Akıllı lambalar, akıllı prizler derken uzun yıllardır duyduğumuz akıllı ev kavramı hayatımızda hızlıca yer edinmeye başlıyor. Başlarda her marka kendi altyapısına bağlanabilen ürün aileleri oluştururken şimdi ortak protokoller ile tüm cihazlar birbirine bağlanabilir hale geliyor.
Bu yazıda akıllı ev kavramı üzerine son çalışması ile bu işi DIY/MAKER grubuna indirgemeyi hedefleyen Arduino ekibinin yeni kartı Nano Matter‘dan bahsedeceğim.
Arduino Nano Matter Nedir?
Arduino Nano Matter, Arduino ve Silicon Labs iş birliğinden doğan, Matter protokolü ile uyumlu bir geliştirme kartı. Tanıdık Nano form faktöründe tasarlanan Nano Matter, kablosuz bağlantı yetenekleri ve kolay kodlanabilmesi ile akıllı ev projeleri için ideal bir platform olarak görünüyor.
Silicon Labs’ın MGM240S serisi çipi üzerine kurulu olan Nano Matter, firmanın Arduino Core yazılımı sayesinde Arduino IDE ile kolayca kodlanabiliyor. Bu çip Wi-Fi, BLE, OpenThread ve Matter desteğine, yani IoT uygulamaları için gereken her şeye sahip.
Bu kart, özellikle IoT (Internet of Things) projeleri için tasarlandı ve desteklediği Matter protokolü ise akıllı ev cihazlarının uyumlu ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlamak amacıyla geliştirildi.
Nano Matter’ın Başlıca Özellikleri:
- Ufacık: Nano Matter, 45x18mm boyutlarıyla kompakt bir tasarıma sahip. Bu sayede breadboard veya küçük prototipleme kartlarında kullanılabilir.
- Güçlü işlemci: Nano Matter 78 MHz hızında çalışan ARM Cortex-M33 çekirdeğine sahip bir mikrokontrolcü içeriyor.
- Kablosuz bağlantı: Kart Bluetooth Low Energy (BLE) bağlantısını destekliyor. Temel amacı Matter olsa da Bluetooth desteği kartın kullanım amacını genişletiyor.
- Düşük tüketim: Nano Matter düşük güç tüketimi düşünülerek tasarlanan bir kart. Üzerindeki güç LED’ini bile iptal edebiliyor olmak pille çalışan projelerde büyük avantaj getiriyor.
Arduino – Silicon Labs İşbirliği
Arduino ekibi 9 Ocak 2024 tarihinde Matter platformunu bizlere kazandırma hedefi için bu platformu en iyi destekleyen üreticilerden Silicon Labs ile işbirliği yaptığını açıklamıştı.
IoT konusunda devasa çalışmaları olan Silicon Labs da bu sayede DIY/MAKER kitlesine kendisini tanıtma imkanı buluyor. Bu işbirliğinin ilk ürünü olan Arduino Nano Matter, Silicon Labs’ın MGM240S çipi üzerine kurulu.
Arduino Nano Matter, Matter protokolünün kolayca kullanılmasını sağlıyor ve akıllı ev projelerinin geliştirilmesini hızlandırmayı amaçlıyor.
Neden Community Preview Olarak Adlandırılıyor?
Arduino Nano Matter şu an için “Community Preview” olarak adlandırılıyor. Arduino ekibi ürünün hala deneysel bir aşamada olduğunun altını çiziyor ve bizlerden alınan dönütlerle nihai ürünün hazırlanacağını söylüyor.
Kart şu an geliştirilme aşamasında olduğu için ileride bazı özellikleri değişebilir. Arduino bu deneysellikten özellikle bahsediyor ve kartın herhangi bir garantisinin olmadığını da belirtiyor. Silicon Labs’ın bu kartı da içeren Arduino Core yazılımı sık sık güncelleme alıyor.
Matter Platformu
Matter, akıllı ev cihazlarının uyumlu ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlayan bir bağlantı standardı. Bu protokol farklı IoT üreticilerinin geliştirdiği cihazların birbirleriyle sorunsuz bir şekilde iletişim kurmasını sağlıyor.
Matter, güvenlik ve performans açısından IoT standartlarını ileriye taşıyor. Matter ile akıllı ev cihazları kolayca kurulup yönetilebilir ve böylece ev otomasyonu farklı markaların farklı ürünleri ile daha çeşitli ve daha erişilebilir olabilir.
Matter platformu kullanıcıların cihazları ayarlama süreçlerini basitleştiriyor. Farklı üreticilerin geliştirdikleri ampul, priz veya benzeri cihazların aynı akıllı ev platformu üzerinde sorunsuz çalışabilmesi, kullanıcıların cihazları kurma ve yönetme etme sürecini kolaylaştırıyor.
Matter platformu Connectivity Standards Alliance (CSA) tarafından geliştirilen ortak bir altyapı. CSA, akıllı ev bağlantısı için standartlar belirleyen bir kuruluş ve üyeleri arasında Google, Apple, Amazon, Samsung, Siemens, Silicon Labs, NXP, Infineon, Espressif, STMicro gibi devler yer alıyor. Matter platformu Thread ve Wi-Fi Mesh gibi teknolojileri kullanarak akıllı ev cihazlarının güvenli ve ölçeklenebilir bir şekilde bağlanabilmesini hedefliyor.
Arduino Nano Matter ile Yapılabilecekler
- Akıllı Ev Sistemleri: Arduino Nano Matter, ışıklandırma, ısıtma ve güvenlik sistemlerini otomatikleştirmek etmek için kullanılabilir. Matter protokolü sayesinde farklı markaların cihazları bir arada uyumlu şekilde çalışabiliyor.
- Sensör Ağları: Çeşitli sensörleri kullanarak çevresel verileri toplayabilir ve analiz edebilmek mümkün. Örneğin, hava kalitesi izleme sistemleri ile birlikte çalışan havalandırma sistemleri veya yağış odaklı akıllı sulama sistemleri oluşturabilmek mümkün.
- Giyilebilir Teknoloji: Akıllı saatler gibi giyilebilir teknolojilerde BLE bağlantısı sayesinde az güç tüketen projeler yapılabilir.
- Endüstriyel IoT: Üretim süreçlerini izlemek ve optimize etmek için projeler geliştirilebilir. Çipin desteklediği Secure Vault teknolojisi ile endüstriyel ortamlarda veri güvenliği sağlanabilir.
Arduino Nano Matter, Matter protokolünü geliştirme kartlarına taşıyan ve akıllı ev projelerini DIY/MAKER kitlesine getiriyor. Nano formatı ve kolay kodlama yetenekleri sayesinde akıllı ev meraklıları ve profesyoneller için ideal bir platform haline gelmiş durumda.
Nano Matter şu anda “Community Preview” aşamasında olsa da sunduğu imkanlar ile akıllı evlerin geleceği için büyük bir potansiyele sahip.
Nano Matter’ın Teknik Özellikleri
- 32-bit Arm Cortex-M33, 78 MHz frekansında yüksek performanslı ve düşük güç tüketimli bir işlemci, geniş bir yelpazede IoT uygulamaları için ideal.
- 1536 KB Flash bellek ve 256 KB RAM
- 802.15.4 (Thread) desteği. IoT cihazlarının düşük güç tüketimli ve güvenli bir şekilde iletişim kurmasını sağlayan ana platform. Matter protokolü Thread üzerinden çalışıyor.
- Bluetooth Low Energy 5.3: Kısa mesafede temel veri iletişimi arayüzünün güncel versiyonu.
- Bluetooth Mesh: Cihazların kompleks ağlar oluşturup katılabilmesi için uygun platform. Dağıtık sensör sistemleri için profesyonel çözüm.
- Güvenlik: Secure Vault teknolojisi ile IoT cihazlarının güvenliğini artırılıyor.
- Type-C soketi, artık standartlaşmış kolay bağlantı imkanı demek.
- 3.3V lojik seviye ile klasik Nano’dan ayrılıyor. Düşük güç tüketimli tasarımlar için uygun.
- VIN veya IN5V girişi üzerinden 5V ile beslenebiliyor.
- 18×45 mm, geleneksel Nano boyutları. Castellated edges tasarımı ile PCB üzerine SMD montajına uygun.
- 22 GPIO, 20 ADC ve 4 DAC pini, gelişmiş PWM, 2 UART, 2 SPI ve 2 I2C kanalı ile çok çeşitli bağlantı ve kullanım imkanına sahip.
Arduino Nano Matter’i Destekleyen Cihazlar
Nano Matter’ı çalıştırmak için Thread Border Router donanımına sahip cihazlara ihtiyacımız var. Akıllı hub cihazınız aşağıdakilerden biri değilse Nano Matter’a bağlanamazsınız.
- Google: Nest Hub (2nd Gen), Nest Hub Max, Nest Wifi Pro (Wi-Fi 6E), Nest Wifi
- Amazon: Echo (4th Gen), Echo Show 10 (3rd Gen), Echo Show 8 (3rd Gen), Echo Hub, Echo Studio (2nd Gen), Echo Plus (2nd Gen), eero Pro 6 and 6E, eero 6 and 6+, eero PoE 6 and gateway, eero Pro, eero Beacon, eero Max 7
- Apple: Apple TV 4K (3rd generation) Wi-Fi + Ethernet, Apple TV 4K (2nd generation), HomePod (2nd generation), HomePod mini
Sıradaki bölümde Arduino Nano Matter’a daha yakından bakacak ve tasarım tercihlerinden bahsedeceğim.
