NINA-B1 Bluetooth Low Energy modul

NINA-B1 Bluetooth Low Energy modul - ako stvorený pre IOT.

• Ak potrebujete  vyriešiť konektivitu do 300m,
• ak je pre vašu aplikáciu dôležitá nízka spotreba energie,
• ak dokážete využiť otvorenú platformu modulu pre rôzne periférie, alebo naopak,
• ak potrebujete iba spojiť vzduchom UART vášho procesora s UARTom druhého procesora,
• či s mobilnou aplikáciou Androidu, alebo iOS,
• tak potom je pre vás NINA-B1 určite  tá správna voľba.

NINA-B1 je Bluetooth Low Energy (BLE) modul s mimoriadnymi vlastnosťami:

• veľký dosah - max.300m*,
• malé rozmery 10x14mm
• nízka spotreba: iba 2,2uA  v stand-by móde,  300nA v sleep režime,  a v aktívnom móde 5-9mA (TX @ 0 dBm)
• navyše NINA-B1 má otvorenú platformu (CPU). Obsahuje ARMprocesor-M4F (64MHZ), programovateľnú  512Mb Flash pamäť a 64Kb RAM.

Veľký dosah.

Ako jeden z mála bluetooth modulov, využíva NINA-B112 poctivú, implementovanú, PCB anténu. Tá je plne certifikovaná aj spolu s modulom. Modul sa vyrába aj vo verzii bez antény. Viď. Obr.1.

Obr.1  
naľavo NINA-B111 je verzia určená pre externú anténu . Rozmery: 10 x 10.6 x 2.2 mm
napravo NINA-B112 s internou anténou s rozmermi  10 x 14.0 x 3.8 mm.

*Maximálny dosah 300m uvádza výrobca v  katalógových  listoch  ako maximálne dosiahnuteľný s internou anténou.
V  rámci bluetooth je tento dosah neobvyklý. Prax ukazuje, že jeho využitie je veľkým prínosom v priemyselnom prostredí, kde si dva moduly medzi sebou hravo poradia s minimálne dvomi interiérovými priečkami, alebo podlažiami. Môže to byť aj na väčšiu vzdialenosť , avšak tá je závislá od hrúbky stien a použitom stavebnom materiáli.

Bezdrôtové  RS-232 pomocou vlastného protokolu SPS.

Z UARTu na UART - vzduchom umožňuje NINA-B1 spojenie jednoducho a navyše k tomu, sa nechá ovládať pomocou AT komandov.
Vývojový kit EVK-NINA-B1 (obr.2) umožňuje aj riadenie pomocou grafického prostredia, podporného, vývojového programu S-center. (obr.3)

NINA-B1 je od výroby dodávaná už s vlastným protokolom SPS (Bluetooth low energy Serial Port Services). SPS  by sme mohli pre predstavu prirovnať k známemu profilu SPP zo štandardného Bluetooth.  Presne  tak jednoducho ako SPP, funguje aj protokol SPS, ktorý je už nahraný v module a dodávaný priamo od výrobcu u-blox, avšak v režime Bluetooth low energy. Dnes môžete využiť  jeho už v poradí tretiu firmvérovú verziu, ktorá podporuje niektoré nové vylepšenia a opakuje samozrejme vlastnosti aj predchádzajúcich verzií:

• UART – AT command alebo Data mode
• Prenosová rýchlosť max. 700MB/sekundu.
• Funkcia master, periferal, ale aj master+periferal súčasne
• Funkcionalita BR/EDR prenesená z klasického bluetooth
• Funkcia server/client
• Spojenie peer-to-peer, alebo spojenie max. 8 modulov do pico sieti

Aktuálna firmvérová verzia SPS protokolu (fw3) podporuje Bluetooth 4.2. Avšak v jednej z nasledujúcich firmvérových verzií sa bude nachádzať aj Bluetooth 5.0 a s ním očakávaná verzia sieti typu: MESH.
SPS protokol je možné využiť aj pre spojenie s Androidom či iOS aplikáciou. Tá však nutne musí tiež obsahovať SPS protokol.  Preto k riešeniu vlastnej aplikácie je výrobca nápomocný  vlastnou vzorovou aplikáciou (obr.4), ktorá SPS protokol už obsahuje a jej zdrojové knižnice radi poskytneme v rámci technickej podpory pre  vývojové účely.

Protokol SPS je možné z modulu odstrániť a nahradiť ho vlastným riešením, čo nazývame: otvorená platforma.

Otvorená platforma – podpora od ARMmbed a NordicSDK.

Modul umožňuje využitie viacerých periférií:  UART, SPI, I2C, I2S, 19xGPIO, ADC, PWM. V praxi to znamená, že šikovný vývojár, zjednodušene povedané, môže využiť pre riadenie svojho zariadenia už spomínané CPU modulu a ušetriť tak na doske ďalší kontroler, alebo procesor a pamäť. Musí však počítať s tým, že riadiaci program už musí obsahovať všetky atribúty prenosu Bluetooth  low energy. To je priamo umožnené samotnou spoločnosťou Bluetooth SIG, napríklad takzvanými GATT (Generic  Attributes) štandardnými atribútmi, ktoré si môže vývojár nastaviť pre svoj vlastný profil, alebo  dokonca vytvoriť svoj vlastný protokol. Takéto riešenia sa však už dnes nachádzajú hotové v prostredí vývojovej, otvorenej komunity ARMmbed.org, ktorou je modul NINA-B1 podporovaný. A tak, už spomínanému šikovnému vývojárovi  dnes stačí iba vybrať vhodné vzorové  riešenie, priamo pre NINU-B1 a postaviť tak napríklad svoj vlastný beacon, senzor , počítač impulzov, ovládač osvetlenia, alebo iné IoT, či M2M zariadenie.

Na konci by sme ešte  radi upozornili na niektoré zaujímavé a nemenej dôležité bezpečnostné  vlastnosti modulu:

• Zabezpečené jednoduché párovanie
• 128bit AES kryptovanie
• BLE zabezpečené spájanie
• pracovná teplota: -40°C + 85°C

Pre ďalšie informácie prosím navštívte stránku výrobcu u-blox.com/en/bluetooth-modules, alebo kontaktujte vaše obchodné zastúpenie.

Obr.2: EVK-NINA-B1

Obr.3.: S-center

Obr.4: vzorová aplikácia pre Android a iOS: