Azure Sphere uygulaması geliştirmek ve projenizi prototiplemek için kullanabileceğiniz en kapsamlı donanımlardan biri Avnet'in ürettiği Azure Sphere MT3620 Starter Kit'tir. Bu kitin üzerinde Azure Sphere modülü, dahili sensörler, genişleme soketleri ve batarya bağlantısı yer alıyor. Bu kaynakta MT3620 Starter Kit'in detaylı özelliklerini ve yazılıma donanımdan daha yakın olanlar için bu özellikleri nasıl kullanabileceğinizi paylaşacağım.

Modül vs. Geliştirme Kartı

Azure Sphere modülü pul büyüklüğünde, içerisinde mikrodenetleyici, kablosuz iletişim devresi ve anten bulunduran bir parçadır. Alt ve yan kısmında dış dünyayla açılan pinleri bulunur. Bu pinlerle modül elektrik alır, sensör gibi bileşenlerle iletişim kurar.

Modüller tek başlarına kullanılamaz. Deneme, ürün geliştirme ve ilk testlerin yapıldığı süreçlerde geliştirme kartları üzerinde kullanılırlar. Sonraki aşamada projeye özel donanım üretilirken PCB (Elektronik baskı devre) üzerinde yerini alır.

Bu ayrımı netleştirmek için hava kalitesi ölçen bir ürün geliştirdiğinizi varsayalım. Sırasıyla önce Azure Sphere'i çözmeniz, sonra birkaç farklı sensörü sisteminize bağlayıp ölçümlerini karşılaştırmanız ve ölçümleri buluta göndermeniz gerekir. Buraya kadar ihtiyaçlarınızı geliştirme kartı ile karşılarsınız. Ardından gerçek hayatta kullanılacak donanımı geliştirmeye başlarsınız. Donanımınız ilk denemelerine hazır olduğunda artık çalışmalarınızı modül üzerinden yapmanız, belli durumlarda daha gerçekçi sonuçlar vermeye başlayacaktır. Örneğin, geliştirme kartınızı USB üzerinden beslerken, son ürününüzü batarya ile çalıştırdığınızda karşılaşabileceğiniz farklılıklar gibi.

Bilinmesi gereken başka bir fark da, geliştirme kartlarının endüstriyel ortam şartlarına göre korumasız olduğudur. PLC (Programmable Logic Controller) gibi donanımlar Voltaj dalgalanmalarına, ani yükselmelere ve dışarıdan gelebilecek dalgalara karşı korumalıdır. Yani, modül ve mikrodeneyleyicilerin bağlantıları dışarıya bağlanırken optik izolasyondan geçer ya da statik elektriğe karşı koruma devreleri aracılığıyla yoluna devam eder. Oysa geliştirme kartlarında bağlantılar direkt olarak dışarıya açıktır. Geliştirme kartlarını ev ve ofis gibi yerlerde (cep telefonunuzu huzurlu olarak elektriğe bağlayacağınız mekanlarda) kullanabilirsiniz. Ne zaman ki cep telefonu adaptörünüzü takmakta tereddüt ederseniz, o alanda geliştirme kartınızı da kullanmamalısınız.

Başlangıç sürecini kolaylaştırmak için geliştirme kartları üzerinde donanımın çalışma ve işlevini gösteren LED'ler (gösterge ışıkları) bulunur. Bu LED'lerin biri donanım çalışırken, iki tanesi cihaz ile bilgisayarınız haberleşirken, diğerleri de sizin belirlediğiniz durumlarda aktif olur. Aynı zamanda, bir butona basıldığında event tetiklenmesi gibi denemelerinizi de geliştirme kartı üzerindeki butonlarla yapabilirsiniz.

Modül Özellikleri

Azure Sphere MT3620 Module, bir IoT donanımında sağlanması gereken tüm özellikleri üzerinde bulunduruyor.

Avnet MT3620 Azure Sphere Module

Modülün özellikleri aşağıdaki gibidir:

  • MT3620AN SoC: Mikroişlemci, RAM, hafıza, kablosuz iletişim ve donanımsal güvenliği içerisinde bulunduran entegredir. Bu bileşenleri tek bir çipte bulundurduğu için SoC (System on Chip) olarak adlandırılır. Uygulamanız bu çipte depolanır ve çalışır.
  • UART, SPI ve I2C Bağlantıları: Modülün sensör, GPS, GSM modülü gibi bileşenlerle iletişim kurmasını sağlayan iletişim protokolleridir.
    UART Çoğunlukla GPS ve GSM modülleri ile iletişimde kullanılır. Bazı endüstriyel protokoller de UART üzerinden çalışır.
    SPI Hızlı bir iletişim protokolüdür. İvme sensörleri gibi saniyede binlerce kez okuma yapılması gereken iletişimlerde, hafıza erişiminde ya da USB Hub gibi veri transferi işlemlerinde kullanılır.
    I2C Sensör iletişiminde en çok kullanılan protokoldür. I2C İle bağlı cihazların birer adresi olur ve bir hat üzerinde 100'ün üzerinde cihaz modülle haberleşebilir. Örnek olarak, sıcaklık ve ışık sensörlerinden ölçüm bilgisini I2C üzerinden okursunuz.
  • 27 GPIO Bağlantısı: Buton, röle, LED gibi bileşenleri kullanmak için GPIO (General Purpose Input Output) pinleri kullanılır. GPIO Pini 1 ya da 0 bilgisini okur ya da yazar. Örneğin, bir LED'i yakmak için bağlı olduğu pine logic 1 gönderilir, söndürmek için de logic 0 gönderilir. Ya da bir butona basıldığında bağlı olduğu pinden logic 1 okunur, buton serbestken logic 0 okunur. GPIO Pinleri; iletişim, analog ve PWM pinleriyle paylaşımlıdır.
  • 3 12-Bit Analog Giriş: Analog girişler, ilgili pine uygulanan Voltaj'ı ölçer. Bir radyonun ses düğmesi gibi, çevrildikçe Voltaj değeri değişen elektronik bileşenlerin okunmasını sağlar. Ya da analog sensörlerden (ışık, sıcaklık, toprak nemi gibi) ölçüm yapılmasını sağlar.
  • 9 PWM Çıkışı: Bir pine hızlı bir şekilde elektrik verip kesen özelliktir. Ufak bir hoparlörden (buzzer) bip sesleri ya da melodi çıkarmak için PWM kullanılır. Ya da motorların hızını kontrol etmek, LED'lerin parlaklıklarını ayarlamak gibi işlemleri PWM ile yapmak mümkündür.
  • RTC (Gerçek zaman saati): Donanım üzerinde saat tutulmasını sağlar. VBAT girişinden elektrik sağlanması gereklidir.
  • Dual-band 2.4/5GHz 802.11 a/b/g/n Wi-Fi: Kablosuz ağ bağlantısı sağlar. Çoğu IoT donanımında olmayan 5GHz frekansını da destekler.
  • Dual-band 2.4/5GHz chip antenna: İnternet bağlantısını sağlayan antendir.

Starter Kit Özellikleri

MT3620 Starter Kit, Azure Sphere Modülü bağlantılarını dışarıya taşıyan, üzerinde sensörleri ve konnektörleri bulunan bir geliştirme kartıdır. Kartın yapısı ve özellikleri aşağıdaki gibidir:

Avnet Azure Sphere MT3620 Starter Kit

Özellikler

  • 3 Eksen Accel ve Gyro sensörleri.
  • Sıcaklık ve basınç sensörleri.
  • Işık sensörü.
  • 2 MikroElektronika MikroBUS genişleme yuvası.
    Mikroelektronika'nın ürettiği 800'ün üzerinde sensör, iletişim, ekran gibi bileşenleri kolaylıkla bağlayabileceğiniz soketler. (Bazı modüllerin low-level sürücülerini yazmanız / bulmanız gerektiğini unutmayın.)
  • Grove System I2C Sensör bağlantı soketi.
    Seeed Studio'nun Grove System sensörlerini ve dışarıdan bağlayacağınız diğer sensörleri kullanabilmeniz için soket yuvası.
  • Harici 128x64 OLED ekran bağlantı pinleri. (Lehim gerektirir.)
  • Micro USB Port: Donanım ayarları, debug, kurtarma ve sisteme elektrik vermek için.
  • Dışarıdan 5V ve batarya bağlantısı için terminal bağlantı pad'leri. (Lehim gerektirir.)

Bu özellikleri kullanarak Azure IoT servislerine veri gönderebilirsiniz ve gerçek veri üzerinde çalışabilirsiniz. Bir proje prototipi üzerinde çalışıyorsanız ilk sonuçlarınızı hızlıca alabilirsiniz.