A Nordic Semiconductor apresentou o nRF9151 SMA Development Kit, uma plataforma de desenvolvimento voltada para engenheiros de RF e desenvolvedores que necessitam de maior flexibilidade para avaliação, caracterização e testes de aplicações de conectividade sem fio.
Baseado no nRF9151 SiP, o kit foi desenvolvido para permitir medições conduzidas e testes de campo utilizando antenas externas e equipamentos de laboratório.
Vídeo técnico
Neste artigo apresentamos os principais recursos técnicos do nRF9151 SMA Development Kit e sua arquitetura de hardware para aplicações de IoT celular, redes não terrestres e sistemas de posicionamento por satélite. Se preferir uma visão mais direta dos principais conceitos e blocos funcionais, o vídeo abaixo complementa o conteúdo:
Arquitetura do nRF9151 SMA Development Kit
O nRF9151 SMA Development Kit é baseado no nRF9151 System-in-Package (SiP), que integra um processador Arm Cortex-M33 operando a 64 MHz, modem multimodo para LTE-M, NB-IoT e NB-NTN, suporte a DECT NR+ e recursos GNSS. O dispositivo possui ainda 1 MB de memória Flash e 256 KB de RAM.
O diferencial desta versão do kit está na substituição das antenas integradas por conectores SMA dedicados. Essa abordagem permite a conexão direta de instrumentos de laboratório para medições conduzidas, além da utilização de antenas externas de maior desempenho em testes de campo.
A plataforma foi projetada para desenvolvimento e avaliação de aplicações baseadas em LTE-M, NB-IoT, DECT NR+ e redes não terrestres (NTN), incluindo suporte a firmware beta para comunicação NB-IoT via satélite.
Conectividade do nRF9151 SMA Development Kit
O kit disponibiliza dois conectores SMA dedicados:
- LTE, DECT NR+ e NTN
- GNSS
Essa configuração permite utilizar antenas específicas para cada tecnologia, facilitando testes de desempenho e validação de cobertura em diferentes cenários. O kit não realiza transmissão ou recepção de sinais RF sem antenas externas conectadas.
Para GNSS, existe uma interface dedicada que pode alimentar amplificadores externos através do próprio conector SMA, oferecendo maior flexibilidade em aplicações de posicionamento e rastreamento.
O kit acompanha antenas Taoglas para LTE, NTN e NR+, além de uma antena Kyocera para GNSS. Também são fornecidos cartões SIM IoT com dados de teste para conectividade terrestre e via satélite.
Recursos de desenvolvimento do nRF9151 SMA Development Kit
Para desenvolvimento de firmware, a placa incorpora um programador e depurador SEGGER J-Link OB, permitindo programação e depuração diretamente pela interface USB. O recurso também pode ser utilizado para programação de placas externas compatíveis.
A interface disponibiliza ainda portas seriais virtuais para comunicação UART com o nRF9151, suportando taxas configuráveis de até 1 Mbps e controle de fluxo por hardware.
Entre os recursos de interação para desenvolvimento estão disponíveis:
- Quatro LEDs programáveis
- Quatro botões programáveis
- Interface compatível com Arduino Uno Rev3
- Acesso aos GPIOs através de conectores dedicados
- Conectores para depuração e rastreamento (trace)
O kit também possui memória Flash externa de 256 Mbit (32 MB), ampliando as possibilidades de armazenamento para aplicações IoT e coleta de dados.
Medição de consumo no nRF9151 SMA Development Kit
Um dos destaques da plataforma é a infraestrutura dedicada para análise de consumo energético.
O hardware inclui pontos específicos para medição de corrente do nRF9151, permitindo a utilização de osciloscópios, amperímetros e do Nordic Power Profiler Kit II (PPK2).
A alimentação pode ser realizada por USB de 5 V ou por fonte externa entre 4,0 V e 5,5 V. Para avaliações de RF e medições de consumo mais precisas, a documentação recomenda a utilização de alimentação externa, reduzindo efeitos causados por ruídos presentes na alimentação USB.
Esse conjunto de recursos facilita a caracterização energética de aplicações de baixo consumo, especialmente em dispositivos alimentados por bateria.
Aplicações do nRF9151 SMA Development Kit
O kit foi projetado para desenvolvimento e avaliação de aplicações que utilizam conectividade celular, comunicação por satélite e posicionamento GNSS.
Entre os cenários destacados estão:
- Rastreamento de ativos
- Medição inteligente
- Cidades inteligentes
- Agricultura inteligente
- Manutenção preditiva
- Dispositivos médicos portáteis
- Indústria 4.0
A combinação entre conectividade LTE-M, NB-IoT, NTN, GNSS e DECT NR+ permite utilizar a mesma plataforma para explorar diferentes arquiteturas de comunicação em aplicações IoT.
Resumo técnico do nRF9151 SMA Development Kit
- Baseado no nRF9151 SiP
- Arm Cortex-M33 de 64 MHz
- Modem LTE-M, NB-IoT e NB-NTN
- Suporte a DECT NR+
- GNSS integrado
- 1 MB de Flash e 256 KB de RAM
- Conectores SMA para LTE, NTN, DECT NR+ e GNSS
- Antenas externas Taoglas e Kyocera inclusas
- Programador e depurador SEGGER J-Link OB
- Compatibilidade com Arduino Uno Rev3
- Quatro LEDs programáveis
- Quatro botões programáveis
- Memória Flash externa de 32 MB
- Medição de consumo compatível com Power Profiler Kit II
- Suporte a nano-SIM, eSIM e soluções SIM integradas por software
- Alimentação via USB ou fonte externa de 4,0 V a 5,5 V
Conclusão
O nRF9151 SMA Development Kit foi desenvolvido para avaliação e desenvolvimento de aplicações baseadas em LTE-M, NB-IoT, NTN, GNSS e DECT NR+, com foco em medições RF, testes de desempenho e caracterização de consumo.
A utilização de conectores SMA para antenas externas e instrumentos de laboratório, combinada com recursos de depuração, medição de energia e suporte a diferentes tecnologias de conectividade, torna a plataforma adequada para desenvolvimento avançado e validação de soluções IoT celulares e não terrestres.
*Este post foi patrocinado pela Mouser Electronics
