노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor)의 nRF54L15 태그는 초저전력 자산 태그와 블루투스(Bluetooth®) 트래커, ‘애플 파인드 마이(Apple Find My)’ 및 ‘구글 파인드 허브(Google Find Hub)’ 호환 기기를 손쉽게 개발할 수 있도록 지원하는 배터리 기반 초소형 프로토타이핑 플랫폼이다. 노르딕의 초저전력 무선 nRF54L15 SoC를 기반으로 하는 nRF54L15 태그는 듀얼 안테나를 탑재하고 있어 구글 파인드 허브의 정밀 탐색(Precision Finding) 기능을 향상시키고, 블루투스 채널 사운딩(Channel Sounding) 기반 거리 측정 기능의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 다양한 센서가 통합되어 있어 엣지 AI 및 매터(Matter) 애플리케이션을 위한 프로토타이핑도 빠르게 수행할 수 있다.

 

이 글에서는 nRF54L15 태그의 주요 기능을 간략히 소개하고, 구글 파인드 허브와 애플 파인드 마이, 블루투스 채널 사운딩, 엣지 AI 및 매터를 비롯한 주요 애플리케이션을 살펴보도록 하겠다. 또한, nRF54L15 태그를 기반으로 구현할 수 있는 다양한 활용 사례와 태그의 추가 센서 및 버튼을 이용한 플랫폼 확장 방법도 함께 알아보도록 하자.

 

 

주요 기능 개요

 

nRF54L15 태그는 블루투스 트래커와 자산 태그, 스마트 웨어러블, 리모컨과 같은 배터리 기반 소형 제품의 프로토타이핑 및 개념 검증(Proof-of-Concept, PoC)에 최적화되어 있다. 특히, nRF54L15 태그는 2개의 2.4GHz 안테나를 탑재하고 있어 블루투스 채널 사운딩의 안정성을 향상시킨다. 이 안테나들은 RF 스위치를 통해 제어되며, 펌웨어에 다중 안테나를 구성하면, 채널 사운딩 절차가 진행되는 동안 자동으로 전환된다.

 

nRF54L15 태그의 센서 및 I/O 개요(그림 3)에서 볼 수 있듯이, 탑재된 센서는 자산 태그와 블루투스 트래커 등을 비용 효율적으로 프로토타이핑할 수 있도록 최적화되어 있다. nRF54L15 태그에는 움직임이 감지되면 시스템을 활성화하는 저전력 가속도계와 엣지 AI 학습 데이터 수집, 제스처 인식, 동작 추적 등 스마트 기능을 갖춘 제품의 프로토타이핑을 위한 6축 관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU), 그리고 스마트 홈 애플리케이션을 위한 환경 센서 등이 탑재되어 있다. 또한, 추가 센서와 버튼 등을 쉽게 연결할 수 있도록 설계되어 기능 확장이 용이하다.

 

nRF54L15 태그의 주요 기능은 다음과 같다.

 

‧ 차세대 2.4GHz 무선 기능을 지원하는 QFN 패키지 기반 초저전력 멀티 프로토콜 무선 nRF54L15 SoC

‧ 무선 프로토콜 지원: 블루투스 LE(Bluetooth Low Energy), 블루투스 채널 사운딩, 블루투스 메시(Bluetooth Mesh), 매터, 스레드(Thread), 지그비(Zigbee), 알리로(Aliro), NFC, 2.4GHz 독자 프로토콜

‧ 1.5MB의 비휘발성 메모리(NVM) 및 256kB RAM

‧ 128MHz Arm® Cortex®-M33

‧ 블루투스 채널 사운딩의 안정성을 향상시키는 듀얼 2.4GHz 안테나

‧ 움직임 감지 시 시스템을 활성화하고, 배터리 수명을 연장하는 저전력 가속도계(ADI(Analog Devices)의 ADXL367)

‧ 엣지 AI, 센서 융합, 웨어러블, AR/VR 등을 위한 고정밀 가속도계 및 자이로스코프(보쉬(Bosch)의 BMI270)

‧ 온도, 습도, 기압 및 가스 농도 측정을 위한 환경 센서(보쉬의 BME688)

‧ 상태 표시, 데모 및 디버깅을 위한 사용자 프로그래밍 가능 RGB LED 1개

‧ 사용자 입력 처리를 위한 사용자 프로그래밍 가능 버튼 1개

‧ CR2032 코인 셀 배터리로 구동(배터리 홀더 포함)

‧ 기능 확장을 위한 사용자 프로그래밍이 가능한 추가 버튼과 리셋 버튼, RGB LED, 부저 및 외부 메모리를 연결할 수 있는 풋프린트

‧ 프로그래밍 및 디버깅을 위한 노르딕의 개발 키트 및 세거(SEGGER)의 J-Link 디버거 지원

 

 

nRF54L15 태그를 위한 nRF 커넥트 SDK의 샘플 및 예제 애플리케이션

 

nRF 커넥트 SDK(nRF Connect SDK)는 nRF54L15 태그를 위한 다양한 샘플과 예제 애플리케이션을 제공하며, 이를 이용하면 개념 검증을 효과적으로 수행할 수 있다. nRF54L15 SoC를 대상으로 제공되는 대부분의 nRF 커넥트 SDK 샘플은 nRF54L15 태그에도 사용할 수 있다. 여기에서는 nRF54L15 태그를 이용한 프로토타이핑에 적합한 대표적인 샘플과 예제 애플리케이션을 소개한다.

