STMicroelectronics ocupa el primer lugar a nivel mundial en cuanto al suministro de microcontroladores y microprocesadores, gracias a la familia STM32, una cartera diversa que posee desde microcontroladores de ultrabaja potencia hasta procesadores de alto nivel.
Además, la serie de microcontroladores inalámbricos STM32 ha tenido un crecimiento importante, al ofrecer soluciones para necesidades inalámbricas de corto alcance, como Bluetooth® Low Energy, Thread, Zigbee y Matter; mientras también amplía su alcance para abarcar aplicaciones de larga distancia como LoRa y Sigfox.
Desate todo el potencial de su próximo diseño inalámbrico con la serie STM32WBA. Mire este seminario web a pedido de una hora sobre la serie STM32WBA55, diseñado para empoderar a los diseñadores con rendimiento, eficiencia y flexibilidad.
Profundicemos en la serie STM32WBA
La adición más reciente a la familia inalámbrica STM32, es el STM32WBA, un microcontrolador inalámbrico de 32 bits, que proporciona el alto rendimiento, la eficiencia y la seguridad necesaria para aplicaciones habilitadas para Bluetooth® Low Energy 5.3. Ahondemos en las principales ventajas del STM32WBA.
Núcleo Arm® Cortex®-M33 que funciona a 100 MHz con tecnología TrustZone®
Características clave de la radio:
- +10 dBm de potencia de salida máx.
- Bluetooth LE 5.3, Mesh, hasta 20 conexiones
- Zigbee 3.0, Zigbee Direct, SE, GP
- Thread : OT 1.3
- BLE/ZB, BLE/OT, BLE/MAC de modo concurrente
- MATTER RCP
- 2,4 GHz patentados
- TX = 4,2 mA (0 dBm) / RX = 3,5 mA (3,0 V SMPS)
- [-40; +105] °C especificación completa
Tamaño de memoria flash/Tamaño de memoria RAM
Versión 1: 1M /128 k | Versión 2: 512 k / 96 k
Periféricos:
Sensor táctil, LPDMA, ADC de 12 bits, 3x UART, 2x SPI, 2x I²C
Descubra los beneficios de la serie STM32WBA:
- Aumente la duración de la batería con la extensión publicitaria para la comunicación del dispositivo
- Asegure una transferencia de datos rápida y confiable
- Realice un procesamiento de solicitudes eficiente basado en el puntaje de 407 CoreMark
- Proteja su IP y aumente la protección de la privacidad según la capacidad del dispositivo SESIP3
- Acelere el tiempo para salir al mercado al confiar en el ecosistema STM32Cube probado en el mercado
Seguridad:
Es importante destacar que la arquitectura del STM32WBA está reforzada con medidas de seguridad de vanguardia, validadas por certificaciones prestigiosas como SESIP 3 y PSA Certified Level 3, lo que afirma su posición de seguridad de alto nivel.
Esto significa que ST ha tomado las medidas necesarias para garantizar que la tecnología de seguridad más nueva esté integrada en el chip, como protección de memoria, protección de plataforma, herramientas criptográficas y Trust Zone, todas trabajando en conjunto para proteger los dispositivos contra los ciberdelincuentes.
Si tiene cualquier pregunta relacionada con la certificación PSA, comuníquese con el Equipo del Centro de Soluciones de Ingeniería de Arrow
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Placa inalámbrica y de potencia ultrabaja Bluetooth® Low Energy
Usos
La serie de microcontroladores inalámbricos STM32WBA es una elección inteligente para usos médicos, de automatización del hogar e industriales.
El STM32WBA es un versátil MCU multiprotocolo que abarca varios protocolos, como Bluetooth® Low Energy y 802.15.4, basado en Thread y Zigbee. En el futuro, el STM32WBA será compatible con Matter y las capacidades de audio de Bluetooth® Low Energy. En esta sección del artículo, nos centraremos en dos características en especial: Matter y Bluetooth® Audio. Ahondaremos en sus principales usos y las ventajas que ofrecen.
Comprensión de los protocolos únicos del STM32WBA para su uso: LE Audio
Antes de explorar las capacidades avanzadas de Bluetooth® LE Audio y sus usos potenciales, es importante comprender cómo Bluetooth® ha evolucionado en los últimos 20 años. Según ABI Research 2023, se pronostica una adopción constante y rápida de LE Audio en los próximos años.
Mapeo de la transición de audio clásico a LE Audio
Fuente: LE Audio: The Future of Bluetooth® Audio / ABI Research
Bluetooth® Special Group (SIG) es el grupo responsable de supervisar el desarrollo de la especificación, administrar el programa de cualificaciones, y proteger las marcas comerciales. Bluetooth® Classic Radio y como Bluetooth® Low Energy (LE) se definen de la siguiente manera:
Bluetooth® Classic radio:
Bluetooth® Classic, normalmente conocido como Bluetooth®, es una tecnología de comunicación inalámbrica que funciona en la banda de frecuencia de 2,4 GHz y se especializa en comunicación punto a punto, lo que permite que los dispositivos compartan datos en distancias cortas.
