Si su aplicación IoT necesita una variedad de sensores y un potente procesador IoT conectado además de un camino rápido para llegar a tener un prototipo funcional, la Placa secundaria de sensor de TE Connectivity y la SD 600eval son las soluciones perfectas.
Introducción
Los sensores son los ojos y oídos de la Internet de las Cosas (Internet of Things, IoT). Sin sensores, ¿de dónde vendría la información que impulsa los análisis de big data claves para las aplicaciones IoT? Los sensores ambientales ayudan a fomentar una calefacción y enfriamiento con uso eficiente de la energía en edificios inteligentes, mientras que los sensores en grandes aplicaciones agrícolas prueban la humedad y las condiciones del suelo para fomentar un cuidado de los cultivos, detección de pestes, cosecha e incluso transporte eficientes. Las oportunidades de transformar los datos de sensores en conocimiento que impulse los nuevos negocios y los nuevos modelos de negocios están creciendo, por lo que ser el primero en llevar su nueva idea al mercado puede ser el elemento más importante para el éxito de un nuevo producto IoT.
Una de las mejores formas de acelerar su tiempo de llegada al mercado es usar hardware de desarrollo existente con código funcional y soporte de alto nivel para sistemas operativos y de aplicaciones. Para las aplicaciones IoT, eso significa obtener una placa de procesador estándar con núcleos IoT de Android, Linux o Windows en funcionamiento. Una placa de expansión de sensores con un amplio rango de funciones de sensores, ambientales y de posicionamiento, que sea compatible con la placa de procesador principal proporcionaría un sistema completo desde el cual desarrollar sus aplicaciones. Usar la placa procesadora Arrow SD 600eval y la Placa secundaria de sensores TE Connectivity (TE) puede ser la solución precisa para desarrollar sus soluciones IoT en tiempo récord.
Usar una Placa de desarrollo de sensores para acelerar su diseño
Una de las formas más rápidas de poner en movimiento su diseño es comenzar con una placa de desarrollo que aloje los sensores que quiere para su diseño. Esto le permite comenzar el desarrollo de software de forma temprana, antes de tener el factor de forma final para el hardware. Con el surgimiento de factores de forma estándar para los kits de desarrollo, como el popular estándar 96board, se ha vuelto mucho más fácil encontrar placas principales, como Arrow SD 600eval, con la potencia de procesamiento, memoria integrada y conjunto de periféricos necesarios para aplicaciones IoT. Placa de desarrollo del Sensor Shield de TE, que se muestra en la Figura 1 a continuación, aloja tres populares dispositivos sensores en un factor de forma estándar compatible con el estándar 96board.
Figura 1: Placa de desarrollo Sensor Shield de TE (Figura de PDF intermedio)
Los sensores disponibles en el Sensor Shield de TE incluyen el Sensor de presión, temperatura y humedad MS8607, el Sensor de temperatura TSYS01 y el Sensor de posición rotacional y lineal KMA36. Estos sensores usan interfaces seriales estándar, lo que los hace fácil de conectar a un microcontrolador y a características avanzadas ideales para aplicaciones del Internet de las Cosas.
El Sensor de combinación MS8607 compacto
En muchas aplicaciones de IoT, un tamaño pequeño y bajo consumo de energía son requisitos cruciales. Un sensor de combinación que brinda presión, humedad y temperatura en un paquete pequeño que puede ser excelente para aplicaciones con limitaciones de tamaño y energía. El MS8607 de TE no solo es compacto, usando un paquete QFN ultra pequeño de 5 x 3 x 1 mm, que se muestra en la Figura 2 a continuación, pero que también ofrece un amplio rango operativo de 10 a 2000 mbar de presión, 0% RH a 100% RH de humedad y -40 a 85 oC de temperatura. El MS8607 de TE también ofrece una excelente resolución para las aplicaciones IoT comunes con 0,016 mbar, 0,04% RH y 0,01 oC. El voltaje de suministro opera en un amplio rango, desde 1,5V a 3,6V, para ser compatible con la operación de bajo consumo de energía. La interfaz de serie I2C hace que sea fácil conectar el MS8607 a un microcontrolador estándar.