 

블루투스 패스트 페어 위치 추적 태그

블루투스 패스트 페어: 위치 추적 태그(Bluetooth Fast Pair: Locator tag) 샘플은 구글 파인드 허브 및 안드로이드 파인드 허브 앱과 호환되는 블루투스 트래커 기기를 구현할 수 있도록 지원한다. 블루투스 트래커는 일반적으로 소지품에 부착할 수 있는 작은 크기의 태그 형태가 일반적이지만, 파인드 허브는 블루투스를 지원하는 모든 종류의 기기에 적용할 수 있다. 파인드 허브 또는 파인드 마이와 호환되는 기기는 원거리 추적을 위한 크라우드소싱 기반 블루투스 네트워크와 근거리 추적을 위한 블루투스 채널 사운딩 및 UWB와 같은 정밀 탐색 기술을 이용해 소유자가 기기의 위치를 안전하게 추적할 수 있도록 해준다. 단, UWB는 nRF54L15의 기본 기능에 포함되어 있지 않다.

 

참고: 블루투스를 지원하는 전용 위치 추적 태그는 물론, 모든 블루투스 기기를 파인드 마이와 호환되도록 구현할 수 있으며, 두 에코시스템 모두 소유자가 기기의 위치를 확인할 수 있도록 해준다. 즉, 전기자전거나 스마트워치, 전동칫솔과 같은 제품에도 파인드 마이 기능을 추가해 기존 애플리케이션의 가치를 더욱 높일 수 있다.

 

nRF54L15 태그는 듀얼 안테나와 움직임을 감지하여 태그를 활성화하는 저전력 가속도계를 탑재하고 있어 파인드 허브 호환 트래커에 특히 적합하다. 또한, nRF54L15 SoC는 1.5MB의 비휘발성 메모리(NVM)와 256kB RAM을 갖추고 있어 nRF54L15 태그를 이용해 파인드 허브와 파인드 마이를 모두 지원하는 단일 제품을 구현할 수 있다. 두 개의 안테나는 블루투스 채널 사운딩 기반 거리 측정 기능의 안정성을 향상시키며, 이를 통해 '파인드 니어바이(Find Nearby)' 기능을 사용할 때 파인드 허브 앱이 정밀 탐색을 위해 두 안테나를 모두 사용할지 여부를 결정할 수 있다.

 

정밀 탐색 기능은 구글 파인드 허브 사양에 거리 측정 기능을 추가하여 탐색기(Seeker) 기기가 제공자(Provider) 기기와의 거리를 정밀하게 측정할 수 있도록 지원한다. 이 기능은 블루투스 채널 사운딩과 같은 거리 측정 기술을 이용해 정확한 근접 정보를 제공함으로써 분실된 기기를 더욱 쉽고 정확하게 찾을 수 있도록 사용자 경험을 향상시킨다.

 

 

애플 파인드 마이 네트워크

애플 파인드 마이 네트워크를 지원하는 애플리케이션을 개발하기 위해서는 애플 파인드 마이 SDK에 대한 접근 권한을 확보해야 한다. 애플은 WWDC26에서 iOS 27의 파인드 마이 액세서리와 코어 블루투스(Core Bluetooth) 에코시스템에 블루투스 채널 사운딩을 추가로 지원한다고 발표했다.

 

파인드 마이 액세서리가 블루투스 채널 사운딩을 지원하기 위해서는 다음과 같은 요구사항을 갖춰야 한다:

‧ 인라인 PCT 전송(Inline PCT Transfer)을 지원하는 블루투스 6.3 사용

‧ PBR 모드-0 및 모드-2 지원

‧ 최소 100마이크로초의 T_ICS 사용

 

nRF 커넥트 SDK v3.3.1 이상 버전과 nRF54L 시리즈 디바이스를 이용하면, 이러한 요구사항을 충족할 수 있다. 블루투스 채널 사운딩을 지원하려면 스마트폰에 N1 칩이 탑재되어 있어야 하며, 이는 아이폰 17 및 아이폰 에어 시리즈에서 지원된다.

 

블루투스 채널 사운딩

블루투스 채널 사운딩은 1m 미만의 높은 정확도로 두 기기 간의 실제 거리를 측정할 수 있으며, 통합 보안 기능과 뛰어난 상호운용성을 제공한다. 블루투스 채널 사운딩은 두 기기가 연결된 상태에서 1:1(Point-to-Point)로 거리를 측정하는 기술로, 한 기기는 초기 톤 신호를 전송하고, 거리 측정 알고리즘을 처리하는 이니시에이터(Initiator) 역할을 수행한다. 다른 기기는 수신한 신호를 이니시에이터로 다시 전송하는 리플렉터(Reflector) 역할을 수행한다.

