Hello大家好!歡迎觀看新一期貿澤電子開箱測評。上期我們評測了步進電機驅動開發版——BOOST-DRV8711,今天則為大家帶來一款藍牙開發板——CLUE。
藍牙技術在我們的生活中無處不在,看看我們周圍,輕松就能發如現藍牙耳機,藍牙鍵盤,藍牙鼠標,智能手環的身影。近年來,隨著物聯網行業的高速發展,藍牙出貨量也獲得極大的增長,并已成為接入物聯網的主要技術。有機構預計,2025年藍牙設備的出貨量可達64億。
藍牙主要經歷三個版本:經典藍牙,低功耗藍牙,和藍牙Mesh。近幾年低功耗藍牙因其uA極的功耗和毫秒級的連接速度異常火爆,非常適用于電池驅動的IOT設備中,負責數據的收發和簡單的處理任務。
低功耗藍牙的幾個標準及功能:
藍牙4.0 第一代低功耗藍牙版本
藍牙4.2 相比藍牙4.0,提供了2.5倍的數據傳輸速率,更高的安全性和更強大的功能(引入IPv6)
藍牙5.0 相比藍牙4.2 傳輸速度提高2倍,傳輸距離提高4倍,數據傳輸容量提高8倍
藍牙5.1 提供了藍牙AOA功能,使室內定位精度達到厘米級
藍牙5.2 提借了低功耗音頻技術,支持創新型的音樂分享。
藍牙5.3 于2021年7月發布,提供了低速率連接,定期廣告增強,加密密鑰大小控制增加等功能。CLUE這款藍牙開發版具體如何,讓我們一起來看看:
1 開發板介紹
CLUE是由Adafruit推出的藍牙開發板,外形酷似Micro:bit,并且把正面的LED點陣,換成了LCD屏幕,同時集成了多種類型的傳感器,性能強大。這款開發板的外設如下:
正面:
1)兩個白色LED
2)APDS9960環境光、接近和手勢識別傳感器
3)1.3” 240*240 TFT屏幕
4)兩個用戶按鍵
背面:
1)NRF52840藍牙芯片模組:1M Flash,256K RAM,64MHz Cortex M4F 內核
2)支持Adafruit的STEMMA QT連接器接口,可方便的接入新的設備,如各種傳感器,以及基于IIC的顯示屏等。
3)Micro USB接口
4)復位按鍵
6)PDM麥克風
7)三軸磁力計
8)壓力和溫度傳感器
9)溫度和濕度傳感器
10)六軸傳感器
11)蜂鳴器
12)2MB 板載FLASH芯片
支持目前主流的軟件開發方式:Arduino IDE和CircuitPython。目前micro:bit已經支持make code圖形編程,相信不久CLUE也會得到支持。接下來,讓我們一起研究下這款開發板上的多種傳感器:
2 四款傳感器
圖2
LSM6DS33(六軸傳感器)
加速度計量程:±2/±4/±8/±16 g
陀螺儀量程:±125/±250/±500/±1000/±2000 dps
支持I2C 或SPI 接口
高達 1.6 KHz 的數據輸出速率
單擊和雙擊檢測
自由落體檢測
LIS3MD磁力計IIC接口
±4/±8/±12/16高斯 可選量程
0.625 到1000 Hz 數據輸出速率
連續和單次轉換模式
轉換精度為16位
自測試模式
APDS9960接近,環境光,顏色和手勢識別傳感器
檢測距離100mm
通信方式為IIC
支持RGB顏色檢測,自帶UV-IR遮光濾光片
出廠已校準,無需用戶校準
支持四種手勢檢測(從左到右,從右到械,從上到下,從下到上)
SHT30溫濕度傳感器
溫度量程:-40 ~ 125 ℃
分辨率:0.01 ℃,14bit
精度:±0.2℃@10~55℃(典型值),±1.5℃@-40 ~ 125 ℃(典型值)
響應速度:> 2s
濕度量程:0~100 %RH
分辨率:0.006 %,14bit
精度:±3 %RH@10~90 %RH(典型值),±8 %RH@0~100 %RH(典型值)
響應速度:> 8s
BMP280溫度和氣壓傳感器(高度計)
絕對大氣壓力傳感器
支持SPI和IIC接口
量程:0~20000hPa(百帕)
2 開發板測評
第一步:快速評測,直接使用官方編譯好的固件
CLUE固件下載方式非常簡單,將開發板上電后,按住A鍵不松,再按復位按鍵,就會進入到U盤升級模式,此時電腦中會出現一個U盤,名稱為CLUEBOOT。此時,將資料文件夾內的CLUE_TEST.UF2文件復制進去,即可完成升級,升級后,設備會自動重啟,并運行新的代碼。
升級成功后,所有板載信息會顯示在屏幕上,如下圖5所示:
第二步:使用Arduino IDE進行固件開發
圖6接下來我們將演示使用這款開發板進行固件開發的流程:
