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Seeed Studio XIAO nRF54L15 Matter

Introdução​

O nRF54L15 da Nordic Semiconductor é um SoC sem fio de próxima geração com ultra baixo consumo de energia, projetado para a Internet das Coisas. Ele suporta múltiplos protocolos, incluindo Matter, Thread, Zigbee, Bluetooth LE e NFC, permitindo que desenvolvedores criem dispositivos de casa inteligente interoperáveis e preparados para o futuro.

Com a ascensão do Matter como padrão unificado de conectividade promovido pela Connectivity Standards Alliance (CSA), o nRF54L15 oferece uma plataforma de desenvolvimento robusta para explorar e validar aplicações Matter. Seu alto desempenho, baixo consumo de energia e rádio multiprotocolo integrado o tornam adequado tanto para produtos de casa inteligente para consumidores quanto para dispositivos IoT industriais.

Nesta documentação, percorreremos os exemplos de aplicações Matter disponíveis no SDK Nordic para o nRF54L15. Esses exemplos demonstram recursos-chave como integração de dispositivos, comunicação segura e interação com ecossistemas comuns como Apple HomeKit, Google Home e Amazon Alexa.

Pré-requisitos​

Para começar a desenvolver uma aplicação Matter no XIAO nRF54L15, certifique-se de que os seguintes componentes de hardware e software estejam preparados e prontos.

Hardware​

  • Placa Seeed Studio XIAO nRF54L15.
  • Hub Matter compatível (ex.: Amazon - Echo Dot) para conectar à rede Matter.
  • Controlador Matter (ex.: Aplicativo Amazon Alexa) para gerenciar e interagir com seu dispositivo habilitado para Matter
Seeed Studio XIAO nRF54L15Seeed Studio XIAO nRF54L15 Sense
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Software​

dica

Antes de executar o exemplo, certifique-se de que o XIAO nRF54L15 foi configurado no nRF Connect SDK. Se ainda não foi concluído, consulte este guia Wiki.

Início Rápido com o Exemplo Matter​

Criar uma rotina Matter​

Na extensão nRF Connect para VSCode, selecione: Criar Nova Aplicação → Copiar Exemplo → Digite "matter" → Selecione Matter Thermostat

Quando programado, o exemplo inicia automaticamente o advertising Bluetooth® LE e prepara o dispositivo Matter para o comissionamento em uma rede Thread habilitada para Matter. O exemplo usa um LED para mostrar o estado da conexão.

O exemplo pode operar em um dos seguintes modos:

  • Modo de sensor de temperatura simulado - Neste modo, o exemplo de termostato gera medições de temperatura simuladas e as imprime no terminal. Este é o modo padrão, no qual o exemplo fornece valores de temperatura simulados.（Aqui usamos por padrão）

  • Modo de sensor de temperatura real - Neste modo, o exemplo de termostato é vinculado a um sensor de temperatura Matter remoto, que fornece medições de temperatura reais. Este modo requer integração de sensor externo.



dica

  • Observe que a versão do seu SDK deve ser 3.0.2. Versões abaixo desta podem causar erros.

  • Atualmente, apenas duas rotinas são suportadas (Matter Thermostat e Matter Light Bulb). Rotinas adicionais serão gradualmente adicionadas no futuro.

Configurar a placa de desenvolvimento​

Crie os dois arquivos a seguir no diretório da placa, nomeando-os respectivamente

Navegue até o diretório sysbuild/mcuboot/boards e adicione os dois arquivos a seguir:

Habilitar Partição e DFU​

Configuração do Sysbuild​

Compilar o Projeto​

  • Abra a janela Adicionar Configuração de Build.
  • No campo SDK, selecione a versão necessária (ex.: nRF Connect SDK v3.0.2).
  • No campo Toolchain, selecione a versão correspondente.
  • Para o alvo da placa: xiao_nrf54l15/nrf54l15/cpuapp

Gravação do programa via West Flash​

  • Abra o terminal nRF
  • Basta inserir o comando west flash. Para gravar seu dispositivo, simplesmente insira o comando west flash. O caminho destacado em vermelho indica a localização do seu arquivo .elf compilado. Você pode usar esse mesmo caminho para encontrar o arquivo .hex correspondente, que é adequado para programação com um depurador J-Link.

Adicionar dispositivo Matter​

Após compilar e gravar o firmware no XIAO nRF54L15, você pode usar a ferramenta nRF Serial Terminal para visualizar logs de depuração e recuperar o QR code de comissionamento do dispositivo.

Passo 1. Abra o Gerenciador de Toolchains e inicie as Ferramentas de Terminal.

