radino40 DW3000

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Das radino40 DW3000 vereint den Mikrocontroller nRF52840 von Nordic Semiconductor mit dem Funkchip DW3000 von Qorvo im kompakten radino40-Formfaktor. Der DW3000 ist ein Ultrabreitband-Transceiver nach IEEE 802.15.4-2015 und 802.15.4z und ortet auf bis zu 10 cm genau.

Der nRF52840 bringt einen 32-Bit-ARM-Cortex-M4 mit Gleitkommaeinheit bei 64 MHz, 1 MB Flash und 256 kB RAM mit. Dazu kommt eine eigene 2,4-GHz-Funkschnittstelle, die mehrere Funkstandards beherrscht.

Das radino40 DW3000 bindet den UWB-Funkchip bei sehr geringem Ruhestrom an — unter 2,3 µA bei laufender Echtzeituhr. Damit eignet es sich für batteriebetriebene Ortungssysteme mit langer Laufzeit.

Merkmale

• DW3000 UWB chip
  • Interoperability with the Apple U1 chip (Beta evaluation)
  • Supports UWB channels 5 (6.5 GHz) and 9 (8 GHz)
  • entspricht vollständig den FiRa-Spezifikationen für PHY, MAC und Zertifizierung
  • Data rates: 110 kbps, 850 kbps, 6.8 Mbps
• nRF52840 from Nordic Semiconductor
  • 32-bit ARM® Cortex®-M4 CPU with FPU, 64 MHz
  • 1 Mbyte Flash, 256 kbyte RAM
  • Dynamic multiprotocol transceiver:
    • Bluetooth 5 / Bluetooth Low Energy
    • IEEE 802.15.4/Thread
    • ANT/ANT+
    • Proprietary 2.4 GHz
  • 4x4 channel PWM unit with EasyDMA
  • 12-bit 200 ksps ADC
  • 5x 32-bit timers with counter mode
  • USB 2.0, I²C, QSPI, SPI, UART, NFC-A
  • Quadrature decoder (QDEC)
  • 3x RTC
• 37 GPIOs
• Sleep current <2.3µA

Anwendungen

• geeignet für FiRa-Systeme
• Stromsparende Echtzeit-Ortungssysteme (RTLS)

Abstandsmessung zum Telefon (FiRa)

Reference Android app: live DS-TWR ranging to three anchors, EKF-filtered 2D position (σ = 3 cm)

Das radino40 DW3000 wird mit einer einsatzfertigen FiRa-Firmware ausgeliefert, die unmittelbar mit UWB-fähigen Telefonen misst — ohne Gateway und ohne Voreinstellung.

What you need

• 3× radino40 Spider RP-SMA (901.327E) fitted with a radino40 DW3000
• 3× UWB antenna 902.067C (channel 5+9)
• Ein UWB-fähiges Telefon: Android ab 12 mit FiRa-tauglichem UWB-Chip (erprobt unter anderem mit aktuellen Samsung-Galaxy-Modellen) oder iPhone mit U1- oder U2-Chip

How it works

1. Die FiRa-Firmware über den USB-Bootloader auf die Anker spielen — ein Debugger wird nicht gebraucht — und die Anker versorgen. Sie tragen keine Konfiguration und sind untereinander austauschbar.le.
2. Das Telefon findet die Anker über Bluetooth Low Energy und handelt die FiRa-Parameter selbsttätig aus (Kanal 9, DS-TWR, statisches STS).
3. Die gesicherte UWB-Abstandsmessung im Zwei-Wege-Verfahren beginnt — der Abstand zu jedem Anker wird auf 10 cm genau bestimmt.
4. Aus drei Ankern errechnet die Beispielanwendung fortlaufend eine Position in der Ebene, gefiltert über ein EKF (im gezeigten Aufbau etwa ±3 cm).

Smartphone support

• iPhone: Apple Nearby Interaction (standard Qorvo NI BLE service); distance and — where the phone provides it — direction data
• Android: documented BLE session-setup protocol — reference app available for download below

Downloads & documentation

• Android reference app „UWB Positioning" (APK as ZIP, evaluation version) — unzip, install the APK on a UWB-capable phone (Android 12+, „install from unknown sources" must be allowed)
• Datasheet radino40 DW3000 (305000184A003) — software platform overview on page 2
• SDK für das radino40 DW3000 mit FiRa-Firmware und Beispielprojekten: auf Anfrage bei In-Circuit (sales@in-circuit.de)

Passende Trägerplatinen

Passende Trägerplatine	Bild	Bauform und Merkmale	Stand
radino40 Spider RP-SMA		Breadboard-Adapter für alle radino40-Module, RP-SMA-Buchse.	Aktuell
SpiderR40ESP32C3		Trägerplatine mit zweitem Prozessor ESP32-C3 (WLAN, Bluetooth LE). USB-C, RP-SMA-Buchse, alle Anschlüsse des Moduls auf Lötpads im Raster 2,54 mm; 50,8 × 25,4 mm. Wird mit aufgelötetem radino40 geliefert.	Aktuell

Software

See radino40 software

Anschlussbelegung

Pinout

Downloads

• Datasheet radino40 DW3000