Desain IoT kecepatan kit pengembang

Jalan menuju pembuatan produk untuk internet of things diaspal dengan papan pintar. Dalam beberapa tahun terakhir, penggunaan platform pengembangan ekonomis yang tersedia untuk desain produk IoT telah memperkaya pasar karena pengembang telah memanfaatkan fitur komunikasi dari berbagai sistem dan protokol.

Papan pintar — baik papan berbasis mikrokontroler atau SoC atau komputer papan tunggal — memungkinkan pembuatan prototipe hemat biaya dan merupakan langkah mendasar dalam pengembangan objek yang saling berhubungan. Segmen pasar untuk papan pengembangan IoT diisi baik oleh raksasa elektronik maupun oleh perusahaan rintisan, beberapa di antaranya dibiayai melalui inisiatif crowdfunding. Aktivitas pengembangan IoT berkumpul di sekitar serangkaian teknologi dominan.

ALAM SEMESTA IOT

Menghubungkan ke internet of things telah menjadi aspek umum kehidupan sehari-hari di ranah pribadi, profesional, dan publik. IoT ada di mana-mana, dimungkinkan oleh sistem yang semakin kompleks yang harus dikendalikan. Ekosistem rumit dari objek terhubung ini menawarkan peluang bagi perusahaan untuk mengejar aplikasi, produk, dan layanan yang membedakan mereka dari pesaing. Akibatnya, laju inovasi IoT semakin cepat. Memanfaatkan kemampuan gabungan sensor, protokol komunikasi, dan algoritme pembelajaran mesin menempatkan IoT di garis depan tantangan pengembangan. Untuk perusahaan di berbagai sektor, kemampuan untuk mengakses sumber daya perangkat keras dan perangkat lunak yang tersedia sangat penting untuk keberhasilan pengembangan dan pembuatan prototipe.

PAPAN PINTAR

Papan pengembangan IoT Aconno ACD52832 adalah solusi komprehensif. Meskipun dirancang untuk kasus penggunaan daya sangat rendah, ia memberikan kinerja yang memadai dengan Arm Cortex-M4F 32-bit yang berjalan pada 64 MHz. Papan ini dilengkapi dengan berbagai sensor, seperti detektor cahaya, suhu, suara, gerakan, dan getaran, untuk melayani kebutuhan ekosistem IoT. Ini juga dilengkapi beberapa LED, tombol, relay, bel, konektor servo, adaptor NFC, dan banyak lagi. Inti dari papan pengembangan adalah modul pintar Bluetooth ACN52832, yang didukung oleh sistem-on-chip Nordic Semiconductor berdasarkan Arm Cortex-M4F.

Mengikuti logika daya sangat rendah, papan pengembangan dilengkapi dengan tampilan kertas elektronik. E-paper membutuhkan konsumsi energi hampir nol untuk menampilkan gambar yang diproyeksikan. Berkat kebutuhan energinya yang minimal, layar resolusi 200 × 200 dengan kerapatan piksel 184 dpi mudah dibaca di bawah sinar matahari, dengan sudut pandang tak terbatas.

Jenis tampilan ini adalah pilihan terbaik untuk banyak aplikasi industri dan konsumen. “E-paper sangat penting karena sangat hemat daya,” kata Thomas Hollwedel, pemimpin pemasaran dan penjualan di Aconno. “Bagi kami, papan pengembangan IoT berarti ia bekerja dengan daya baterai untuk waktu yang lama sambil memberikan kinerja yang layak. Itu sebabnya layar e-paper GoodDisplay GDEP015OC1 [adalah] pilihan kami dan bukan layar LCD atau OLED.”

Pengembang yang bekerja dengan papan pintar ACD52832 dapat menggunakan perangkat lunak mbed atau Keil uvision untuk membuat prototipe dengan cepat, fleksibel, dan ekonomis. Papan dapat memudahkan transisi dari prototipe ke produksi massal berdasarkan keluarga produk Aconno. Gambar 1 menunjukkan board dengan sensor pelengkapnya, termasuk modul inersia STMicroelectronics iNEMO 9-degrees-of-freedom (9-DoF) (dengan akselerometer, giroskop, dan magnetometer) dan sensor suhu Microchip MCP9700.

Inti dari board ini adalah SoC nRF52 Nordic, yang arsitektur perangkat lunaknya yang unik menawarkan pemisahan yang jelas antara kode aplikasi dan protokol yang disebut SoftDevices. Ini dibangun di sekitar CPU Arm Cortex-M4 dengan unit titik-mengambang 64-MHz dan memiliki tag komunikasi jarak dekat NFC-A untuk digunakan dalam solusi pemasangan dan pembayaran yang disederhanakan.

Inovasi Aconno terbaru menggunakan Bluetooth adalah papan ACD52840, yang memiliki modul ACN52840 berkemampuan Bluetooth 5 (BT5) untuk mendukung pengoperasian jarak jauh dengan daya yang sangat rendah. Operasi medan bebas jarak jauh menggunakan modul telah diukur pada lebih dari 1.300 meter, menurut Aconno. Modul ACN52840 didasarkan pada SoC nRF52840 Nordic, dengan CPU Arm Cortex-M4F dan Arm TrustZone CryptoCell. Mendukung Adaptive Network Topology (ANT), Thread, Thread Mesh, dan Zigbee, memastikan masa pakai baterai yang lama. Board baru ini hadir dengan sebagian besar kemampuan sensor ACD52832 dan menyediakan tampilan e-paper, NFC, dan fitur lainnya untuk memungkinkan pengembangan produk IoT (Gambar 2).

Standar Bluetooth 5 meningkatkan jangkauan nirkabel, kecepatan, dan bandwidth untuk memungkinkan penyiaran ke dua perangkat nirkabel sekaligus. Pengguna mendapatkan mobilitas karena data dibagikan antar perangkat saat mereka berpindah dari rumah ke mobil, misalnya.

Bluetooth Special Interest Group (SIG), yang mencakup merek utama elektronik industri di seluruh dunia, memperkirakan bahwa lebih dari sepertiga perangkat IoT akan menggunakan standar Bluetooth 5 dalam beberapa tahun ke depan.

“Modul baru dan papan baru dapat mengirim dengan +8 dB, dan juga memiliki dukungan perangkat keras untuk Bluetooth 5 jarak jauh. Jadi, keuntungan utama adalah jarak,” kata Hollwedel. “Dengan modul 52832, kami mencapai jarak luar antara dua modul dalam mode terhubung 130 meter. Dengan modul 52840, kami mencapai jangkauan luar 1,3 kilometer. Kami baru saja mengukurnya lagi saat berada di Kroasia karena ada banyak daratan tempat Anda dapat benar-benar berjalan lurus berkilo-kilometer dan mengukurnya, dan itu adalah jarak yang luar biasa untuk Bluetooth.”

Mencoba membangun sistem yang terhubung dengan IoT dari awal bisa menjadi tugas yang menakutkan. Ini bisa mahal dan membutuhkan waktu dan keahlian dalam banyak disiplin ilmu teknik. Penggunaan kit pengembangan berdasarkan mikrokontroler atau SoC dapat mengatasi banyak tantangan sensorik dan rekayasa lainnya.

Papan dan solusi dari Aconno dan lainnya, seperti Sony dan Cypress, bergabung dengan Arduino, Raspberry Pi, dan Beagle Bone untuk mempercepat waktu ke pasar untuk pengenalan IoT. Tantangan pengembangan IoT akan diatasi di luar perangkat keras, dengan alat perangkat lunak yang tersedia untuk memprogram berbagai sensor dengan mudah.

Banyak dari kita secara tradisional memandang Arduino dan Raspberry Pi sebagai entitas yang terpisah. Meskipun dua papan menyajikan karakteristik yang berbeda dengan kegunaan yang berbeda dalam beberapa situasi, mereka dapat dikelola dari satu platform. Raspberry Pi adalah komputer mini; Arduino membutuhkan PC untuk diprogram.

Sony telah memasuki pasar IoT dengan Spresense Main Board, papan pengembangan yang sangat ringkas berdasarkan mikrokontroler multicore Sony CXD5602. Potensinya yang paling signifikan adalah memungkinkan pengembangan aplikasi IoT dengan cara yang sangat sederhana dan cepat, termasuk kemampuan untuk menggunakan lingkungan pengembangan terintegrasi (IDE) Arduino atau Eclipse. Papan Spresense mencakup prosesor Sony CXD5247GF dan CXD5602GG, antena GPS, antarmuka pengguna grafis, dan ekstensi untuk 26 pin eksternal. Pengaya eksternal akan tersedia dari pihak ketiga untuk Bluetooth (BLE), Wi-Fi, dan sensor gambar (Gambar 3).

PSoC 6 BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-062-BLE) dari Cypress menawarkan lingkungan kerja berbasis perangkat keras yang tidak memerlukan memori eksternal. Ini mendukung penyimpanan data yang aman dan algoritma kriptografi. Kit ini mencakup Bluetooth 5, flash NOR Quad-SPI 512 Mbit, dan pengontrol USB Type-C pengiriman daya.

Kit pengembangan yang dirancang khusus untuk Internet of Things menyediakan perangkat keras, perangkat lunak, firmware, dan alat yang diperlukan bagi para insinyur untuk mempercepat waktu produk IoT ke pasar. Penyedia kit pengembangan akan mendukung ekosistem IoT dengan solusi baru yang mudah diakses oleh para profesional dan pembuat.