo que presenta el SoC nRF5340 y el IC de administración de energía nPM1100.

El nRF5340 es un potente SoC Bluetooth que integra una arquitectura multinúcleo que ayuda a mejorar la eficiencia del código al tiempo que permite funciones avanzadas de apagado (es decir, los núcleos se pueden apagar según sea necesario). El IC de gestión de energía nPM1100 proporciona al kit de desarrollo un convertidor reductor de alta eficiencia, así como gestión y carga de la batería con una corriente de carga de hasta 400 mA.

El factor de forma pequeño tanto del nRF5340 como del nPM1100 permite su uso incluso en los dispositivos Bluetooth más pequeños (como los auriculares internos), pero para fines de desarrollo, el nRF5340 Audio DK integra estos chips en una placa fácil de usar con varios cabezales de clavijas, enchufes y conectores. Para ayudar al desarrollo de proyectos de audio Bluetooth, el nRF5340 integra dos conectores de audio de 3,5 mm, uno que se usa con auriculares y el otro para micrófonos.

Para programabilidad de hardware adicional, el nRF5340 Audio DK también tiene LED y botones integrados para el desarrollo rápido de dispositivos, mientras que una matriz de encabezados Arduino Shield permite su uso con escudos Arduino preexistentes.

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Nordic nRF5340 Audio DK Especificaciones

El SoC nRF5340 que alimentó la placa de desarrollo es una CPU ARM de dos núcleos, uno de los cuales es un procesador de red y el otro un procesador de aplicaciones. Si bien ambos núcleos se pueden usar para ejecutar código arbitrario, el objetivo del núcleo de la red (que es un procesador liviano) es descargar rutinas de red complejas del núcleo de la aplicación (el procesador de gran impacto).

Como tal, las aplicaciones pueden seguir ejecutándose mientras el núcleo de la red se ocupa de las reconexiones, las colas de mensajes y los protocolos. El núcleo de la red es un ARM Cortex-M33 de 64 MHz que tiene 256 KB de memoria flash y 64 KB de RAM, mientras que el núcleo de la aplicación es un procesador ARM Cortex-M33 de 128 MHz con 1 MB de memoria flash y 512 KB de RAM. Además, cada núcleo es compatible con ARM TrustZone para garantizar la integridad del firmware frente al malware inyectado, algo que se está volviendo cada vez más importante en los dispositivos modernos.

El SoC nRF5340 también integra una gama de diferentes periféricos para interactuar con otros dispositivos, incluidos UART, USB de alta velocidad, QSPI, SPI, PWM, QDEC e I2S. Con respecto a la E/S del circuito, el SoC nRF5340 integra un ADC de 12 bits y 200 kbps, GPIO, 5 LED programables por el usuario, 4 LED programables por el usuario y dos conectores de audio de 3,5 mm para entrada y salida de audio.

Además, el nRF5340 Audio DK también incorpora un lector de tarjetas SD para el registro de datos, un depurador Cirrus Logic Audio DSP CS47L63, NFC y SEGGER J-Link que elimina la necesidad de programadores adicionales al tiempo que proporciona capacidades de depuración completas (vista de memoria en vivo, programa escalonamiento e inyección variable).

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¿Qué puedes hacer con el nRF5340 Audio DK?

Uno de los usos más obvios del nRF5340 Audio DK es desarrollar proyectos de audio Bluetooth que requieran poca energía. El nPM1100 PMIC también hace que la placa de desarrollo esté orientada a proyectos que funcionan con baterías, como auriculares inalámbricos. Si se combina con el Nordic Power Profiler Kit 2, el consumo de energía del nRF5340 se puede registrar con gran detalle y al mismo tiempo permite realizar pruebas en modo de bajo consumo para hacer una estimación precisa de la duración de la batería.

Además, el nRF5340 Audio DK también es excelente para crear prototipos de dispositivos de automatización del hogar, incluidos sensores inalámbricos, actuadores y unidades de comando. La capacidad de operar con un altavoz y un micrófono permite que el nRF5340 Audio DK escuche comandos de voz, y el uso de modos de bajo consumo puede permitir que el dispositivo se despierte al detectar sonido, ahorrando así energía cuando no está en uso.

Aunque el nRF5340 Audio DK está diseñado para proyectos de audio Bluetooth, aún puede usarse como una plataforma genérica nRF5340. Esto permite la creación de cualquier proyecto Bluetooth inalámbrico, ya sea un dispositivo portátil, un sensor IoT remoto o incluso reemplazar un Arduino.

¿Quién debería comprar el Nordic nRF5340 Audio DK?

Si está buscando crear un proyecto avanzado que necesite requisitos de bajo consumo de energía y/o capacidad Bluetooth, entonces el nRF5340 Audio DK podría ser la opción ideal para usted. La gran cantidad de conexiones GPIO combinadas con los diversos periféricos permite que el nRF5340 Audio DK se integre en una gran cantidad de proyectos, mientras que el SEGGER J-Link incorporado permite la programación sin importar dónde esté instalado.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, si bien la nRF5340 Audio DK es una placa de desarrollo poderosa, también es significativamente más avanzada que los kits de desarrollo Arduino y, como tal, no es adecuada para principiantes. Nordic Connect SDK incluye una amplia gama de ejemplos y ayuda en la instalación de SDK e IDE, pero los ejemplos están orientados a productos de grado comercial, lo que significa que pueden tener un tamaño extremadamente grande (que requieren medidas de seguridad, informes de errores y hardware alternativo). inicialización en caso de que algo falle durante el arranque).

Por supuesto, no dejes que esto te asuste, Nordic DevAcademy tiene excelentes guías sobre la programación del nRF5340, así como sobre el uso de varios periféricos. Estas guías y ejemplos también son más fáciles de seguir en comparación con los ejemplos que vienen con el SDK, y la documentación repasa cada línea de código y por qué es necesario.

Además, el nRF5340 no es compatible con Arduino IDE (a diferencia de otros productos nórdicos que lo son), y esto significa que está limitado a las bibliotecas proporcionadas por Nordic. Pero, si está buscando crear proyectos avanzados de Bluetooth que tengan la posibilidad de convertirse en productos comerciales, entonces el nRF5340 Audio DK es una plataforma extremadamente poderosa para crear prototipos.

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Reflexiones finales sobre el nRF5340 Audio DK

El nRF5340 Audio DK es una placa de desarrollo extremadamente poderosa que proporciona muchas funciones y periféricos. El programador USB integrado facilita enormemente la comunicación con el kit de desarrollo, y la aplicación Connect SDK ayuda a acelerar la instalación de los SDK y las herramientas necesarias para trabajar con la placa. La naturaleza de baja energía del nRF5340 combinada con el nPM1100 PMIC permite el desarrollo de dispositivos que pueden durar largos períodos de tiempo con energía de la batería, y las capacidades de Bluetooth combinadas con el hardware de audio permiten la creación de casi cualquier proyecto de audio Bluetooth inalámbrico. .