معرفی تگ nRF54L15 نوردیک؛ پلتفرم کم‌مصرف برای ردیاب‌های IoT با بلوتوث 6.0

به گفته CNX Software – Embedded Systems News

معرفی تگ nRF54L15 توسط Nordic Semiconductor

شرکت Nordic Semiconductor تگ nRF54L15 را روانه بازار کرده است؛ یک پلتفرم نمونه‌سازی (پروتوتایپینگ) کوچک که با باتری سکه‌ای تغذیه می‌شود و با هدف تسریع در توسعه دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) بی‌سیم با مصرف انرژی فوق‌العاده پایین، از جمله ردیاب‌های دارایی (Asset Trackers) سازگار با اکوسیستم‌های Apple Find My و Google Find Hub طراحی شده است.

این تگ با قطر ۳۳ میلی‌متر، حول محور سیستم‌روی‌چیپ (SoC) بی‌سیم nRF54L15 همین شرکت ساخته شده است و از رادیوی ۲.۴ گیگاهرتزی بهره می‌برد. همچنین برای بهبود قابلیت اطمینان در اندازه‌گیری فاصله به کمک تکنولوژی بلوتوث Channel Sounding، دو آنتن داخلی روی برد تعبیه شده است. این پلتفرم یک واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) شش‌محوره و یک سنسور محیطی را نیز در خود جای داده است که می‌توانند در کاربردهای ردیابی، سنجش و پردازش‌های پایه در لبه شبکه (Edge Processing) مورد استفاده قرار گیرند.

مشخصات فنی تگ Nordic nRF54L15:

• میکروکنترلر بی‌سیم: SoC بی‌سیم Nordic Semi nRF54L15
• پردازنده:
  • هسته پردازشی Arm Cortex-M33 با فرکانس تا ۱۲۸ مگاهرتز
  • کمک‌پردازنده RISC-V برای «لوازم جانبی نرم‌افزارمحور» (Software-defined peripheral)
• حافظه (Memory): ۲۵۶ کیلوبایت SRAM
• فضای ذخیره‌سازی: ۱.۵ مگابایت حافظه غیرفرار (NVM)
• ارتباطات بی‌سیم:
  • بلوتوث LE 6.0 (شامل Channel Sounding)
  • پروتکل‌های Thread و Zigbee (استاندارد IEEE 802.15.4-2020)
  • استاندارد Matter
  • شبکه Amazon Sidewalk
  • پروتکل‌های اختصاصی ۲.۴ گیگاهرتز با حالت جدید ۴ مگابیت بر ثانیه
  • پشتیبانی از NFC
  • استاندارد Aliro (استاندارد قفل هوشمند و کنترل دسترسی از سوی Connectivity Standards Alliance)
• حافظه جانبی: دارای جایگاه (Footprint) برای نصب حافظه خارجی (قطعه روی برد نصب نشده است)
• سنسورها:
  • سنسور IMU شش‌محوره با دقت بالا برای هوش مصنوعی لبه و تلفیق داده‌های سنسوری (Sensor Fusion)
  • شتاب‌سنج کم‌مصرف اختصاصی برای بیدار شدن دستگاه با تشخیص حرکت (Motion-triggered wake-up)
  • سنسور محیطی برای سنجش دما، رطوبت، فشار هوا و گاز (شامل CO₂)
• توسعه‌پذیری: ۱۲ جایگاه GPIO برای اتصال سنسورهای اضافی، دکمه‌ها و موارد دیگر
• متفرقه:
  • یک عدد LED رنگی (RGB) روی برد
  • جایگاه برای نصب بازر (Buzzer)، دکمه اضافی و دکمه ریست
  • جایگاه برای نصب LED اضافی
  • دو عدد آنتن چیپ روی برد
• منبع تغذیه: باتری سکه‌ای CR2032
• ابعاد: قطر ۳۳ میلی‌متر

بلوک دیاگرام nRF54L15

نمای کلی سخت‌افزار تگ nRF54L15

این تگ برای عملکرد با مصرف انرژی بسیار پایین طراحی شده است و تا زمانی که شتاب‌سنج کم‌مصرف حرکتی را تشخیص ندهد، دستگاه در حالت خواب عمیق (Deep Sleep) باقی می‌ماند که این امر به افزایش چشمگیر عمر باتری کمک می‌کند. به کمک IMU شش‌محوره و سنسورهای محیطی، این دستگاه می‌تواند برای کاربردهایی نظیر تشخیص ژست‌های حرکتی، تشخیص ناهنجاری‌های حرکتی، پایش محیط و جمع‌آوری داده‌ها برای هوش مصنوعی لبه استفاده شود. این قابلیت‌ها، تگ مذکور را به گزینه‌ای ایده‌آل برای ساخت نمونه اولیه (پروتوتایپ) گجت‌های پوشیدنی هوشمند و دستگاه‌های اینترنت اشیایِ مبتنی بر سنسور تبدیل می‌کند. مستندات سخت‌افزاری تکمیلی در صفحه مستندات Nordic در دسترس است.

این پلتفرم همچنین از پروتکل Matter over Thread برای توسعه سریع دستگاه‌های خانه هوشمند پشتیبانی می‌کند. با توجه به وجود سنسورهای محیطی داخلی، می‌توان از آن در کاربردهایی مانند ایستگاه‌های هواشناسی هوشمند، مانیتورهای پایش کیفیت هوای داخل ساختمان و سنسورهای متصل در خانه‌های هوشمند بهره برد.

نمای پشت و روی تگ nRF54L15

در بخش نرم‌افزار، تگ nRF54L15 توسط کیت توسعه نرم‌افزار (SDK) نوردیک موسوم به nRF Connect پشتیبانی می‌شود. این کیت شامل کدهای نمونه آماده برای اکوسیستم‌های Find My و Find Hub، پشته‌های (Stacks) بلوتوث و Matter و همچنین پشتیبانی از افزونه nRF Edge AI است که به IMU اجازه می‌دهد وظایفی نظیر تشخیص ژست‌های حرکتی و نظارت بر لرزش‌ها را انجام دهد.

این تگ همراه با یک فریم‌ور از پیش‌نصب‌شده (Preloaded) عرضه می‌شود که به آن اجازه می‌دهد بلافاصله پس از خروج از جعبه، به‌عنوان یک دستگاه بلوتوثی عمل کند. شما می‌توانید از طریق یک اپلیکیشن گوشی هوشمند به آن متصل شوید، وضعیت فشرده شدن دکمه‌ها را به‌صورت بلادرنگ (Real-time) مشاهده کنید و LED روی برد را از راه دور کنترل نمایید. این ویژگی، تست سخت‌افزار و اتصال بلوتوث را بدون نیاز به نوشتن حتی یک خط کد، بسیار آسان می‌کند.

کیت توسعه nRF54L15 متصل به تگ nRF54L15

این دستگاه را می‌توان با استفاده از هر یک از کیت‌های توسعه سری nRF54، nRF53 یا nRF91 از طریق پورت DEBUG OUT برنامه‌ریزی (پروگرام) کرد. این پلتفرم همچنین از برنامه‌ریزی با دیباگر SEGGER J-Link و به‌روزرسانی‌های بی‌سیم فریم‌ور (OTA) پشتیبانی می‌کند. شرکت نوردیک مستندات کاملی از جمله شماتیک‌ها، لیست قطعات (BOM) و فایل‌های Gerber را برای توسعه سخت‌افزارهای سفارشی ارائه داده است.