SparkFun Thing Plus Matter (MGM240P): Ein vielseitiges IoT-Entwicklungsboard basierend auf Matter (Testbericht)

Das SparkFun Thing Plus Matter - MGM240P ist ein vielseitiges und funktionsreiches Entwicklungsboard für die Erstellung von Matter-basierten IoT-Geräten. Matter, früher bekannt als Project CHIP (Connected Home over IP), ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Interoperabilität zwischen Smart Home- und IoT-Geräten zu ermöglichen. Das macht dieses Board zu einer interessanten Ergänzung der IoT-Entwicklungslandschaft.

Kompaktes Design mit vielen Funktionen

Das SparkFun Thing Plus Matter Board verfügt über ein kompaktes Design, 5,84 x 22,9 cm, kompatibel mit dem Formfaktor Thing Plus (Feather-kompatibel); mit zwei Befestigungslöchern. Sie können mit dem Debugging-Tool Simplicity Studio, das mit Windows, Mac OSX und Ubuntu kompatibel ist, Software für das MGM240P entwickeln. Der hookup guide bietet detaillierte Hardware-Informationen und eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, um Ihnen den Einstieg in die Simplicity Studio IDE zu erleichtern.



Folgendes sind die wichtigsten Merkmale des SparkFun Thing Plus Matter MGM240P:
 

• MGM240P-Funkmodul
• SoC – Silicon Labs EFR32MG24 Mikrocontroller
• Speicherplatz – 1536kB Flash-Speicher, 256kB RAM
• Drahtlose Verbindungen – 802.15.4-Funkprotokolle (Zigbee und Open Thread) und Bluetooth Low Energy 5.3; Matter-ready
• Erweiterbarer Speicher - MicroSD-Steckplatz
• Zwei Reihen Header mit 21x GPIO
• 4-poliger JST-Qwiic-Anschluss
• Mikrocontroller EFM32GG12B410F1024GL120-A als J-Link-Programmierer und Debugging-IC
• Unbestückter Mini-Simplicity-Anschluss für externen Debugger.
• 2-Pin-JST-Anschluss für einen einzelnen LiPo-Akku (nicht enthalten) mit LiPo-Ladegerät MC73831 und LiPo-Ladestandsanzeige MAX17048
• Stromverbrauch – 15µA, wenn das Funkmodul MGM240P im Low-Power-Modus ist.

Kompatibilität mit Matter-Protokoll

Das Board wurde mit Blick auf die Unterstützung des Matter-Protokolls entwickelt. Dies ist ein großer Vorteil für alle, die Smart-Home- oder IoT-Geräte entwickeln möchten, die nahtlos mit anderen Matter-kompatiblen Geräten kommunizieren. Die Fähigkeit des Protokolls, verschiedene IoT-Ökosysteme zu vereinen, ist eine bahnbrechende Neuerung im Bereich der IoT-Entwicklung.

Drahtlose Verbindungen und Tests

Dieses Board ist mit einem MGM12P-Modul ausgestattet, das auf der EFR32MG12-Familie von Silicon Labs basiert. Dieses Modul bietet Unterstützung für mehrere drahtlose Protokolle, einschließlich Bluetooth Low Energy (BLE) und IEEE 802.15.4 (die Grundlage von Thread und Matter). Es gibt zahlreiche Beispiele für dieses Board auf dem Simplicity Studio von Sparkfun. In meinen Tests habe ich einige dieser Beispiele überprüft, darunter auch „Matter Light Over Thread“, das im Grunde eine Matter-Beleuchtungs-App entwickelt und die App zum Laufen bringt.



Den Code auf dieses Board zu flashen ist einfach: Sie müssen zuerst Simplicity Studio installieren, Ihr Board einstecken und das Board wird automatisch erkannt. Aktualisieren Sie die Firmware Ihres Boards, bevor Sie es verwenden. Es immer von Vorteil, das Board auf dem neuesten Stand zu halten, um alle Bugs und Probleme zu vermeiden, die in der vorigen Firmware noch nicht behoben waren.



Nach der Aktualisierung der Firmware können Sie einfach auf "create new project" klicken, und schon haben Sie eine Menge Beispiele, die für die meisten Anwendungen für dieses Board geeignet sind. Ich habe das Beispiel „Matter Light Over Thead“ ausgewählt, die Firmware erstellt und sie auf das Board geladen.



Einrichtung des Google-Home-Dev-Kontos – das ist hierfür notwendig. Wenn Sie den Code auf Ihr Board hochladen, erkennt Ihr Telefon dieses Gerät automatisch als Matter-Gerät und fragt die Kopplung an. Ich konnte den Anweisungen auf der Sparkfun-Seite folgen, aber leider muss man einen Google Hub haben, um Matter-Geräte mit Google zu steuern. Wie die Abbildung unten zeigt, heißt es, „your devices require a Thread border router“.



Aber wie auch immer, ich hatte auf dem Weg bis hierher keinerlei Bedenken und bin sehr zuversichtlich, dass das funktionieren würde, wenn ich einen Google Hub hätte.

