SparkFun Thing Plus Matter (MGM240P): Een veelzijdig Matter gebaseerd IoT Ontwikkelboard (Review)

De SparkFun Thing Plus Matter - MGM240P is a veelzijdig ontwikkelboard dat rijk is aan features en ontworpen is voor het ontwikkelen van Matter-gebaseerde IoT apparatuur. Matter, voorheen bekend als Project CHIP (Connected Home over IP) is een protocol dat ontwikkeld is om interoperabiliteit mogelijk te maken tussen smart home en IoT apparaten, wat het board een welkome aanvulling maakt in het ontwikkellandschap.

Compact en Volop Mogelijkheden

De SparkFun Thing Plus Matter biedt een compact ontwerp (5.84 x 22.9 cm) en is compatible met de Thing Plus vormfactor (Feather-compatible) met twee bevestigingsgaten. U kunt software voor de MGM240P ontwikkelen met behulp van het Simplicity Studio debug tool, dat werkt onder Windows, Mac OSX en Ubuntu Linux. De hookup guide biedt gedetailleerde informatie over de hardware alsmede een stap voor stap handleiding die u helpt met Simplicity Studio IDE te beginnen.



Enkele belangrijke eigenschappen van de SparkFun Thing Plus Matter MGM240P zijn:
 

• MGM240P draadloze module
• SoC – Silicon Labs EFR32MG24 microcontroller
• Geheugen/Opslag – 1536kB Flash Memory, 256kB RAM
• Draadloos– 802.15.4 protocollen (Zigbee en Open Thread) en Bluetooth Low Energy 5.3; Matter-ready
• Opslag – MicroSD card socket
• Twee header rijen met 21x GPIO
• 4-pin JST Qwiic connector
• EFM32GG12B410F1024GL120-A microcontroller als J-Link programmeer en debug interface.
• Mini Simplicity aansluiting (zonder connector) voor een externe debugger.
• 2-Pin JST connector voor een LiPo accu (exclusief) met MC73831 LiPo lader en MAX17048 LiPo laadindicatie.
• Energieverbruik– 15µA met de MGM240P in Low Power mode.

Matter Protocol Ondersteuning

Het board is ontwikkeld met het Matter protocol in gedachten, en dat is een groot voordeel voor wie smart home of IoT apparatuur ontwikkelt die naadloos moet samenwerken met andere Matter-compatibele apparatuur. De mogelijkheid van het Matter protocol om verschillende IoT ecosystemen te laten samenwerken is een echte game-changer op het gebied van IoT ontwikkeling.

Draadloze Connectiviteit en Testen

Het board is voorzien van een MGM12P module, dat is gebaseerd op de Silicon Labs EFR32MG12 familie. Deze module biedt ondersteuning voor diverse draadloze protocollen zoals Bluetooth Low Energy (BLE) en IEEE 802.15.4 (de basis van Thread en Matter). Er zijn talloze voorbeelden voor het board beschikbaar in Sparkfun’s Simplicity Studio. Tijdens mijn tests heb ik enkele van deze voorbeelden getest, waaronder het Matter Light Over Thread voorbeeld, dat de basis biedt voor een Matter verlichtingsapp, en heb die ook aan het werk gekregen.



Programmeren van code voor het board is eenvoudig. Eerst moet u Simplicity Studio installeren, dan het board aansluiten - het wordt automatisch gedetecteerd. Upgrade dan eerst de firmware op het board alvorens dit in gebruik te nemen: het is altijd goed om boards up-to-date te houden om bugs en andere problemen te vermijden die in oudere versies firmware aanwezig kunnen zijn.



Na de update kunt u “create new project” kiezen, en er zijn er legio voorbeelden beschikbaar voor bijna elke toepassing. Ik koos het voorbeeld: “Matter Light Over Thread”, compileerde de firmware, en laadde deze in het board.



Aanmaken van een Google Home Dev (Developer) account is noodzakelijk. Als u de gemaakte code in het board wilt laden zal uw telefoon het device automatisch herkennen als zijnde Matter compatibel en vragen of u het wilt koppelen. Ik kon de instructies die beschikbaar zijn op de Sparkfun pagina, netjes volgen maar een Google Hub is noodzakelijk om Matter apparatuur vanuit Google te kunnen besturen. Zoals te zien in onderstaande figuur is de melding: “your devices require a Thread border router”.



Hoe dan ook, ik had geen noemenswaardige problemen tijdens het proces en heb er alle vertrouwen in dat, als ik een Hub beschikbaar gehad zou hebben, het ook echt was gaan werken.

