描述

介紹

Arduino 為物聯網世界推出了又一輪創新。Nano 33 Sense BLE 裝有環境監測傳感器，其數據可以使用藍牙通信協議傳輸到主機。它是評估可利用手勢和聲音輸入的移動解決方案的理想平臺。與大多數 Arduino 平臺一樣，開發是使用多功能集成開發環境 (IDE) 或云接口進行的。該板的微控制器是 Nordic Semiconductor 的 nRF52480。

本說明是探索與板載傳感器接口的庫的一系列簡單練習中的第一個，例如：

• 具有 9 個軸（自由度）的慣性測量單元 (IMU)
• 溫度
• 壓力
• 濕度
• 光
• 顏色
• 麥克風

由于傳感器安裝在板上，因此學習曲線更快，因為在面包板上調試連接線是多余的。這些練習中使用的電路板安裝了接頭——再次消除了購買后進行焊接冒險的需要（對于初學者）。如需更多定制解決方案，可以購買不帶接頭的型號。

微電腦

該項目是幾個自定進度的培訓練習的開始，這些練習將說明 Nano 33 庫的使用：

• 用于藍牙的 NINA B306
• 用于 IMU 的 LSM9DS1
• LPS22HB 用于大氣壓力和環境溫度
• HTS221 用于濕度
• 用于接近、光線、RGB 和手勢傳感器的 ADPS-9960
• 麥克風用 MP34DT05

本說明僅檢查用于藍牙連接的 NINA B306 庫。

妮娜B306

u-blox的獨立藍牙 5 低功耗芯片組在相應的數據表中說明了其天線輻射模式。有 28 個數字引腳。

電源模式

模塊共有三種電源模式：

• 積極的
• 支持
• 睡覺

串行通信接口

模塊支持以下串口通信接口：

• 通用異步接收器/發送器 (UART)，4 線，2x
• 串行外設接口 (SPI)，3x
• 排隊串行外設接口 (QSPI)，1x
• 內部集成電路 (I2C)，2x
• 內部 IC 聲音 (I2S)，1x
• 通用串行總線 (USB)，2.0，1x

數字接口

有兩個關鍵的數字接口：

• 脈沖寬度調制 (PWM)
• 脈沖密度調制 (PDM)

脈寬調制

有12個獨立的PWM通道來控制：

• 電機
• 發光二極管 (LED)
• 音頻信號

每個通道都使用一個通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳來輸出信號。

產品數據管理

當前應用中的 PDM 主要與數字麥克風一起使用，用于 16 kHz 速率的 16 位樣本。它通過單個 GPIO 引腳支持單通道或雙通道數據。

模擬接口

使用 38 個數字 GPIO 中的 8 個，通過以下功能支持模擬操作：

• 模數 (ADC)，8 通道，1x
• 從 0 V 到 VCC 的全擺幅輸入范圍
• 8/10/12 位分辨率
• 帶過采樣的 14 位分辨率
• 高達 200 kHz 的采樣率
• 單次或連續采樣
• 兩種操作模式：
• 單端單輸入引腳
• 具有兩個輸入引腳的差分和它們之間的電壓電平差被采樣
• 任一：模擬比較器，1x
• 或者：低功耗模擬比較器，1x

命令

出于本說明的有限目的，僅在示例代碼中檢查了藍牙功能的命令，該示例代碼介紹了客戶端-服務器操作，該操作與通知特性結合成為發布和訂閱模型。

例子

介紹性示例說明了使用具有以下類的庫：

• 低功耗藍牙
• BLE特性
• BLE服務

低功耗藍牙

庫中為設備啟用藍牙服務的主要類是BLE （低功耗藍牙或智能藍牙）。示例代碼中使用的關鍵接口如下所示：

開始

begin方法初始化 BLE 設備，它在成功時返回 1，失敗時返回 0 。

結尾

end方法停止 BLE 設備。

添加服務

addService方法將 BLE 服務添加到 BLE 設備提供的服務集中。

設置本地名稱

setLocalName方法設置用于通告 BLE 設備的本地值（即文本字符串）。

廣告

advertise方法啟動 BLE 設備的服務廣告。

BLE特性

BLECharacteristic 類允許在設備上設置服務。

BLE特性

此類的BLECharacteristic構造函數為設備創建了一個新的 BLE 特性。

寫值

writeValue方法，顧名思義，寫入指定 BLECharacteristic 的值。

價值

value方法，查詢BLE設備指定BLECharacteristic的當前值。

BLE服務

BLEService 類啟用 BLE 設備的服務。

BLE服務

BLEService構造函數使用作為參數傳遞給該方法的uuid字符串為BLE 設備實例化一個新的 BLE 服務。

以下 uuid 字符串引用 LED 服務：

	"19B10000-E8F2-537E-4F6C-D104768A1214"      

添加特性

addCharacteristic方法將bleCharacteristic添加到 BLE 設備的實例化服務中。

bleCharacteristic參數是通過從相應的類實例化來設置的，如下所示：

BLEChacteristic ledCharacteristic （uuid ，選項）

BLEChacteristic buttonCharacteristic ( uuid ,選項)

其中 option 是以下任何模式的聯合：

• BLE通知
• BLE讀取
• 藍牙寫

記錄構建

這套介紹性的基本和基本項目中的所有項目、微型計算機板和面包板都安裝在基板上。該底板的優點是：

• 凹陷的輪廓以消除底部暴露
• 足夠的螺絲來安裝 Arduino（UNO 或 Mega）或 RaspberryPi 板
• 用于隨附螺釘的預鉆孔對齊孔
• 將底板固定在桌子上的孔
• 全尺寸面包板插槽

下圖展示了 Nano33 在全尺寸面包板中間的安裝座，按鈕位于邊緣，以方便插入其他組件和相關接線以供將來練習使用。

原理圖

下圖說明了測試超聲波傳感器的基本練習的示意圖：

下面的裝配圖說明了練習的建議布局：

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