作者：陸向陽
Maker運動的興起有部份得力於IoT的推波助瀾，而IoT通常需要搭配無線通訊技術，若為區域性的通訊通常是用Wi-Fi HaLow、Sub-1GHz，若為廣域性的通訊則常用NB-IoT、LoRa，其他也可能用Bluetooth、Sigfox等。
然而無線射頻技術的應用廣泛，還包括太空中的衛星通訊，或如同雷達般的測距、測向等，對此Arduino身為最眾、最廣的Maker社群，近期決議擴展無線射頻技術的支援，包含支援衛星通訊板卡，以及推出超寬頻硬體套件。
Arduino IDE支援Iridium Certus 9704 Launch Pad
所謂支援衛星通訊板卡，是銥（Iridium）衛星公司與Device Solutions公司合作，由銥公司提供Iridium Certus 9704衛星收發器模組，再由Device Solutions製成Iridium Certus 9704 Launch Pad開發者套件，並可使用Arduino IDE進行程式開發，使Maker能輕易實現衛星通訊。
圖1 左右兩片Iridium Certus 9704 Launch Pad開發者套件（圖片來源：Arduino官網）
銥公司在太空軌道上有66顆衛星，衛星通訊信號幾乎覆蓋全地球，有部份頻寬用於衛星電話通話服務，部份則供IoT使用，供IoT使用也稱為IMT（Iridium Messaging Transport）服務，每個裝置發訊可以有100kB的資料傳輸量。
事實上Iridium Certus 9704收發器模組內即有9704收發器晶片，銥公司在此之前已推出過多款銥衛星的收發器晶片，9704為最新一代，比前一代減少83%閒置時間，這意謂著大幅省電，讓裝置與衛星間的通訊時間更長或待機時間更久。
在Iridium Certus 9704 Launch Pad開發者套件上還有其他硬體控制資源可用，例如有一顆Microchip ATSAMD21J18A控制器，有UART、SPI、I2C介面，以及22根I/O接腳。
22根I/O接腳中包含12根PWM輸出接腳、8根ADC輸入接腳、1根類比輸出接腳、14根外部中斷輸入接腳，端看如何設定配置使用。另外還有u-blox MAX-M10S GNSS（全球定位）模組、瞬時按鈕和壓電蜂鳴器等。
Arduino Pro支援超寬頻
Arduino社群僅以Arduino IDE軟體開發工具支援衛星收發器板卡，但對於超寬頻（Ultra-wideband, UWB）的支援則是軟體、硬體都上陣，軟體自然還是Arduino IDE，但硬體方面則與Truesense公司合作（註1），由Arduino官方推出Portenta UWB Shield及Arduino Stella。
圖2 Arduino Stella（左）與Arduino Portenta UWB Shield（右）（圖片來源：Arduino官網）
Portenta UWB Shield是一片附加子卡，要搭配Arduino過往即有的Portenta C33主控板（註2）一起使用，賦予主控板UWB能力。Portenta UWB Shield嚴格來說是配置了Truesense公司的DCU150模組，而模組內其實是使用NXP的UWB晶片Trimension SR150。
使用Portenta UWB Shield既可以讓Portenta C33主控板扮演UWB定位的主控方（定位他物者）也能扮演受控方（被定位者）。
除了Portenta UWB Shield外還有Arduino Stella，Stella純然扮演UWB受控方的角色，更簡單說類似Apple的防丟器AirTag般，是可以讓其他具有UWB收發能力的主控端來尋找它、定位它的。
更具體說，Stella內使用了Truesense公司的DCU040模組，模組內使用了NXP的UWB晶片Trimension SR040。
Stella雖為受定位的角色，看似比較單純，但其實極大可能有延伸開發需求，所以Stella上也有其他硬體資源可供規劃運用，如Nordic公司的nRF52840控制器（Cortex-M4核心，內建浮點運算器，具BLE通訊）、蜂鳴器、CR2032電池座、USB Type-C連接器、QWIIC連接器、IMU慣性感測器、重置鈕、使用者定義按鈕等。
Arduino有了UWB定位能力後可以有諸多應用，透過UWB的收發感測可以直接判別人們的肢體動作與手勢，從而實現比劃操控；或者用於AGV無人搬運車的行走定位與避障；或高價敏感性資產的庫存盤點；或門禁；或電動車充電樁充電定位等。
結語
最後，之所以需要衛星通訊，是因為全球4G、5G基地台的訊號覆蓋仍以人口稠密區為主，只佔地表10%面積，故現在各界積極將B5G、6G基地台高空化，正是為了覆蓋剩餘的90%面積，雖然高空化有無人機、熱氣球等方案，但目前最成熟的依然是衛星。
至於UWB，雖然Wi-Fi、Bluetooth也能定位，但精準度均不如UWB，UWB可以到數公分位移的偵測，Wi-Fi則有公尺性的偏差，對於賣架賣物偵測、生產輸送帶上的生產品偵測、掃地機器人等均難以使用，此正是UWB優勢所在。
而Arduino IDE程式開發方式能延伸到衛星的近乎100%地表通訊、公分級位移精準定位，將能讓Maker再獲另一創意發揮空間，此值得期待。
註1：事實上早於2024年10月Arduino便與Truesense初步合作，而推出Stella、Portenta UWB Shield屬於後續的進一步深化合作。
註2：Portenta系列屬於產業用的Arduino，即Arduino Pro，故Arduino官方很明顯把UWB相關應用優先訴求於產業用。
延伸閱讀：
- Unlock Precision Tracking with Arduino Stella and Portenta UWB Shield（影片）
- 使用iPhone內建的UWB來尋找Arduino Stella（影片）
（本篇文章經同意轉載自vMaker，原文連結；責任編輯：謝嘉洵。）
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