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。

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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。

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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：

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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。

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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

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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。

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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：

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下面的裝配圖說明了練習的建議布局：

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