Figura 2: el Sensor de combinación MS8607 compacto de TE en un paquete QFN de 5 x 3 x 1 mm
La característica de presión de alta resolución, combinada con la linealidad de alta presión, humedad y temperatura (PHT) hacen que el MS8607 sea un candidato ideal para el monitoreo ambiental, como un altímetro en smartphones, tablets y PC, además de aplicaciones PHT como calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), estaciones climáticas, impresoras 3D de precisión, aparatos domésticos y humidificadores. El MS8607 es fabricado usando tecnología MEMS comprobada que se ha usado por más de una década.
El IC de posición rotacional y lineal KMA36 de alta precisión
Los sensores de posición pueden ser un elemento crítico en aplicaciones IoT industriales en las que la posición de un elemento mecánico, como un motor, válvula o brazo robótico controla un proceso complejo. Para estas aplicaciones, la operación sin contacto, la alta precisión, la resistencia al desgaste y a los cambios en el ambiente también suelen ser requisitos clave. KMA36 de TE es un IC sensor de posición magnético universal muy confiable y de alta precisión. Proporciona medidas rotacionales o lineales precisas con una resolución de hasta 0,04 grados usando 13 bits. Como se ve en la Figura 2 a continuación, combina un elemento magnetorresistivo, junto con un convertidor de análogo a digital y funciones de procesamiento de señal, completamente integrados en un paquete TSSOP de factor de forma pequeño.
Figura 3: diagrama de bloque del IC de posición rotacional y lineal KMA36 de alta precisión de TE
En aplicaciones en las que la precisión es importante, la tecnología Anisotrópica Magnetorresistiva (AMR) utilizada en el KMA36 de TE es capaz de determinar con precisión sin contacto mecánico del ángulo magnético de un imán externo en un rango completo de 360°, además de la posición incremental de una regleta de polo magnético de un largo de 5 mm. Los modos de hibernación y de bajo consumo, junto con una activación automática de I2C, hacen que el KMA36 sea una excelente elección para las aplicaciones dependientes de la batería. Los datos de posición se pueden transmitir con un bus de comunicación PWM o I2C digital para aplicaciones de operación independiente o dependiente de microcontroladores. Los parámetros programables ofrecen al usuario un amplio rango de opciones de configuración para continuar simplificando el procesamiento de datos. El KMA36 es prácticamente insensible al cambio magnético a causa de las tolerancias mecánicas, cambios de la temperatura o el estrés térmico. Su funcionamiento sin mantenimiento y su alto ancho de banda permiten una implementación sólida, incluso en ambientes industriales exigentes.
El Sensor de temperatura de alta resolución TSYS01
En muchas aplicaciones de procesamiento IoT industriales, la medición de temperatura precisa es esencial. Una pequeña diferencia de temperatura puede ser la diferencia entre un resultado exitoso y un fracaso en algunos procesos industriales. En algunos procesos industriales, la seguridad del operador depende de estas mediciones precisas, lo que hace que las operaciones precisas y sólidas sean incluso más cruciales. El TSYS01 de TE es un sensor de temperatura de alta resolución, con un solo chip. Incluye un chip sensor de temperatura y un convertidor Delta Sigma de análogo a digital de 24 bits. La combinación del valor de temperatura digital de 24 bits y los valores de calibración de precisión configurados internamente de fábrica crean una lectura de temperatura altamente precisa y una medición de alta resolución. El TSYS01 puede hacer interfaz con cualquier microcontrolador mediante una interfaz I2C o SPI. El microcontrolador normalmente se usa para calcular el resultado de temperatura basándose en los valores ADC y los parámetros de calibración.
Conexión a la Nube con la Placa SD 600eval
Una vez que los datos son recolectados por el sensor, puede necesitar continuar procesando los datos, comparar los resultados a los objetivos de umbral y transferir los datos al almacenamiento basado en la nube para el procesamiento de análisis de "big data". Los datos del sensor obtenidos de todos los motores en una línea de fábrica industrial, por ejemplo, se puede usar para predecir el desgaste mecánico y prevenir eventos de inactividad de línea de forma proactiva. Si los datos están disponibles para el fabricante del motor para todos los motores utilizados en todas las fábricas de los clientes, el fabricante puede combinar todos estos datos para obtener un análisis incluso más detallado. El fabricante podría incluso vender los resultados del análisis como un servicio a los dueños de fábricas, para ayudar a orientar las actividades de mantenimiento y reparación. Los usos de los análisis de datos de los sensores habilitan modelos de negocio y fuentes de ingresos completamente nuevos para las empresas que anteriormente solo vendían productos y no conocimiento.
Para conectar los datos recolectados por la Placa de sensores de TE a la nube, se necesita una placa base procesadora. Para crear prototipos y probar los diseños rápidamente, usar una placa base con el mismo factor de forma de conectividad de 96board es ideal. La placa Arrow SD 600eval, que se muestra en la Figura 4 a continuación, usa el estándar compacto 96board, sino que también ofrece una potencia de procesamiento significativa, opciones de interconectividad (incluido el Wi-Fi) y una notable memoria incorporada, que son todo lo necesario para una plataforma de procesamiento de sensores sólida con conectividad a la nube.
Figura 4: SD 600eval es compatible con Android y Linux en un factor de forma pequeño, aproximadamente del tamaño de un mazo de cartas (Figura cortesía de Arrow) <Del Manual del usuario, página 6>
La potencia de procesamiento del SD 600eval se basa en el popular procesador Snapdragon utilizado en una serie de teléfonos móviles y aplicaciones conectadas. El uso de un procesador de cuatro núcleos Snapdragon hace que sea posible para el SD 600eval ejecutar Android y Linux y ser compatible con el rango de conectividad más amplio posible. Los 2GB de LPDRAM y los 16GB de eMMC de almacenamiento incorporados hacen que sea posible ejecutar estos sistemas operativos de forma eficiente. La conectividad es impresionante, incluso en un factor de forma así de pequeño, con 2.4 GHz de doble banda y 5 Hz WLAN 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 4.x + BR/EDR + BLE y GPS disponibles con una antena externa o incorporada disponible. También es compatible con la conectividad Gigabit Ethernet y SATA.
Sus capacidades multimedia son igual de impresionantes, con una interfaz de serie de cámara (CSI) MIPI de 4 vías, una CSI MIPI de 2 vías y reproducción de video HD de 1080p. El procesamiento de audio incluye PCM/AAC+/MP3/WMA con ECNS y postprocesamiento de Audio+. Dos conectores USB 2.0 Tipo A (solo modo Host) y un conector USB 2.0 OTG mediante Micro AB ofrecen opciones de conectividad adicionales. Un conector de alta velocidad de 60 pines y un conector de baja velocidad de 40 pines hacen que sea fácil de expandir.
Las características de hardware son impresionantes, pero el software disponible hace que sea fácil acceder a todas estas capacidades de hardware directamente desde un programa de aplicación. Es muy fácil desarrollar con Android o Linux y los controladores, marcos de trabajo e Interfaces de programa de aplicación (API) disponibles. Las extensas guías de usuario, paquetes de soporte de placa (fuente y binarios), cargadores de inicio e instaladores le proporcionan a sus proyectos de desarrollo una gran ventaja.
Conclusión
Si su aplicación IoT necesita una variedad de sensores y un potente procesador IoT conectado además de un camino rápido para llegar a tener un prototipo funcional, la Placa secundaria de sensor y la SD 600eval son las soluciones perfectas. Pida el SD 600eval y los sensores TE que necesita de Arrow en los enlaces proporcionados en la sección de referencia a continuación. ¡No se demore, comience hoy mismo!
TE Connectivity y TE son marcas registradas.