小型蓝牙5微控制器模块
蓝牙5自2016年以来一直伴随着我们,而5.1版本仅在一年前发布。相比于前代,升级后的协议提供了许多改进。与此同时,我们见证了不同组件在系统级芯片(SoCs)中的更大整合,而蓝牙5/5.1也不例外。如果你正在开发一个轻量级产品,对计算要求不高且需要长期运行,那么蓝牙5微控制器是运行你的新产品的绝佳组件。
蓝牙5规范及新一代蓝牙5.1提供了更长的范围、更高的数据速率和比以往代更低的功耗。蓝牙的一个主要卖点是其用于在短距离内配对多个设备,但是一级蓝牙5设备配备独立电源,在工业用途中的评级可达330英尺。蓝牙5还引入了一个可选的无线电PHY,称为‘LE Coded’,在1 Mbps下最大TX功率可达+20dBm。这相当于潜在的4倍范围增加。
对于工业空间之外的典型物联网设备,如可穿戴设备和智能家居产品,你所需的大部分或全部功能很可能直接集成在蓝牙5微控制器中。这些组件因为它们所提供的集成而变得越来越受欢迎,用于轻量级和工业应用。
蓝牙5微控制器是高度集成的产品,将包括大量的GPIO连接,以及许多其他集成的外设。示例包括集成的音频编解码器、PWM输出、高精度ADC和可配置接口。射频前端也集成在这些组件中,一些设备将包括集成的天线。以下是选择蓝牙5微控制器时需要考虑的一些重要点:
想要了解更多关于微控制器选择的指导,请查看我们的选择指南第1部分和第2部分。
下面展示的蓝牙5微控制器单元都在低电压下运行,以2 Mbps(2.4 GHz)的速率进行传输/接收,并且以表面贴装组件的形式包装。这些选项是移动、可穿戴、智能家居或小型工业设备的绝佳选择。每个组件的成本(1x数量)不到10美元,且可从多个分销商处获得更大批量。
ON Semiconductor的NCH-RSL10-101Q48-ABG 蓝牙5微控制器是一个很好的入门级选项,具有更昂贵设备的所有功能。这款SoC采用VFQFN-48封装形式,电源要求为3.3 V。该产品在峰值Tx时仅消耗约9 mA电流,相当于在全功率传输期间仅消耗约0.5 W的功率。
这款IC基于ARM Cortex-M3处理器,最高频率为48 MHz。它还包括384 KB的板载flash内存,并支持固件空中更新(FOTA)。与市场上的其他产品相比,这款IC集成度高,包含了许多使其适应新产品范围的功能。
NCH-RSL10-101Q48-ABG蓝牙5微控制器的模块图。来源于NCH-RSL10-101Q48-ABG数据手册。
NRF52840-QIAA-R是一种流行的蓝牙5微控制器选项,适用于多种应用。nRF52系列中的其他成本较低的组件提供较少的外设,但具有相同的封装和核心网络功能。nRF52系列的所有组件都运行在ARM Cortex-M4上。所有nRF52系列都支持蓝牙5功能,除此之外还具有多协议能力,包括蓝牙mesh、ANT、802.15.4、Thread、Zigbee和2.4 GHz专有协议。
NRF52840包括一个浮点单元(FPU),用于更复杂的计算任务,以及比上面显示的NCH-RSL10-101Q48-ABG更多的板载Flash内存(1024 KB)和256 KB的板载RAM。这是一款理想的设备,适用于需要长时间运行的电池供电应用。
ABB Control的T3断路器系列的照片。来源于NRF52840-QIAA-R数据手册。 (Alt text: T3断路器系列的照片) https://drive.google.com/open?id=1wOJj6PnTfA_1e830VsZlpuuTtW4d_pKK
CC2640R2FRGZR来自Texas Instruments的蓝牙5微控制器采用小型48-VQFN封装(BGA)。这款特定设备针对的是汽车市场中计算工作负载较低的应用。它还具有出色的接收灵敏度(-97 dBm用于BLE)、选择性和阻塞性能,以及差分RF接口,为BLE提供102 dB链路预算和高达+5 dBm的可编程输出功率。
正常操作电压范围从1.8到3.8 V,或在外部调节器模式下为1.7到1.95 V。下面展示了一些利用内部调节器或外部调节器的应用电路。与上面介绍的其他两款产品相比,这些范围略显狭窄。
CC26xx系列蓝牙5微控制器的照片,展示了不同的调节器配置。来源于CC2640R2FRGZR数据手册。 (Alt text: CC2640R2FRGZR蓝牙5微控制器) https://drive.google.com/open?id=1t9kpZrps8WG9hnVxCBw2H8ikqp48TBFP
这里介绍的蓝牙5微控制器是新型物联网产品在多种应用中的优秀设备,但这些只是少数例子。你可以在 Octopart 上找到更多微控制器IC和你需要的其他物联网产品组件。
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