Embedded-Boards Multisensorkit Nordic Thingy:53 mit Wireless-SoC nRF5340 fürs Prototyping

Von Margit Kuther

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Das Prototyping-Kit Thingy:53 von Nordic Semiconductor mit Dual-Arm-Cortex-M33-CPU unterstützt Maschinelles Lernen und Edge Impulse zur komfortablen Übertragung der Sensordaten.

Der Nordic Thingy:53: Die jüngste Ergänzung der Thingy-Reihe von Nordic kombiniert einen Dual-Core-SoC, einen Power-Management-IC, einen PA/LNA-Range-Extender und mehrere Sensoren mit Embedded-Maschinen.
Der Nordic Thingy:53: Die jüngste Ergänzung der Thingy-Reihe von Nordic kombiniert einen Dual-Core-SoC, einen Power-Management-IC, einen PA/LNA-Range-Extender und mehrere Sensoren mit Embedded-Maschinen.
(Bild: Nordic Semiconductor )

Die jüngste Ergänzung der Thingy-Reihe von Nordic Semiconductor kombiniert das Flaggschiff des Unternehmens, einen Dual-Core-SoC, einen Power-Management-IC, einen PA/LNA-Range-Extender und mehrere Sensoren mit Machine-Learning-Firmware für drahtlose Proofs-of-Concept.

Multisensor-Prototyping-Plattform

Nordic Semiconductor hat die Einführung des Nordic Thingy:53 angekündigt, einer Multisensor-Prototyping-Plattform mit drahtloser Multiprotokoll-Kurzstrecken-Konnektivität und Unterstützung für embedded maschinelles Lernen (ML). Das Produkt ist die ideale Plattform für den Aufbau fortschrittlicher drahtloser Proofs-of-Concept und Prototypen mit ML-Funktionen in kürzester Entwicklungszeit.

Thingy:53 basiert auf dem Multiprotokoll-System-on-Chip (SoC) nRF5340 Dual-Core Arm Cortex M-33 von Nordic und beinhaltet den Power Management IC (PMIC) nPM1100 und das Front End Module (FEM) nRF21540, einen Leistungsverstärker/Low Noise Amplifier (PA/LNA) zur Reichweitenverlängerung. Die Prototyping-Plattform ist mit einem wiederaufladbaren 1350-mAh-Lithium-Polymer-Akku und mehreren Bewegungs- und Umgebungssensoren ausgestattet. Sie unterstützt Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE), Thread, Matter, Zigbee, IEEE 802.15.4, NFC und Bluetooth Mesh RF Protokolle und wird mit vorinstallierter Firmware für Embedded ML direkt auf dem Thingy:53 geliefert.

Mit dediziertem Anwendungsprozessor und Netzwerkprozessor

Der nRF5340 SoC, das Herzstück des Thingy:53, verfügt über einen dedizierten Anwendungsprozessor und einen Netzwerkprozessor. Der Arm Cortex-M33-Anwendungsprozessor ist mit 128 MHz getaktet und stellt sicher, dass die Prototyping-Plattform fortschrittliche Algorithmen und die komplexen Rechenaufgaben von Embedded ML bewältigen kann. 1 MB Flash und 512 KB RAM sorgen für ausreichend Speicher selbst für die komplexesten Anwendungen. Der Netzwerkprozessor ist auf einen stromsparenden Betrieb ausgelegt und verfügt über eigene Rechenressourcen, so dass eine robuste drahtlose Verbindung gewährleistet ist, ohne die Ausführung der Anwendungssoftware zu beeinträchtigen.

Bereit für ML-Modelle

Das Thingy:53 ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen Nordic und Edge Impulse, einem US-amerikanischen tinyML-Spezialisten, und wird mit Edge-Impulse-Firmware und der Mobile App nRF Edge Impulse geliefert. Die Firmware sammelt Trainings- und Testdaten von den Sensoren des Thingy:53 und leitet die Daten über Bluetooth LE an die mobile App weiter. Die mobile App leitet die Daten dann an Edge Impulse Studio weiter (eine Cloud-basierte Entwicklungsplattform für ML), wo sie zum Aufbau und Testen eines embedded ML-Modells verwendet werden. Das ML-Modell kann dann über dieselbe mobile App auf dem Thingy:53 bereitgestellt werden. Die mobile App zeigt auch die Ergebnisse der Inferenz direkt in der App an. Die Firmware und die App ermöglichen es Entwicklern, schnell Daten zu sammeln und ML-Modelle zu testen, ohne irgendwelche Kabel mit dem Thingy:53 zu verbinden.

