Internet Rzeczy w pomiarach środowiskowych (1). Nordic Thingy:53 - platforma prototypowania IoT z uczeniem maszynowym (ML)

Henryk A. Kowalski

22 stycznia 2024

669

Nordic Thingy:53 firmy Nordic Semiconductor to łatwa w użyciu platforma do eksperymentów w zakresie Internetu Rzeczy. Umożliwia tworzenie prototypów systemów IoT bez konieczności budowania niestandardowego sprzętu. Moduł Thingy:53 jest zbudowany z zastosowaniem układu scalonego nRF5340 - dwurdzeniowego procesora komunikacyjnego SoC. Moc obliczeniowa i rozmiar pamięci dwóch rdzeni Arm Cortex-M33 umożliwiają uruchamianie wbudowanych modeli uczenia maszynowego (ML) bezpośrednio na urządzeniu.

Autor składa podziękowania Panu Maciejowi Michnie z Centrum Badań i Rozwoju Nordic Semiconductor w Krakowie za udostępnienie modułów sprzętowych Nordic Thingy:53.

Poprzednia część

Spis treści

Następna część

Po wprowadzeniu pakietów deweloperskich Thingy:52 oraz Thingy:91 IoT odpowiednio w latach 2017 i 2019, norweska firma wypuściła w roku 2022 nową platformę Thingy:53, opartą na dwurdzeniowym SoC. Nordic Thingy:53 zawiera czujniki, które zbierają dane o jego własnych ruchach i otaczającym środowisku. Informacje dotyczące temperatury, wilgotności, jakości i ciśnienia powietrza, a także dźwięku oraz koloru i natężenia światła można łatwo wyodrębnić do analizy lokalnej lub zdalnej. Nordic Thingy:53 ma także dwa przyciski, diodę LED RGB oraz brzęczyk.

Pudełko zestawu Nordic Thingy:53 zawiera kilka elementów:

płytkę drukowaną (PCA20053) w plastikowej, dwuczęściowej (czarna i czerwona) obudowie z akumulatorkiem i dołączoną anteną NFC (PCA64110) (rysunek tytułowy),
ulotkę informacyjną,
kartę rozszerzeń (PCA64142) do pomiaru prądu i debugowania.

Nordic Thingy:53 bazuje na trzech głównych układach scalonych firmy Nordic Semiconductor: nRF5340 (dwurdzeniowy procesor komunikacyjny SoC), nRF21540 (RF FEM ze wzmacniaczem mocy RF (PA) i wzmacniaczem niskoszumowym (LNA)) oraz nPM1100 (układ scalony zarządzania zasilaniem, w skrócie PMIC).

Kluczowe cechy Nordic Thingy:53

Układ scalony nRF5340, który obsługuje Bluetooth Low Energy, 802.15.4 i komunikację Near Field Communication (NFC) jako znacznik pasywny.
Scalony front-end RF nRF21540 (FEM) dla zwiększenia zasięgu,
Układ scalony zarządzania zasilaniem (PMIC) typu nPM1100 do zarządzania energią i ładowania akumulatora litowo-polimerowego (Li-Poly).
Dwie anteny 2,4 GHz i jedna pasywna antena NFC (elastyczna płytka drukowana).
Wkładana karta rozszerzeń do pomiaru prądu i debugowania, ułatwiająca profilowanie mocy i pracę nad oprogramowaniem.
Złącze kompatybilne z Qwiic i STEMMA QT do podłączania modułów zewnętrznych.
Przyciski programowalne przez użytkownika i dioda LED RGB.
Czujnik środowiskowy temperatury, wilgotności, jakości i ciśnienia powietrza.
Czujnik koloru i natężenia światła.
Akcelerometr o niskim poborze mocy.
6-osiowy IMU z żyroskopem i akcelerometrem.
Magnetometr.
Mikrofon z modulacją gęstości impulsów (PDM) z funkcją budzenia dźwiękiem.
Brzęczyk.
Pamięć zewnętrzna 64 Mb z interfejsem Quad Serial Peripheral Interface (QSPI).
Akumulator Li-Poly o pojemności 1350 mAh.
Gniazdko USB-C do podłączenia do komputera i ładowania akumulatora.
Normalny zakres temperatur pracy 0…35°C.