Módulo BLE RN4020

RN4020 destaque

O Bluetooth Low Energy (BLE) ou Bluetooth Smart hoje é muito utilizado em aplicações que visam conectar aparelhos ou sensores, dentro do cenário de internet das coisas. O baixo consumo e a padronização de aplicações facilitam o desenvolvimento de soluções para saúde, monitoramento ou entretenimento. Para mais detalhes sobre o BLE, é aconselhável a leitura da série Bluetooth Smart.

Neste artigo serão apresentados os detalhes do módulo RN4020 da Microchip, uma das alternativas para o desenvolvimento de aplicações com BLE.

Características do RN4020

O módulo BLE RN4020 da Microchip apresenta uma solução integrada de baixa consumo para soluções Bluetooth 4.1. Com um interface de comando serial, possibilita um rápido desenvolvimento da solução com Bluetooth low energy. Possui antena integrada, controlador integrado com API que permite o uso de microcontroladores simples para controle do módulo, ou até mesmo o funcionamento de forma standalone. A seguir são apresentadas algumas características do módulo:

A tensão de operação típica é de 3,3 V, porém o módulo pode operar de 1,8 V a 3,6 V na faixa de temperatura de -30°C a 85°C. Possui um baixo consumo, ficando abaixo de 900 nA em modo Dormant e consumo médio de 16 mA com TX/RX ativo. A comunicação com o módulo é feita através de comunicação serial, podendo ou não ter pinos de controle (depende do modo de funcionamento). Possui cristal integrado, interface I2C, regulador de tensão interna, circuito de matching e antena na PCB.

O módulo também possui I/Os para controle e status, além de pinos digitais para uso geral, entradas analógicas e 4 saídas PWM.

A figura a seguir exibe os blocos internos do RN4020:

Figura 1  – Diagrama de blocos do RN4020

O módulo possui tamanho reduzido e pads SMD para fácil montagem na PCI. A figura a seguir exibe o módulo RN4020:

Figura 2 – Módulo RN4020

Operando na banda ISM de 2,402 a 2,480 GHZ, com chaveamento em 40 canais, o RN4020 possui sensibilidade recepção de -92,5 dBm e potência de transmissão de -19.0 dBm a +7,5 dBm. Tem possibilidade de monitoramento RSSI.

O RN4020 suporta 13 perfis e 17 serviços públicos (Healthcare, Sports & Fitness, Proximity Sense, Alerts, etc). É possível criar um serviço privado com até 10 características.

Interface com o microcontrolador é feita através da UART por comandos ASCII. A ligação típica com um microcontrolador é exibida a seguir:

Figura 3 – Interface com o Microcontrolador

A ligação mínima com o microcontrolador são os pinos da UART (TX/RX) e o pino WAKE-HW. O restante dos pinos são opcionais e os sinais de controle de fluxo da UART devem ser utilizados em operações de atualização do firmware ou no modo MLDP.

A configuração padrão da UART é:

Baud Rate

115200

Data Bits

8

Parity

None

Stop Bits

1

Flow Control

None

Placas de desenvolvimento

Para a avaliação do módulo existem algumas placas de desenvolvimento fornecidas pela Microchip e parceiros.

A  RN4020 PICTail / PICTail Plus Board é uma placa de avaliação fornecida pela Microchip que inclui, além do RN4020, um microcontrolador PIC18F25K50. Esse microcontrolador possui comunicação USB permitindo assim o teste do módulo através de terminal serial no PC. Também é possível conectar essa placa a diversas placas de desenvolvimento Microchip, como o caso da Explore 16. A figura a seguir exibe RN4020 PICTail:

Figura 4 – RN4020 PICtail

Outra placa interessante para avaliação do RN4020 é a BLE2 Click Board da MikroElectronika. Essa placa possui o módulo RN4020 e é montada em um módulo com o barramento mikroBUS. Dessa forma é possível testar o RN4020 em diversas placas que possuem esse barramento, como, por exemplo, a Curiosity Board e a Xpress Board. A figura a seguir exibe a BLE2 Click Board:

Figura 5 –  BLE2 Click Board

Bom, esse foi um pequeno resumo sobre o módulo BLE RN4020 da Microchip. Nos próximos artigos apresentaremos algumas aplicações usando a BLE2 Click em conjunto com a Curiosity Board. Fique ligado!

Para mais detalhes do módulo, acesse o Microchip Developer Help sobre o RN4020 e também os seguintes documentos: