Los kits de desarrollo aceleran el diseño de IoT

El camino hacia la creación de productos para Internet de las cosas está pavimentado con pizarrones inteligentes. En los últimos años, el uso de plataformas de desarrollo económicas y fácilmente disponibles para el diseño de productos de IoT ha enriquecido el mercado a medida que los desarrolladores han aprovechado las características de comunicación de varios sistemas y protocolos.

Las tarjetas inteligentes, ya sean tarjetas basadas en microcontroladores o SoC o computadoras de una sola tarjeta, permiten la creación de prototipos rentable y son un paso fundamental en el desarrollo de objetos interconectados. El segmento de mercado de las placas de desarrollo de IoT está poblado tanto por gigantes de la electrónica como por nuevas empresas, algunas de las cuales se financian a través de iniciativas de financiación colectiva. La actividad de desarrollo de IoT está convergiendo en torno a una serie de tecnologías dominantes.

EL UNIVERSO IOT

La conexión a Internet de las cosas se ha convertido en un aspecto común de la vida diaria en los ámbitos personal, profesional y público. IoT está en todas partes, habilitado por sistemas cada vez más complejos que deben controlarse. Este intrincado ecosistema de objetos conectados ofrece a las empresas la oportunidad de buscar aplicaciones, productos y servicios que los diferencien de la competencia. Como resultado, el ritmo de la innovación de IoT se está acelerando. Aprovechar las capacidades combinadas de sensores, protocolos de comunicación y algoritmos de aprendizaje automático coloca a IoT a la vanguardia de los desafíos de desarrollo. Para las empresas de una variedad de sectores, la capacidad de acceder a recursos de hardware y software fácilmente disponibles es fundamental para el desarrollo y la creación de prototipos exitosos.

TABLEROS INTELIGENTES

La placa de desarrollo Aconno ACD52832 IoT es una solución integral. Aunque está diseñado para casos de uso de energía ultrabaja, ofrece un rendimiento suficiente con un Arm Cortex-M4F de 32 bits que funciona a 64 MHz. La placa está equipada con una amplia gama de sensores, como detectores de luz, temperatura, sonido, movimiento y vibración, para satisfacer los requisitos del ecosistema de IoT. También cuenta con varios LED, botones, relés, un zumbador, conectores de servo, un adaptador NFC y más. El núcleo de la placa de desarrollo es el módulo inteligente Bluetooth ACN52832, alimentado por un sistema en chip de Nordic Semiconductor basado en Arm Cortex-M4F.

Siguiendo la lógica de consumo ultrabajo, la placa de desarrollo está equipada con una pantalla de papel electrónico. El papel electrónico requiere un consumo de energía prácticamente nulo para mostrar una imagen proyectada. Gracias a sus requisitos mínimos de energía, la pantalla de resolución de 200 × 200 con una densidad de píxeles de 184 ppp se puede leer fácilmente a la luz del sol, con ángulos de visión ilimitados.

Estos tipos de pantallas son la mejor opción para muchas aplicaciones industriales y de consumo. "El papel electrónico es muy importante porque es de muy bajo consumo", dijo Thomas Hollwedel, líder de marketing y ventas de Aconno. “Para nosotros, una placa de desarrollo de IoT significa que funciona con batería durante mucho tiempo y ofrece un rendimiento decente. Es por eso que la pantalla de papel electrónico GoodDisplay GDEP015OC1 [fue nuestra] elección y no una pantalla LCD u OLED ".

Los desarrolladores que trabajan con la placa inteligente ACD52832 pueden utilizar las herramientas de software mbed o Keil uvision para crear prototipos de forma rápida, flexible y económica. El tablero puede facilitar la transición del prototipo a la producción en masa basada en la familia de productos Aconno. La Figura 1 muestra la placa con su complemento de sensores, incluido el módulo inercial STMicroelectronics iNEMO de 9 grados de libertad (9-DoF) (con un acelerómetro, giroscopio y magnetómetro) y el sensor de temperatura Microchip MCP9700.

El núcleo de la placa es el SoC nRF52 de Nordic, cuya arquitectura de software única ofrece una clara separación entre el código de la aplicación y los protocolos llamados SoftDevices. Está construido alrededor de una CPU Arm Cortex-M4 con unidades de punto flotante de 64 MHz y tiene una etiqueta de comunicaciones de campo cercano NFC-A para usar en soluciones simplificadas de emparejamiento y pago.

La última innovación de Aconno que utiliza Bluetooth es la placa ACD52840, que tiene un módulo ACN52840 habilitado para Bluetooth 5 (BT5) para admitir operaciones de largo alcance a muy baja potencia. La operación de campo libre de largo alcance utilizando el módulo se ha medido a más de 1.300 metros, según Aconno. El módulo ACN52840 se basa en el SoC nRF52840 de Nordic, con una CPU Arm Cortex-M4F y Arm TrustZone CryptoCell. Es compatible con la topología de red adaptable (ANT), Thread, Thread Mesh y Zigbee, lo que garantiza una larga duración de la batería. La nueva placa viene con la mayoría de las capacidades de sensor del ACD52832 y proporciona una pantalla de papel electrónico, NFC y otras características para permitir el desarrollo de productos de IoT (Figura 2).

El estándar Bluetooth 5 aumenta el alcance, la velocidad y el ancho de banda inalámbricos para permitir la transmisión a dos dispositivos inalámbricos a la vez. Los usuarios ganan movilidad porque los datos se comparten entre dispositivos a medida que se mueven de la casa al automóvil, por ejemplo.

El Grupo de Interés Especial de Bluetooth (SIG), que incluye las principales marcas de electrónica industrial en todo el mundo, predice que más de un tercio de todos los dispositivos de IoT utilizarán el estándar Bluetooth 5 en los próximos años.

“El nuevo módulo y la nueva placa pueden enviar con +8 dB, y también tiene soporte de hardware para Bluetooth 5 de largo alcance. Entonces, una ventaja clave es la distancia ”, dijo Hollwedel. “Con el módulo 52832, logramos una distancia exterior entre dos módulos en modo conectado de 130 metros. Con el módulo 52840, logramos un alcance exterior de 1,3 kilómetros. Lo medimos nuevamente mientras estábamos en Croacia porque hay una gran cantidad de tierra donde realmente puedes caminar en línea recta durante kilómetros y medir, y esa es una distancia increíble para Bluetooth ".

Intentar construir un sistema conectado a IoT desde cero puede ser una tarea abrumadora. Puede resultar caro y requiere tiempo y experiencia en muchas disciplinas de la ingeniería. El uso de kits de desarrollo basados ​​en microcontroladores o SoC puede abordar muchos de los desafíos sensoriales y de ingeniería.

Las placas y soluciones de Aconno y otros, como Sony y Cypress, se unen a empresas como Arduino, Raspberry Pi y Beagle Bone para acelerar el tiempo de comercialización de las introducciones de IoT. Los desafíos del desarrollo de IoT se abordarán más allá del hardware, con herramientas de software disponibles para programar fácilmente los diversos sensores.

Muchos de nosotros hemos visto tradicionalmente a Arduino y Raspberry Pi como entidades separadas. Aunque los dos tableros presentan características diferentes con usos diferentes en algunas situaciones, se pueden administrar desde una única plataforma. Raspberry Pi es una mini computadora; Arduino necesita una PC para ser programado.

Sony ha entrado en el mercado de IoT con su placa principal Spresense, una placa de desarrollo muy compacta basada en el microcontrolador multinúcleo Sony CXD5602. Su potencial más significativo es permitir el desarrollo de aplicaciones de IoT de una manera muy simple y rápida, incluida la capacidad de utilizar los entornos de desarrollo integrados (IDE) Arduino o Eclipse. La placa Spresense incluye los procesadores Sony CXD5247GF y CXD5602GG, una antena GPS, una interfaz gráfica de usuario y una extensión para 26 pines externos. Los complementos externos estarán disponibles de terceros para Bluetooth (BLE), Wi-Fi y sensores de imagen (Figura 3).

El PSoC 6 BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-062-BLE) de Cypress ofrece un entorno de trabajo basado en hardware que no requiere memoria externa. Es compatible con el almacenamiento seguro de datos y los algoritmos criptográficos. El kit incluye Bluetooth 5, un flash NOR Quad-SPI de 512 Mbit y un controlador USB Type-C de suministro de energía.

Los kits de desarrollo diseñados específicamente para Internet de las cosas proporcionan el hardware, el software, el firmware y las herramientas necesarias para que los ingenieros aceleren el tiempo de comercialización de los productos de IoT. Los proveedores de kits de desarrollo respaldarán el ecosistema de IoT con soluciones nuevas y de fácil acceso tanto para profesionales como para fabricantes.