1)安裝Arduino IDE,下載鏈接為:
2)安裝完成后進行配置,點擊文件→首選項,在“附加開發板管理器網址”中輸入:
如下圖7所示:
圖7
3)重啟Arduino IDE
4)打開工具 → 開發板 → 開發板管理器,找到Adafruit NRF52 by Adafruit,點擊安裝,如下圖8所示:
圖8
5)打開工具 → 管理庫,探索安裝Adafruit Arcada Library 庫。
圖9
6)選擇工具 → 開發板,Adafruit nRF52 Boards → Adafruit CLUE。
圖10
7)將開發板接入電腦,選擇對應的串口端口號,如果找不到對應的端口號,則先行安裝CP2014驅動。如下圖11:
圖11
8)上述完成后即可開始代碼的編寫或編譯(此處略過)打開示例工程。
圖12
9)點擊“上傳”按鍵,IDE會自動完成編譯和下載。
圖13
第三步:用CircuitPython方式進行固件開發
我們用上述方法編寫一個水平儀的應用:
1)下載官方circuitPython固件:
adafruit-circuitpython-clue_nrf52840_express-en_US-7.0.0.uf2。
2)使用上文中的方法,將固件燒錄到CLUE板中。
3)打開Adafruit circuitPython庫下載界面:
https://learn.adafruit.com/adafruit-clue/clue-circuitpython-libraries。
下載最新的庫文件。解壓下載的壓縮包,找到lib文件夾,復制如下內容到CIRCUITPY:lib文件夾中:
adafruit_apds9960
adafruit_bmp280.mpy
adafruit_bus_device
adafruit_clue.mpy
adafruit_display_shapes
adafruit_display_text
adafruit_lis3mdl.mpy
adafruit_lsm6ds
adafruit_register
adafruit_sht31d.mpy
adafruit_slideshow.mpy
neopixel.mpy
4)復制完成后,文件夾如下圖14所示:
圖14
5)下載視頻同款代碼編輯器:Mu Editor:
打開Mu Editor或其它任何一款文字編輯軟件,即可完成代碼編寫,以官方提供的例程為例,打開網址:
復制其中的代碼,并粘貼到文件:CIRCUITPY/code.py中,保存后,代碼可自動執行。如下圖15:
圖15
7)放入水平儀應用代碼后的開發板運行界面如下圖16:
3 開發板總結
藍牙的應用方向很多,NRF52840是一顆多協議芯片,支持低功耗藍牙,zigbee,Thread和藍牙Mesh。不過基于該開發板的庫,目前僅開放了低功耗藍牙的功能,我們本次就先來看下低功耗藍牙的應用。
基于電池驅動、短距離無線連接、速率要求不太高的的應用場合,都能看到藍牙的身影,如:手表,手環,耳機,游戲手柄,音響,電子稱,血糖儀,血壓計,耳溫槍,智能健身器材等。
以小米手環5為例,其支持藍牙通信,1.1“屏幕,心率,計步,和數據存儲的功能。主芯片使用一顆藍牙Soc,型號為DA14697,該芯片采集運動數據,心率數據后,通過藍牙把數據傳輸到手機,并通過藍牙接收用戶的指令。CLUE開發板除了暫不支持心率傳感器外,制作手環或手表的其它傳感器均支持,因此可以很方便的完成一個智能手環的演示方案。
評測感受:
1)因為CLUE和micro:bit外形和功能都很相近,對于熟悉micro:bit的朋友來說,上手CLUE就變得非常容易。
2)數量眾多的傳感器以及完善的arduino庫及circuitPython庫,使得入手非常簡單,是學習arduino和circuitPython編程語言,入門級板卡的不二之選。
3)藍牙+眾多的傳感器+1.3“屏幕,可玩性很高,可以幫你實現很多創意。
4)然而美中不足的是,是該板卡目前還不支持MAKE CODE編程方式。
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原文標題:【開箱視頻】Adafruit藍牙芯片開發板開箱評測
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