Bluetooth® Classic emplea Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) para la transmisión de datos, lo que garantiza una comunicación confiable en entornos ruidosos. La velocidad máxima que se puede alcanzar es de 3 Mbps, sujeta a factores como la distancia de los dispositivos y la interferencia.
Además, Bluetooth® Classic tiene funciones de seguridad esenciales, como el intercambio de claves de autenticación para garantizar que exista un emparejamiento confiable entre dispositivos.
Bluetooth® Classic solo es compatible con estructuras de red de punto a punto (p. ej., de teléfono inteligente a auricular)
Bluetooth® Low Energy (LE):
Bluetooth® Low Energy (BLE): tecnología de comunicación inalámbrica de 2,4 GHz, diseñada para comunicación de corto alcance entre dispositivos. Es una versión con eficiencia energética de la tecnología Bluetooth® tradicional, ya que la configuración depende de Generic Attribute Profile (GATT), una especificación amplia diseñada para transmitir y recibir segmentos de datos breves.
A diferencia del Bluetooth® clásico, Bluetooth® Low Energy está optimizado para un bajo consumo de energía, lo que lo convierte en ideal para dispositivos que funcionan con baterías pequeñas y diseñados para un uso a largo plazo. La tecnología permite la transferencia eficiente de datos, lo que la convierte en una elección popular para conectar dispositivos con recursos de potencia limitados.
Bluetooth® Low Energy (BLE) es compatible con varias topologías o configuraciones de red, lo que permite a los dispositivos comunicarse de manera diferente. Además de la topología tradicional punto a punto (maestro-esclavo) y su variación “estrella” (1 maestro, varios esclavos), BLE es compatible con topologías avanzadas: Mesh, que permite construir redes de gran envergadura y confiables, y Broadcasting que es muy útil para aplicaciones de audio y posicionamiento.
Bluetooth® LE Audio
Bluetooth Audio abarca las mejores características para Bluetooth Low Energy radio y Classic Audio, lo que permite nuevas características y el potencial de nuevos productos y casos de uso. Como literatura complementaria para este tema, consulte “Introducing Bluetooth® LE Audio by Nick Hunn: A guide to the latest Bluetooth® specifications and how they will change the way we design and use audio and telephony products.”
Bluetooth® LE Audio cambiará el juego en el audio inalámbrico, gracias a su potente códec LC3. Esta tecnología brinda estabilidad, eficiencia energética y mejores experiencias de audio a una variedad de dispositivos. Desglosemos las características clave que hacen que Bluetooth® LE Audio destaque.
Códec LC3: la transformación del audio inalámbrico
Al centro de Bluetooth® LE Audio se encuentra LC3 (Low Complexity Communication Codec), una tecnología que supera las limitaciones de su predecesora, Bluetooth® Low Energy (BLE). LC3 funciona con una tasa de bits variable y un sistema de codificación eficiente, lo que reduce de manera significativa el consumo de energía y garantiza el rendimiento óptimo de dispositivos con baterías pequeñas.
Bluetooth® LE Audio presenta tres métodos de transmisión para satisfacer necesidades diferentes:
- Punto a punto: el método clásico en donde un dispositivo envía datos de audio de manera directa a otro, como de un teléfono celular a un altavoz.
- Multistream: este método permite a un dispositivo transmitir audio de manera independiente a varios dispositivos de forma simultánea, como un teléfono celular que transmite a cada audífono de un par de auriculares.
- Broadcast: característica revolucionaria que permite a un dispositivo transmitir audio a varios dispositivos a la vez, lo que crea una experiencia de escucha comunitaria.
Bluetooth® LE Audio está causando sensación en diversas industrias, al mejorar las experiencias de sonido en todos los dispositivos:
- Auriculares: disfrute de una duración de batería más prolongada con auriculares inalámbricos eficientes.
- IoT (Internet de las cosas): potencia altavoces inteligentes y sistemas de sonido inalámbricos con un foco en la eficiencia energética.
- Dispositivos portátiles: transmite audio a relojes inteligentes con salida de sonido, lo que mejora las experiencias mientras se desplaza.
- Audífonos: mejora la accesibilidad para usuarios con restricciones de audición al proporcionar alertas de audio de alta calidad.
- Tecnología Auracast: comparte de manera simultánea un solo flujo de audio con varios dispositivos, como un teléfono celular que envía música a dos dispositivos a la vez.