Passo 2. Na barra de ferramentas lateral, selecione nRF Serial Terminal para acessar a porta serial.

Passo 3. No menu pop-up, escolha a porta serial que corresponde ao seu XIAO nRF54L15.

Passo 4. Assim que o terminal estiver aberto, você verá um link de QR code de comissionamento impresso no log. Copie este link e abra-o no seu navegador para gerar o QR code do dispositivo Matter.

Passo 5. Escaneie este QR code com uma plataforma compatível com Matter para adicionar seu dispositivo.

Configuração do Hub Matter​

Baixar o Aplicativo Alexa​

Adicionar um Dispositivo Matter no Aplicativo Alexa​

  • Ir para Início: Abra o Aplicativo Alexa e toque no botão "+" no canto superior direito.
  • Adicionar Dispositivo: No menu, selecione "Device".
  • Escolher Tipo de Dispositivo: Na lista de dispositivos, selecione "Matter".
  • Escanear QR Code: Na tela de configuração do Matter, toque em "Scan QR Code" e escaneie o QR code do seu dispositivo (ou escolha inserir o código numérico).
  • Renomear Dispositivo：Após a configuração, dê um nome ao seu dispositivo, como "Termostato", e toque em Update Name.
  • Dispositivo Aparece na Lista：Após adicionado, você verá o novo Termostato na lista de Dispositivos.
  • Controlar Dispositivo：Abra a página de controle do Termostato para ajustar a temperatura (ex.: Resfriar para 79°F, Aquecer para 68°F) e definir o modo (ex.: Auto).

Visão Geral do Diretório do Projeto​

default_zap/​

  • thermostat.zap
    • Arquivo de configuração ZAP que define a configuração de clusters e atributos para a aplicação de termostato Matter.
  • zap-generated/
    • Arquivos-fonte gerados automaticamente pela ferramenta ZAP com base na configuração .zap.

temperature_measurement/​

  • sensor.cpp / sensor.h
    • Abstração de driver de baixo nível para o sensor de temperatura.
    • Responsável pela leitura dos valores brutos de temperatura.
  • temp_sensor_manager.cpp / temp_sensor_manager.h
    • Gerencia a coleta de dados do sensor.
    • Fornece valores de temperatura processados para componentes de nível superior.
    • temperature_manager.cpp / temperature_manager.h
    • Supervisiona a lógica de controle de temperatura.
    • Faz interface com atributos Matter (ex.: temperatura atual, pontos de ajuste).

Camada de Aplicação​

  • app_task.cpp / app_task.h
    • Define o loop principal da tarefa da aplicação.
    • Coordena a inicialização, o tratamento de eventos e a comunicação com a pilha Matter.
  • main.cpp
    • Ponto de entrada da aplicação.
    • Inicializa o hardware, a pilha Matter e inicia a tarefa da aplicação.
    • chip_project_config.h
    • Configuração específica do projeto para a pilha Matter.
    • Inclui definições de clusters, tamanho de armazenamento de atributos e alternâncias de funcionalidades.

Integração com Matter​

  • thermostat.matter
    • Arquivo de definição de dispositivo Matter que descreve clusters, atributos e endpoints para o termostato.
  • zcl_callbacks.cpp
    • Implementa funções de callback para a Zigbee Cluster Library (ZCL).
    • Trata alterações de atributos, comandos (ex.: atualização de ponto de ajuste) e relatórios.

Referências e Recursos​

Se você é novo no Matter, os recursos a seguir fornecem conhecimento fundamental e suporte ao desenvolvimento para trabalhar no ecossistema Matter:

  • Guias de Início Rápido: Um ponto de partida ideal para aprender os fundamentos do Matter, abordando conceitos essenciais e componentes do ecossistema.
  • Jornada do Desenvolvedor Matter: Um guia abrangente pelo processo de desenvolvimento Matter, incluindo ferramentas necessárias, recursos e melhores práticas para uma implementação eficaz.
  • Especificações Matter: Especificações técnicas para o protocolo Matter e seus componentes. Este é o recurso principal para entender as capacidades e os detalhes operacionais do protocolo.
  • O Modelo de Dados do Dispositivo - Google Home Developers: Uma explicação aprofundada do modelo de dados do dispositivo, que padroniza como as funcionalidades e capacidades dos dispositivos são representadas no ecossistema Matter.

Suporte Técnico e Discussão sobre Produtos​

Obrigado por escolher nossos produtos! Estamos aqui para fornecer diferentes tipos de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atender a diferentes preferências e necessidades.

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