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IoT-Kits auf dem Prüfstand (Teil 3)

30. Mai 2018, 12:30 Uhr | Klaus Dembowski

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Visible Things Entry Starter Kit

Der Distributor Avnet Silica vertreibt schon seit längerer Zeit Visible Things, was als komplette Plattform angeboten wird und die Erfassung von Sensordaten, die Funkübertragung an ein Gateway und von dort aus die Datenweiterleitung zu einem Cloud-Service umfasst. Zum Test stand das Entry Starter Kit (Bild 4) zur Verfügung, das ein Smart-Sensor-Board mit einer Knopfzelle, ein Gateway-Board mit einem USB-Kabel für die Spannungsversorgung sowie ein kurzes Infoblatt enthält.

Zum Zeitpunkt des Testes standen noch nicht der sogenannte Quick-Starter-Guide für eine Out-of-the-Box-Demo und auch noch nicht das auf einer anderen Hardware-Plattform aufsetzende Industrial-Starter-Kit zur Verfügung. Letzteres werden wir in einer der nächsten Ausgaben der DESIGN&ELEKTRONIK testen.

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Das Smart-Sensor-Board ist eine kleine Schaltung basierend auf dem BGM111-Modul (BlueGecko) mit integriertem ARM Cortex-M4 von Silicon Labs für BLE 4.1 sowie drei Sensoren: Si114x als Lichtsensor mit Näherungs- und Gestenerkennung mithilfe von IR-Dioden, Si7021 für die Feuchtigkeits- und Temperaturmessung und dem MPU-9250 von TDK/InvenSense, der Beschleunigungssensor, Gyroskop sowie Magnetometer für jeweils drei Achsen kombiniert. Außerdem sind zwei Taster und zwei LEDs für manuelle Eingaben und die Anzeige von I/O-Funktionen vorhanden. Als alleinige Spannungsquelle ist eine CR2032-Knopfzelle vorgesehen, für die eine Halterung auf der sonst leeren Platinenrückseite montiert ist.

Das Gateway-Board basiert auf einem ARM Cortex-M7 (STM32F746 von STMicroelectronics) und einem APM6668 von APM Communication, der WiFi und BLE bietet. Ein USB-Host- (micro-USB) und ein USB-Slave-Anschluss (mini-USB), der gleichzeitig als Verbindung für die Spannungsversorgung fungiert, sowie UART, SPI und I²C, deren Signale auf Buchsenleisten am Platinenrand geführt sind, werden vom Cortex-M7 unterstützt. Ein SMSC8742 stellt die LAN-Schnittstelle (10/100 Mb/s) zur Verfügung, und für die Programmierung ist ein Debug-Header für den Anschluss eines passenden Programmers vorgesehen.

Avnet als Distributor bietet nicht wie einige Hersteller von IoT-Systemen eine eigene Entwicklungsumgebung, sondern verweist stattdessen auf das freie System Workbench for STM32. Es wurde ein Entwicklungs-Design-Flow angewendet und nicht die Out-of-the Box-Demo wie im Quick Start Guide beschrieben.

Allerdings stellte sich auf Nachfrage heraus, dass diese Information aus der Dokumentation [9] nun nicht mehr gilt und zur Programmierung des Gateway-Boards ein Softwarepaket von UbiquiOS Technology einzusetzen ist.

Zunächst mag es verwundern, warum bei einer propagierten Out-of-the-Box-Lösung das Gateway überhaupt programmiert werden muss, denn die Erwartung ist doch vielmehr, dass zumindest einer der beiden unterstützten Funkstandards (WiFi, BLE) mit der Sensorplatine von Hause aus kommunizieren kann. Weit gefehlt, denn bei Auslieferung befindet sich auf dem Gateway-Board eine unbekannte Firmware zu der weder eine Dokumentation noch der Quellcode verfügbar sind. Demnach muss man sich zunächst mit der Neuprogrammierung des Gateways mithilfe von UbiquiOS intensiv beschäftigen.

Hierfür ist bekanntermaßen eine Programmierschaltung bzw. ein Adapter notwendig, aber weder das eine noch das andere gehört zum Lieferumfang des Kits. Dies bedeutet, dass zusätzlich ein Programmieradapter ST-Link/V2 und ein passendes Adapterkabel für die Verbindung mit der SWD-Schnittstelle (CN11) auf dem Gateway Board zu erwerben ist, was mit rund 30 Euro zu Buche schlägt (Bild 5). Dazu passt dann auch das Programm ST-Link-Utility, um die für UbiquiOS generierte Binärdatei später auf das Gateway Board schreiben zu können.

Das Sensor-Board ist werksseitig mit einer Firmware programmiert, die alle zwei Sekunden BLE-Beacons mit Messdaten versendet. Für die Programmierung des Smart-Sensor-Boards ist laut Avnet das Wireless-Development-Kit SLWSTK6201A von Silicon Labs vorgesehen, das allerdings nicht mehr lieferbar ist. Aussagen zu einer geeigneten Alternative sind weder von Avnet noch von Silicon Labs zu erhalten. Für die Programmierung eines BGM111-Moduls ist allgemein das Wireless-Starter-Kit SLWSTK6101C geeignet, das rund 85 Euro kostet. Ob damit tatsächlich eine Programmierung des Smart-Sensor-Boards möglich ist, wurde nicht verifiziert. Hierfür wären am Board auch noch vier einzelne Kabel anzulöten, die mit dem Programmer zu verbinden sind, denn über einen Debug-Anschluss verfügt das Smart-Sensor-Board nicht. Unter diesen Gesichtspunkten ist dieses Board eigentlich kaum zu gebrauchen, sodass stattdessen ein anderes Modell, wie etwa das Thunderboard-Sense von Silicon Labs (siehe erster Teil) besser geeignet wäre, um Sensordaten aufzunehmen und diese an das Gateway Board per BLE zu schicken.