nRF 52840 Bluetooth-Modul: Ein erster Eindruck
Das nRF 52840 Bluetooth-Modul ist ein kompaktes Stück Nordic-Silizium im 3,5 mm QFN-Gehäuse. Es beherbergt eine Cortex-M4F-CPU, 1 MB Flash-Speicher, 256 kB RAM und einen Multi-Protokoll-Transceiver für 2,4 GHz, der Bluetooth 5, ZigBee, Thread und proprietäre Nordic-Protokollstacks unterstützt. Das Modul ist vorzertifiziert, vorkonfiguriert und sofort lötfertig – eine schnelle und einfache Lösung für den direkten Einsatz vom Labortisch in der Produktion.
Kernleistung: Cortex-M4F mit 64 MHz
Im Inneren arbeitet ein 64-MHz-Cortex-M4F mit Hardware-FPU und DSP-Befehlen. Er ist in der Lage, Gleitkomma-Filter zu berechnen oder TinyML-Modelle auszuführen, ohne die Funkverbindung zu beeinträchtigen. 1 MB Flash-Speicher bietet ausreichend Platz für Anwendungscode und drahtlose Updates; 256 kB SRAM ermöglichen es Entwicklern, Sensordatenströme zu puffern, ohne ständig externen Speicher auslagern zu müssen.
Funkfunktionen: Von BLE bis Thread
Der Transceiver liefert eine Ausgangsleistung von +8 dBm und eine Empfindlichkeit von −95 dBm, was eine Link-Budget von 103 dB ergibt – genug, um die Sichtlinie über ein Fußballfeld zu überbrücken. Er unterstützt Bluetooth 5 Long Range (125 kbps codierter PHY), 2 Mbps High-Speed und die Richtungsbestimmung mittels AAR (Angle-of-Arrival). Durch einen Firmware-Schalter verwandelt sich dieselbe Hardware in einen ZigBee-Router oder einen Thread-Border-Router und macht das Modul so zu einem echten Multitalent.
Stromverbrauch: Mikroampere im Tiefschlaf
Im Ruhezustand mit angehaltenem Kern und erhaltenem RAM verbraucht das Modul nur 0,3 µA; beim Aufwachen über die Echtzeituhr (RTC) sind es 1,5 µA. Ein vollständig verbundenes BLE-Ereignis pro Sekunde verbraucht durchschnittlich 40 µA bei 3 V – genug, um eine CR2032-Batterie fünf Jahre lang zu nutzen. Der integrierte DC/DC-Wandler schaltet sich bei hoher Last automatisch ab und reduziert den Spitzenstrom bei Übertragungen mit +8 dBm.
Umfangreiche Sicherheitsausstattung: Hardware-Beschleuniger für AES-256, SHA-256 und ECC sind ebenso vorhanden wie ein echter Zufallszahlengenerator und ARM TrustZone-M. Flash-Bereiche können während der Produktion gesperrt werden, sodass selbst bei JTAG-Angriffen kein Auslesen möglich ist. Firmware-Updates werden drahtlos mit ECDSA signiert und über das verschlüsselte DFU-Protokoll von Nordic übertragen.
Vielfältige Peripheriegeräte: Fünf SPI-Busse, drei I²C-Ports, zwei UARTs, QSPI für externen Flash-Speicher und ein 12-Bit-ADC mit 8 Kanälen ermöglichen den Betrieb von Displays, Sensoren und Motortreibern ohne zusätzliche Logik. USB 2.0 Full-Speed ist integriert – schließen Sie das Modul einfach an einen Laptop an, und es wird als serieller CDC-Port erkannt. Ein FTDI-Chip ist nicht erforderlich.
Antennenvielfalt: Keramik, Leiterplatte oder u.FL
Modulanbieter bieten Keramikchip-Antennen für platzsparende Wearables, Leiterplattenantennen für kostengünstiges Spielzeug und u.FL-Anschlüsse für externe Antennen an Agrar-Gateways. Alle Varianten sind voreingestellt und FCC/CE-zertifiziert, was monatelange Tests in reflexionsarmen Kammern erspart.
Praxisnahe Anwendungen
Ein Kopenhagener Start-up nutzt das Modul zur Ansteuerung von 400-Hz-Motorsteuerungen für Drohnen-Gimbals und verwendet die FPU für Kalman-Filter. Eine Brauerei in Melbourne kennzeichnet Fässer mit demselben Siliziumchip und setzt dabei auf einen codierten PHY mit großer Reichweite, um Paletten durch Edelstahlwände hindurch zu verfolgen. Eine Hardware-Rechnung, zwei völlig unterschiedliche Märkte.
Roadmap zu 6.0
Nordic hat die Kanalerkennung von Bluetooth 6.0 auf dem nRF 52840-Chip bereits validiert. Ein Firmware-Update ermöglicht Entfernungsmessungen im Zentimeterbereich – ganz ohne neue Hardware. Das gleiche Modul unterstützt außerdem LE-Audio und Periodic Advertising with Responses (PAR), sodass das heutige Design auch im nächsten Jahrzehnt relevant bleibt.
Fazit: Ein Modul, viele Möglichkeiten
Das nRF 52840 Bluetooth-Modul ist mehr als nur ein Funkmodul – es ist ein eigenständiger Computer, der im 2,4-GHz-Band arbeitet. Ob Fitness-Tracker, Smart-Light-Gateway oder Motorsteuerung: Es bietet die nötige Leistung, Sicherheit und zertifizierte Antenne für eine schnelle Umsetzung. Einfach auf eine Platine montieren, Firmware aufspielen und schon sind Sie Teil des Nordic-Ökosystems – inklusive fünf Jahren Batterielaufzeit.