Flexible Möglichkeiten zur Stromversorgung

Das Board bietet flexible Möglichkeiten zur Stromversorgung, so dass Sie es über USB, einen LiPo-Akku oder ein externes Netzteil mit Strom versorgen können. Außerdem verfügt es über PTH-Pins, die mit den Netzen 3,3V, V_USB und V_BATT verbunden sind. Das Board ist mit einem 2-poligen JST-Stecker für den Anschluss an einen einzelligen LiPo-Akku ausgestattet, wodurch es für batteriebetriebene Anwendungen geeignet ist. Um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten, wird die Eingangsspannung durch einen 3,3-V-Spannungsregler geregelt. Darüber hinaus enthält das Board zwei wichtige Komponenten: den integrierten Ladeschaltkreis MCP73831 Single-Cell LiPo , der das Aufladen des angeschlossenen Akkus übernimmt, wenn dieser über USB-C angeschlossen ist, und die Ladestandsanzeige MAX17048, die den Ladezustand des Akkus ständig überwacht.



Standardmäßig ist der Ladestrom auf 500 mA eingestellt. Es gibt jedoch einen Drei-Wege-Jumper mit der Bezeichnung CHG, mit dem der Benutzer zwischen 500mA Ladestrom, 100mA Ladestrom oder der vollständigen Deaktivierung des integrierten Ladeschaltkreises wechseln kann, wenn er nicht benötigt wird. In meinen Tests funktionierte der Standard-Ladestromkreis wie vorgesehen und ohne Probleme. Mit dieser Funktion können Sie Ihr Projekt auch vereinfachen, da Sie nun kein Lademodul mit aufnehmen müssen.

Erweiterungsmöglichkeiten mit Qwiic-Steckern

Eine der herausragenden Eigenschaften dieses Boards ist seine Kompatibilität mit Qwiic-Anschlüssen. Qwiic ist das Plug-and-Play-System von SparkFun für den Anschluss verschiedener Sensoren und Peripheriegeräte. Es vereinfacht die Einrichtung der Hardware und macht es einfach, zusätzliche Komponenten zu Ihren IoT-Projekten hinzuzufügen.

Entwicklungstools und -ressourcen

Für Entwickler wird das Board durch die Simplicity Studio IDE und eine Fülle von Dokumentationen und Beispielprojekten von Silicon Labs gut unterstützt. Egal ob Sie Anfänger oder erfahrener Entwickler sind, diese Ressourcen können Ihnen den Einstieg erleichtern und Sie durch den Entwicklungsprozess führen.

Debugger

Dieses Board ist mit dem Mikrocontroller EFM32GG12B410F1024GL120-A ausgestattet, der als J-Link-Programmierer und -Debugger dient. Der Mikrocontroller bietet einen Mini-Simplicity-Anschluss für diejenigen, die einen externen Debugger verwenden möchten. Normalerweise ist der Debugger des Boards auf den Standardmodus eingestellt, bei dem der WAKE-Pin des Debuggers über den LP-Jumper mit V_USB verbunden ist. Der Benutzer hat jedoch die Möglichkeit, diesen Jumper zu entfernen, um den Debugger in den Low-Power-Modus zu schalten.

In Kombination mit dem Debugging-Tool von Simplicity Studio bietet dieser Debugger mächtige Low-Level-Debugging-Funktionen. Sie können eine breite Palette von Standard-Debugging-Aufgaben durchführen, einschließlich Debugger-Ausgabe, Setzen von Code-Breakpoints und sogar Eintauchen in Assembler-Code für eine detailliertere Analyse.

Interoperabilität

Eines der Hauptziele des Matter-Protokolls ist es, herstellerunabhängige Interoperabilität zwischen verschiedenen IoT-Geräten zu ermöglichen. Mit dem SparkFun Thing Plus Matter-Board sind Sie in einer hervorragenden Position, um Geräte zu entwickeln, die sich nahtlos in bestehende und zukünftige Matter-basierte IoT-Ökosysteme integrieren lassen.

Anpassung und Prototyping

Für diejenigen, die ihre IoT-Lösungen anpassen möchten, bietet das Board Möglichkeiten zum Löten von Headern und zum Konfigurieren verschiedener Einstellungen. Zusätzlich bietet das Qwiic-Ökosystem von SparkFun eine Reihe von Sensoren und Peripheriegeräten, um Ihre Projekte zu verbessern.

Projektideen und Fazit

Mit seinen umfangreichen Funktionen und der Unterstützung des Matter-Protokolls ist das SparkFun Thing Plus Matter - MGM240P ideal für die Entwicklung verschiedener IoT-Geräte. Erkunden Sie Projektideen, von Smart-Home-Geräten bis hin zu Umweltsensoren, und nutzen Sie die Möglichkeiten des Boards, um Ihre innovativen Ideen zum Leben zu erwecken.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das SparkFun Thing Plus Matter - MGM240P ein gutes IoT-Entwicklungsboard ist, das für Matter-basierte IoT-Lösungen geeignet ist. Seine Kompatibilität mit mehreren drahtlosen Protokollen, Qwiic-Anschlüssen, Batterieladefunktion und umfangreichen Ressourcen von SparkFun und Silicon Labs ermöglichen es Entwicklern, verschiedene IoT-Herausforderungen zu bewältigen. Ganz gleich, ob Sie ein neues IoT-Projekt starten oder ein bestehendes Projekt verbessern möchten, dieses Board bietet eine hervorragende Grundlage für Ihre IoT-Entwicklungsreise.