Flexibele Voedingsmogelijkheden

Het board biedt flexibele voedingsmogelijkheden waardoor u het kunt voeden vanuit USB, een LiPo accu of een externe voeding. Er zijn ook PTH pinnen aangesloten op de 3.3V, V_USB en V_BATT circuits. Het board is ook voorzien van een 2-pins JST connector die de mogelijkheid biedt om een 1-cel LiPo accu aan te sluiten waardoor het geschikt wordt voor batterijgevoede toepassingen. Om een stabiele werking te garanderen wordt de voedingsspanning verzorgd door een 3.3V spanningsregelaar. Daarnaast zijn er nog twee belangrijke onderdelen: het MCP73831 1-Cel LiPo Laad IC dat het opladen van de accu verzorgt als het board gevoed wordt via USB-C, en een MAX17048 1-Cel laadindicator die de status van de accu continue bewaakt.



De laadstroom is standaard ingesteld op 500mA. Een jumper met drie posities en het label CHG maakt het gebruikers mogelijk om de laadstroom in te stellen op respectievelijk 500mA of 100mA laadstroom, of het laadcircuit helemaal uit te schakelen als dit niet nodig is. Bij mijn tests werkte de standaardinstelling zoals bedoeld, zonder problemen. Dit maakt projecten eenvoudiger omdat u geen externe laadmodule hoeft toe te voegen aan het systeem.

Uitbreidingsmogelijkheden via Qwiic Connectoren

Een van de kenmerkende mogelijkheden van het board is de compatibiliteit met Qwiic aansluitingen. Qwiic is SparkFun‘s plug-and-play systeem voor het aansluiten van allerlei sensors en andere randapparaten. Dit vereenvoudigt het opzetten van de hardware waardoor eenvoudig extra modules aan IoT projecten toegevoegd kunnen worden.

Ontwikkeltools en Bronnen

Ontwikkelaars worden voor dit board goed ondersteund door de Simplicity Studio ontwikkelomgeving met een weelde aan documentatie en voorbeeldprojecten van Silicon Labs. Zowel beginners als ervaren ontwikkelaars kunnen profijt hebben van deze bronnen bij het begin van een project, maar ook als gids door het gehele ontwerpproces.​​​​​​​

Debugger

Het board is voorzien van een EFM32GG12B410F1024GL120-A microcontroller die dienst doet als J-Link programmer en debugger. Er is een Mini Simplicity Connector voor wie gebruik wil maken van een externe debugger. Normaal staat het board in standard mode met de debugger WAKE pin aangesloten aan V_USB via de LP jumper. Gebruikers hebben de mogelijkheid om deze jumper los te koppelen waardoor de debugger in Low Power mode schakelt.

Deze debugger biedt krachtige, low-level debugmogelijkheden als deze gekoppeld wordt met Simplicity Studio's debug tool. U kunt dan gebruik maken van een scala aan standaard debugmogelijkheden waaronder debugger uitvoer, instellen van breakpoints in de code en u kunt zelfs in de assemblercode duiken voor gedetailleerde analyses.

Interoperabiliteit

Een van de belangrijke doelstellingen van het Matter protocol is het bieden van interoperabiliteit tussen IoT apparatuur, ongeacht de producent. Met het SparkFun Thing Plus Matter board heeft u een prima uitgangspositie om apparatuur te ontwikkelen die naadloos aansluit op huidige en toekomstige op Matter gebaseerde IoT ecosystemen.

Maatwerk en Prototyping

Voor wie IoT oplossingen op maat ontwikkelt biedt het board mogelijkheden om er headers op te solderen en diverse instellingen te configureren. Verder biedt SparkFun's Qwiic ecosysteem een scala aan sensoren en randapparaten om projecten mee uit te breiden.

Project Ideeën en Conclusie

De uitgebreide mogelijkheden en de ondersteuning van het Matter protocol maken het SparkFun Thing Plus Matter - MGM240P board ideaal voor het ontwikkelen van IoT apparatuur. Verken ideeën voor projecten, van smart home apparatuur tot omgevingssensoren en benut de mogelijkheden van het board om uw innovatieve ideeën te verwezenlijken.

Samenvattend is het SparkFun Thing Plus Matter - MGM240P board een prima IoT ontwikkelboard voor op Matter gebaseerde IoT oplossingen. De compatibiliteit met diverse draadloze protocollen, Qwiic connectoren, een accu laadsysteem en de uitgebreide informatiebronnen van SparkFun en Silicon Labs maken het ontwikkelaars mogelijk een veelheid aan IoT uitdagingen aan te gaan. Of u nu een nieuw IoT project gaat opzetten of een bestaand systeem wilt opwaarderen, dit board biedt een uitstekende basis voor uw IoT projecten.

Vertaling: Adrie Kooijman