Cùng học VBLUNO - Phần 1: Mở hộp và đánh giá

Trái tim của VBLUNO là một chip bluetooth Nordic nrf51822 với giá khoảng 100k VND. Đây là chip bluetooth khá phổ biến. Tuy nhiên để lập trình chip này thì các bạn cần một nền tảng khá cao về lập trình phần cứng, và cần phải đầu tư một số phụ kiện để nạp chip. Nhận thấy đây là một rào cản rất lớn đối với người sử dụng, các kỹ sư ở VNG IoTLab đã giải quyết bài toán phổ cập hóa công nghệ bluetooth bằng 2 bước:

• Thiết kế bo mạch với một chip USB có sẵn để người sử dụng có thể nạp code trực tiếp bằng cáp USB thông thường. Ngoài ra, VBLUNO cũng được trang bị thêm các bộ phận bảo vệ nguồn, đèn LED, nút bấm để thuận tiện hơn cho việc lập trình. Các bạn lập trình viên sẽ không còn phải đau đầu với phần cứng nữa.
• Đi các chân xuất của Nordic nrf51822 sao cho giống với Arduino UNO và viết gói dữ liệu giúp người sử dụng có thể lập trình trên nền tảng Arduino IDE.   

Do vậy, bạn có thể định nghĩa VBLUNO theo 2 hướng. Một là xem VBLUNO như một Arduino UNO được nâng cấp với công nghệ bluetooth nhắm đến các ứng dụng không dây và năng lượng thấp. Hai là xem VBLUNO như một bo mạch Bluetooth có các chân xuất tương tự như Arduino UNO giúp các bạn đã có nền tảng vi điều khiển Arduino tiếp cận công nghệ Bluetooth một cách thuận lợi hơn. Việc chọn định nghĩa nào là hoàn toàn tùy thuộc vào kiến thức nền của các bạn.

Để hiểu rõ hơn, ta cùng nhìn vào hình minh họa so sánh giữa VBLUNO (trái) với Arduino (phải). VNG gắn chip nordic lên PCB màu đen và gọi đây là BLE Module. BLE Module này sau đó được gắn lên PCB màu xanh lá để tương thích với một Arduino UNO thông thường (bên phải). Một điều khá thú vị là bạn có thể xem thiết kế phần cứng của các chân VBLUNO trên trang git nhưng VNG không công bố bản vẽ phần cứng của BLE Module. Hơi tiếc là điều này đi ngược với phương châm mã nguồn mở open sourced nhưng lại bảo đảm chất lượng đầu ra sản phẩm, hạn chế việc sao chép giả mạo.   

Ngoài bluetooth ra, VBLUNO khác với Arduino UNO ở các điểm sau:

• 3.3V logic: Đây là điểm rất quan trọng các bạn nên lưu ý. VBLUNO dùng logic 3.3V nên sẽ không tương thích với một lượng lớn cảm biến hiện nay. Do đó khi dùng cảm biến 5V (như PIR phát hiện chuyển động chẳng hạn) mà không qua cầu giảm áp các bạn có nguy cơ làm hỏng VBLUNO.
• ARM core: VBLUNO dùng vi điều khiển ARM nên có dung lượng bộ nhớ cao hơn. So với Arduino mega thì VBLUNO có gấp đôi bộ nhớ flash, 4 lần SRAM. Tuy nhiên VBLUNO lại không có EEPROM nên các bạn không lưu dữ liệu được.

Điểm khác biệt đầu tiên là VBLUNO chuyển sang dùng micro usb nhỏ gọn thay vì USB type B như trên sơ đồ pinout bên phải. Đây là một điểm cộng, vì ngoài chuyện tiết kiệm không gian và giảm khối lượng bo, các thiết bị điện tử ngày nay thường dùng micro usb (sạc điện thoại chẳng hạn). Tuy nhiên do phải thiết kế lại board nên thông tin về các chân GPIO bị rút gọn đi nhiều. Font chữ bị thu nhỏ lại và các ký tự ANALOG, DIGITAL, PWM đều không được in. Điều này khá bất tiện cho việc kiểm tra sơ đồ mạch trong các dự án có nhiều linh kiện.

Một điểm chưa ổn khác nữa của VBLUNO chính là các chân cho CMSIS-DAP bị bẻ 1 góc 90 độ nằm chìa hẳn ra ngoài làm tăng kích thước vật lý của bo. Tuy nhiên lỗi này không nặng lắm, chỉ cần hàn lại các chân là xong.

VBLUNO còn có một jumper dùng trong việc nạp code. Bạn phải thay đổi trạng thái của jumper ít nhất là 2 lần nếu bạn muốn sửa và nạp lại code (application => programming => application). Đây là một điểm trừ khá lớn của VBLUNO trong việc prototyping, nhưng nếu bạn xác định dự án của minh đã hoành chỉnh không cần chỉnh sửa phần mềm nữa thì đây không thành vấn đề.