Die mit dem Thingy:53 gelieferte nRF Programmer App vereinfacht das Prototyping erheblich, indem sie es dem Entwickler ermöglicht, aus vorgefertigter Firmware auszuwählen und die Firmware des Thingy:53 dann direkt über ein iOS- oder Android-Gerät zu aktualisieren. Diese Fähigkeit bedeutet, dass neue Firmware jederzeit und überall bereitgestellt werden kann, ohne dass ein Desktop-Computer erforderlich ist. Der Thingy:53 ist auch mit den mobilen Apps von Nordic kompatibel: nRF Mesh, nRF Connect, nRF Toolbox und nRF Blinky.

Sechsachsige Trägheitsmesseinheit und Beschleunigungssensor

Das Thingy:53 enthält eine sechsachsige Trägheitsmesseinheit und einen zusätzlichen stromsparenden Beschleunigungssensor. Die Umgebungssensoren umfassen Temperatur, Feuchtigkeit, Luftqualität und -druck. Das Produkt verfügt außerdem über Farb- und Lichtsensoren, einen Summer und ein PDM-Mikrofon (Pulse Density Modulation). Die embedded ML-Funktionalität ermöglicht es Entwicklern, die Sensoren des Thingy:53 in Anwendungen wie der Spracherkennung oder der Erkennung von Bewegungsmustern einzusetzen. Der Beschleunigungssensor und das PDM-Mikrofon können auch dazu verwendet werden, den nRF5340 SoC aus dem Schlaf zu wecken, wenn er durch Bewegung oder Geräusche ausgelöst wird. Dies ist nützlich für die Entwicklung von stromsparenden embedded ML-Anwendungen, da Thingy:53 im Schlafmodus verbleiben kann (was die Batterielebensdauer verlängert), wenn keine externen Reize vorhanden sind.

Eine bewährte Prototyp-Plattform

Das Produkt verfügt außerdem über einen USB-C-Lade- und Datenanschluss sowie einen Qwiic-, Stemma- und Grove-kompatiblen vierpoligen JST-Stecker. Jedes Thingy:53 wird mit einem Debug- und Strommessboard ausgeliefert, das den Zugriff auf relevante Pins ermöglicht, die sonst nicht zur Verfügung stehen, um Fehler im Anwendungscode zu beheben und den Stromverbrauch mit zusätzlichen Debug-Tools zu überwachen.

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„Die 'Thingy'-Familie von Nordic hat sich bei der Entwicklergemeinde bereits als der schnellste Weg zur Entwicklung von Prototypen und innovativen drahtlosen und zellularen IoT-Anwendungen mit kurzer Reichweite bewährt. Mit dem Thingy:53 erweitern wir die Produktpalette um eine Prototyping-Plattform, die unseren leistungsstärksten und leistungsfähigsten Multiprotokoll-SoC nutzt“, sagt Pär Håkansson, Nordic's Product Manager für den Thingy:53. „Aber das neue Thingy ist viel mehr als nur der nRF5340; es enthält auch den PMIC und den Range Extender von Nordic für eine hervorragende Batterieleistung und ein hervorragendes Verbindungsbudget sowie mehrere fortschrittliche Sensoren. Und zum ersten Mal können auch Entwickler, die keine Erfahrung mit maschinellem Lernen haben, die Technologie durch die vorprogrammierte Edge Impulse-Firmware des Thingy:53 und die nRF Edge Impulse-Mobil-App nutzen. Maschinelles Lernen ist der Schlüssel zur fortschrittlichen IoT-Edge-Verarbeitung von morgen.“

Pär Håkansson: „Mit dem Thingy:53 erweitern wir unser Angebot um eine Prototyping-Plattform, die unseren leistungsstärksten und fähigsten Multiprotokoll-SoC nutzt.“
Pär Håkansson: „Mit dem Thingy:53 erweitern wir unser Angebot um eine Prototyping-Plattform, die unseren leistungsstärksten und fähigsten Multiprotokoll-SoC nutzt.“
(Bild: Nordic Semiconductor )

Das Thingy:53 ist ab sofort bei den Vertriebspartnern von Nordic erhältlich.

Nordic wird am 6. Juli ein Webinar veranstalten, in dem die wichtigsten Funktionen des Thingy:53 vorgestellt werden.

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