Adafruit nRF52 Bluefruit LE to płytka rozwojowa z rodziny Feather firmy Adafruit. Jest to jedna z płytek głównych z rodziny Feather z oferty tej firmy. Są to niewielkie moduły rozwojowe zawierające mikrokontroler. W tej rodzinie można znaleźć płytki z wbudowanymi popularnymi układami, m.in. AVR, ATSAMD, ESP32, RP2040 czy modułami radiowymi firmy SemTech. Dodatkowe wyposażenie modułów jest minimalne i zazwyczaj składa się ze złącza USB oraz odpowiednich pamięci. W większości płytek montowane jest również złącze do zasilania z baterii litowo-polimerowej, a także układ ładowarki.

Płytki Feather są dopasowane do stosowania z płytkami stykowymi. Adafruit oferuje również szeroki zakres płytek rozwojowych z serii FeatherWings, dopasowanych do modułów Feather. Są to odpowiedniki modułów HAT dla Raspberry Pi czy shieldów dla Arduino. Przykładowe produkty z tej serii to FeatherWing OLED z wyświetlaczem OLED 0,91” czy FeatherWing DS3231 z zegarem RTC. Dostępne są także płytki prototypowe dopasowane do platformy, a także płytki takie jak FeatherWing Doubler umożliwiające łatwe połączenie modułu głównego z rozszerzeniem.

Rys. 1. FeatherWing Doubler umożliwiający połączenie modułu Feather z rozszerzeniem FeatherWing

Feather nRF52 Bluefruit LE

Feather nRF52 Bluefruit LE to jeden z modułów z rodziny Feather. Jego sercem jest układ SoC nRF52832 firmy Nordic Semiconductor. Ten układ zawiera moduł komunikacyjny Bluetooth 5.2. Oferuje obsługę nawet zaawansowanych funkcji Bluetooth LE, szerokiego zakresu protokołów oraz peryferiów. Dodatkowo zawiera stosunkowo duże pamięci Flash (512 KB) oraz SRAM (64 KB).

Rys. 2. Moduł Feather nRF52 Bluefruit LE

Główną częścią układu jest rdzeń mikrokontrolerowy ARM Cortex-M4 z jednostką FPU o taktowaniu do 64 MHz. Moduł Bluetooth 5.2 zapewnia prędkość high-speed (2 Mbps), obsługę Bluetooth Low Energy oraz Bluetooth mesh. Moduł oferuje także tag NFC-A, który można wykorzystać np. do szybkiego parowania urządzeń lub obsługi płatności. Zawiera także szeroki zakres interfejsów cyfrowych, np. GPIO, SPI, UART, I2C, ADC, PWM, a także interfejsów audio: I2S oraz PDM.

Rys. 3. Schemat blokowy układu nRF52832

Oprócz układu SoC moduł Feather nRF52 Bleutoth LE zawiera jedynie podstawowe komponenty do pracy z mikrokontrolerem. Są to złącze microUSB do zasilania oraz komunikacji z komputerem PC, złącze do podłączenia akumulatora LiPo, układ ładowarki, a także mostek USB/UART CP2104. Na płytce zamontowano również złącze SWD do debugowania programu oraz złącze rozszerzeniowe, na który wyprowadzono m.in. wejścia analogowe, cyfrowe, magistrale SPI, UART, I2C.

Na poniższej grafice zaprezentowano rozkład wyprowadzeń tegoż złącza.

Rys. 4. Pinout modułu Feather nRF52 Bluefruit LE

Tag NFC wyprowadzono na dwa piny goldpin. Moduł zawiera także dwie diody LED oraz przycisk Reset. Płytka ma wymiary 51 x 23 x 8 mm.

Programowanie płytki

Moduł można programować dzięki pakietowi nRF5 SDK przygotowanemu przez inżynierów z Nordic Semiconductor. Jest to pakiet zawierający biblioteki do obsługi wszystkich funkcji i peryferiów układu. Pozwala na projektowanie kodu w języku C oraz pracę w środowiskach programistycznych Segger Embedded Studio (SES), Keil µVision, IAR Embedded Workbench, a także środowiskach wykorzystujących kompilator GCC.

Druga metodą programowania układu jest środowisko Arduino. Adafruit dostarcza pakiety obsługi płytek (BSP) z rodziny Feather z układami nRF52. Instalacja pakietu przebiega w sposób standardowy – należy dodać do źródeł pakietów płytek adres https://www.adafruit.com/package_adafruit_index.json oraz odnaleźć i zainstalować pakiet Adafruit nRF52 by Adafruit.

Można także programować moduł za pomocą języka micropython. Obsługuje również system Mynewt – system czasu rzeczywistego opracowany przez Apache Software Foundation przeznaczony do 32-bitowych mikrokontrolerów pracujących w aplikacjach bezprzewodowych. Zaletami Mynewt są duża stabilność i niewielki rozmiar kodu.

Dodatkowo producent dostarcza aplikację mobilną Bluefruit na systemy iOS oraz Android. Dzięki temu można komunikować się oraz sterować zachowaniem płytki, a także zachowaniem wyprowadzeń modułu.

Tradycyjnie Adafruit udostępnia obszerną dokumentację zawierającą m.in. opis instalacji bibliotek, przykłady aplikacji wykorzystujących Bluetooth, opis interfejsów API oraz wiele innych informacji cennych podczas pracy z płytką.

Podsumowanie

Feather nRF52 Bluefruit LE to płytka rozwojowa z układem SoC Nordic nRF52832. Układ zawiera mikrokontroler z popularnym rdzeniem ARM Cortex-M4, a także moduł komunikacji Bluetooth 5.2 i tag NFC. Seria Feather umożliwia wygodne prototypowanie urządzeń dzięki szerokiemu zakresowi płytek rozszerzeniowych FeatherWings. Producent zapewnia kilka możliwości w zakresie programowania modułu, w tym pracę z pakietem Nordic SDK, Arduino oraz Micropython. To wszystko składa się na wygodne rozwiązanie pozwalające na projektowanie i testowanie aplikacji wbudowanych i IoT wykorzystujących komunikację bezprzewodową Bluetooth.

Moduł Feather nRF52 Bluefruit LE jest dostępny w ofercie sklepu Kamami.pl