Модуль Nordic Semi nRF21540 RF расширяет радиус действия Bluetooth SoC nRF52 / nRF53

Примерно в середине лета 2020 года была рассмотрена плата RFCat N32, которая объединяет модуль Meshtek-H52 с многопротокольным SoC nRF52832 и усилитель мощности Skyworks, увеличивающий мощность до 30 раз, чтобы расширить радиус действия беспроводной связи до 200 метров.

Оказывается, что в конце прошлого года компания Nordic Semi выпустила свой собственный модуль расширения дальности, а именно nRF21540 RF front end module (FEM), который объединяет усилитель мощности (PA) и малошумящий усилитель (LNA), оптимизированный для увеличения линии связи многопротокольных беспроводных SoC nRF52 и nRF53.

Ключевые особенности и характеристики nRF21540:

• • Поддерживаемые стандарты беспроводной связи:
    • Bluetooth Low Energy (вкл. Bluetooth mesh)
    • Thread и Zigbee (802.15.4)
    • Проприетарный протокол 2.4 ГГц
  • Выходная мощность – регулируется с небольшим шагом до +21 дБм
  • Усиление приема – +13 дБ при коэффициенте шума 2,5 дБ
  • Антенны – 2x антенных порта
  • Хост-интерфейс – I /O, SPI или их комбинацию
  • Напряжение питания – от 1.7 В до 3.6 В
  • Потребляемый ток
    • Tx настроен на +20 дБм: 115 мА
    • Rx: 4.1 мА
    • Режим пониженного энергопотребления: 30 нА
  • Температурный диапазон – от -40°C до +105°C
  • Упаковка – QFN16  4×4 мм

Когда nRF21540 сочетается с SoC nRF52 или nRF53, Bluetooth LE (1 Мбит / сек) получает увеличение дальности до 16 раз и чувствительность приема -100 дБм.

Типичные области применения включают отслеживание активов и RTLS (real-time location system), профессиональное освещение, умный дом, игрушки, аудио устройства и промышленное оборудование.

Комплект для разработки nRF21540

Компания также предоставляет полнофункциональный комплект для разработки со следующими функциями:

• • WiSoC – SoC Nordic Semi nRF52840 Arm Cortex-M4F с Bluetooth LE, 802.15.4 и поддержка протокола 2,4 ГГц
  • Расширитель дальности – nRF21540 RF front end модуль
  • Антенны – 2x 2.4 ГГц антенных разъема для размещения антенн, антенный разъем для NFC 
  • USB – 1x микро USB подключен к SoC nRF52840, 1x микро USB порт для программирования / отладки и питания 
  • Расширение – Arduino Uno Rev3 совместимые разъемы 
  • Отладка
    • Программирование / отладка Segger J-Link OB через микро USB-порт
    • 2x SWF RF порта для прямых радиочастотных измерений
  • Разное – 4x программируемых пользователем кнопки и светодиода
  • Питание
    • 5 В через микро USB-порт для программирования и питания 
    • Держатель для батареи типа монета 
    • Контакты для измерения потребления тока

Плата имеет большинство тех же функций, что и оригинальный nRF52840 DK, а это означает, что поддержка программного обеспечения будет одинаковой.

Оценочный комплект / Shield плата nRF21540

Компания также предоставляет оценочный комплект nRF21540, который предназначен для подключения RF FEM к лабораторному оборудованию или другим радиостанциям через разъем SMA. Управление усилением nRF21540, переключением антенн и режимами осуществляется через GPIO или SPI или через совместимые с Arduino Uno Rev3 разъемы на shield плате. Два дополнительных разъема SMA подключаются к двум антенным портам от RF FEM для мониторинга производительности RF FEM с использованием любого желаемого оборудования.

Цены и доступность

На странице продукта на веб-сайте производителя Nordic Semi есть ссылка для запроса образцов, но цена пока не указана. Однако, nRF21540 PA / LNA модуль продается на веб-сайте Mouser за $2.26 (цена образца) или $1.49 за штуку при заказе от 250 или более. Цены на комплекты для разработки и оценки пока неизвестны.