 

배터리로 구동되는 컴팩트한 크기의 nRF54L15 태그는 블루투스 채널 사운딩의 거리 측정 기능을 향상시키는 듀얼 안테나를 갖추고 있어 블루투스 채널 사운딩 리플렉터로 활용하기에 매우 적합하다. 또한, 듀얼 안테나는 개발자가 보다 정교한 거리 측정 알고리즘을 적용하여 더 높은 정확도와 안정성을 구현할 수 있도록 지원한다. 구글 픽셀 10(Google Pixel 10)과 같은 블루투스 채널 사운딩 지원 스마트폰을 이용해 nRF54L15 태그의 성능을 손쉽게 평가할 수 있다.

 

채널 사운딩 리플렉터는 이니시에이터보다 더 낮은 프로세싱 성능만으로도 동작하며, 전력소모도 적다. 대표적인 리플렉터로는 소형 폼팩터와 안정적이고 빠른 RF 통신을 필요로 하는 IoT 태그와 트래커, 키포브(Key Fob), 웨어러블 기기 등이 있으며, nRF54L15 태그는 이러한 애플리케이션에 이상적인 프로토타이핑 플랫폼이다.

 

또한, nRF54L15 태그는 블루투스 채널 사운딩 이니시에이터로도 사용할 수 있다. 앞서 언급한 것처럼, 이니시에이터는 일반적으로 거리 측정 데이터를 처리하는 알고리즘을 실행하기 때문에 더 많은 전력을 소모한다. 따라서 nRF54L15 태그는 리플렉터로 사용하는 것이 더 적합하며, 스마트폰이나 nRF54L15 DK와 같은 다른 임베디드 기기를 이니시에이터로 활용하는 것이 좋다.

 

엣지 AI 제스처 인식

nRF 커넥트 SDK용 엣지 AI 애드온(Edge AI Add-on)은 엣지 AI를 위한 다양한 샘플과 예제 애플리케이션을 제공한다. nRF54L15 태그는 고정밀 6축 관성측정장치를 이용해 학습 데이터를 수집하고, 스마트 링과 리모컨, 웨어러블 기기와 같은 제품의 스마트 기능을 프로토타이핑하는 데 적합하다. 또한, 이 태그는 특허받은 신경망 성장(Network-Growing) 알고리즘을 이용해 사용자 데이터로부터 생성된 초소형 엣지 AI 모델인 뉴튼(Neuton) 모델을 실행할 수 있다.

 

엣지 AI 애드온은 스와이프(Swipe), 흔들기, 탭, 회전과 같은 제스처를 인식할 수 있도록 nRF54L15 태그용 제스처 인식 예제 애플리케이션도 제공한다. 엣지 AI는 센서 융합에도 활용할 수 있으며, 이를 통해 자산 태그의 포지셔닝이나 거리 측정 정확도를 향상시키는 것은 물론, 다양한 스마트 애플리케이션에도 적용할 수 있다.

 

매터 웨더 스테이션

매터 웨더 스테이션(Matter Weather Station)은 nRF 커넥트 SDK에서 제공되는 예제 애플리케이션으로, 매터 애플리케이션 계층을 이용해 다양한 센서 기반의 기상 데이터 측정 기기를 구현할 수 있도록 지원한다. nRF54L15 태그는 온도와 습도, 기압, 가스 농도를 측정할 수 있는 환경 센서를 탑재하고 있어 이러한 용도에 매우 적합하다.

 

이 예제 애플리케이션은 nRF54L15 태그의 사용자 구성이 가능한 버튼을 이용해 기기의 상태를 제어한다. 구현된 기상 측정 기기는 주기적으로 온도와 기압, 상대습도를 측정하고, 측정된 데이터를 기기의 메모리에 저장한다. 저장된 데이터는 매터 컨트롤러(Matter Controller)를 통해 접근할 수 있으며, 이 컨트롤러는 매터 프로토콜을 이용해 기상 측정 기기와 통신하고, 매터 데이터 모델(Matter Data Model)에 따라 데이터를 주고받는다.

 

추가 센서 및 버튼

 

nRF54L15 태그는 nRF54L15 SoC의 외부로 노출된 GPIO를 통해 기능을 확장할 수 있도록 지원한다. 또한, 추가 버튼과 센서, 기타 주변장치를 쉽게 연결할 수 있는 풋프린트 구조를 갖추고 있어 플랫폼의 기능을 더욱 확장할 수 있다.

 

설계를 컴팩트하게 유지하고, 비용 효율성을 높이기 위해 nRF54L15 태그 키트에는 이러한 구성요소들이 포함되어 있지 않다. nRF54L15 태그는 앞서 설명한 주요 활용 사례에 최적화된 센서들이 탑재되어 있으며, 동시에 추가 구성요소를 연결할 수 있는 풋프린트와 외부로 노출된 GPIO를 통해 필요에 따라 기능을 더욱 확장할 수 있도록 설계되었다.

 

조엘 카우포(Joel Kauppo) 수석 제품 마케팅 엔지니어, 노르딕 세미컨덕터(Nordic Semiconductor) |