Bluetooth LE Audio viene con una gama de beneficios:
- Eficiencia energética: menor consumo de energía para obtener una mayor duración de la batería.
- Capacidad Multistream: transmita audio de manera independiente a varios dispositivos al mismo tiempo.
- Baja latencia: retardo mínimo para obtener una experiencia sin problemas e inmersiva.
- Interoperabilidad: conmutación rápida entre dispositivos conectados para lograr una integración perfecta.
- Compresión escalable: LC3 ajusta la compresión de audio basándose en la calidad de la conexión, lo que optimiza el rendimiento.
- Calidad de audio: eleva la calidad de la transmisión de audio para obtener una experiencia de escucha superior.
- Asistencia auditiva: facilita la transmisión de audio precisa a audífonos, lo que mejora la accesibilidad.
Comprensión de los protocolos únicos del STM32WBA para su uso: Matter
Matter es una nueva tecnología que se ha desarrollado para conectar hogares inteligentes. Es el resultado de un esfuerzo colaborativo que involucra a más de 200 empresas, liderado por Connectivity Standards Alliance (CSA). The Matter Working Group está compuesto por los principales actores de la industria, como Google, Amazon, Samsung, Apple e Ikea, entre otros.
Ventajas:
Matter simplifica las conexiones de hogares inteligentes mediante el uso del protocolo de Internet (IP, por sus siglas en inglés) que combina Bluetooth LE, Wi-Fi y Thread. Esto reemplaza la confusa combinación de normas que existen actualmente en el mercado. Matter presenta un protocolo de capa de uso universal, que garantiza una comunicación perfecta entre diferentes dispositivos inteligentes.
Esta estandarización permite que dispositivos de distintas bandas comprendan y trabajen entre sí sin problemas. El proyecto optimiza el desarrollo de electrodomésticos inteligentes y dispositivos con Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés), lo que facilita la integración entre marcas.
Aspectos destacados y beneficios de Matter:
- Seguridad: Matter prioriza la seguridad al emplear codificación de extremo a extremo para proteger la transmisión de datos entre dispositivos, lo que garantiza la privacidad del usuario y la integridad de los datos. Se implementan sólidos mecanismos de incorporación segura de dispositivos para prevenir el acceso no autorizado a la red.
- Tipos de dispositivos y funciones: Matter categoriza los dispositivos dentro del ecosistema en funciones y tipos específicos, como "enrutadores de Thread" o "dispositivos finales", cada uno de los cuales cumple un propósito único en la red.
- Programa de certificación: Matter incluye un sólido programa de certificación para garantizar el cumplimiento de los estándares del protocolo. Los dispositivos que cumplan estos criterios reciben el logotipo de Matter, lo que significa su interoperabilidad con otros dispositivos certificados.
- Confianza para minoristas y consumidores: Matter simplifica el proceso de compra, lo que garantiza a minoristas y consumidores que los productos certificados funcionarán juntos sin problemas. Esto alivia las preocupaciones sobre compatibilidad y garantiza una experiencia fácil de usar.
Aplicaciones potenciales que pueden usar el protocolo Matter:
- Dispositivos para hogares inteligentes: Matter está diseñado para aplicaciones de hogares inteligentes, que se aplican a una gama de dispositivos, como luces inteligentes, cerraduras, termostatos y sensores. El protocolo se asegura que estos dispositivos funcionen de manera cohesiva, independientemente del fabricante.
- Dispositivos con IoT: más allá de los hogares inteligentes, el protocolo Matter amplía la compatibilidad a varios dispositivos con IoT, lo que incluye la IoT industrial, la IoT para atención médica y otros entornos conectados.
- Integración de asistentes de voz: los dispositivos con certificación Matter se integran fácilmente con asistentes de voz populares como Alexa de Amazon, Google Assistant y Siri de Apple, lo que mejora las capacidades de control por voz.
NUCLEO-WBA55
- NUCLEO-WBA52CG y NUCLEO-WBA55CG son placas inalámbricas Bluetooth® Low Energy y de ultrabaja potencia que integran una radio potente y de ultrabaja potencia, en conformidad con la especificación Bluetooth® Low Energy SIG v5.3, IEEE 802.15.4-2015 PHY y MAC, compatible con Thread®, Chip y Zigbee
- La compatibilidad de conectividad con ARDUINO® Uno V3 y los cabezales ST Morpho permite la fácil ampliación de la funcionalidad de la plataforma de desarrollo abierta de STM32 Nucleo con una amplia selección de blindajes especializados
NUCLEO-WBA52
Nuevo concepto: placa secundaria con STM32WBA
- Paquete UFQFN48, antena PCB
- Conector Arduino
- Conector Morpho
- Con certificación RF
- RPN/CPN: NUCLEO-WBA52CG
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