Si votre application IdO a besoin d'une variété de capteurs et d'un puissant processeur connecté IdO ainsi que d'accéder rapidement à un prototype fonctionnel, alors la carte mezzanine de capteur de TE Connectivity (TE) et SD 600eval sont les solutions idéales.
Introduction
Les capteurs sont les yeux et les oreilles de l'Internet des objets (IdO). Sans les capteurs d'où viendraient les informations qui entraînent l'analyse des Big Data, essentielle aux applications IdO ? Les capteurs environnementaux aident à actionner des systèmes de chauffage et de climatisation écoénergétiques dans des bâtiments intelligents, tandis que les capteurs dans des applications agricoles à large échelle testent l'humidité et les conditions du sol pour contrôler efficacement les pratiques culturales, la détection des ravageurs, la récolte et même le transport. Des occasions de transformer les données des capteurs en connaissances favorisant de nouvelles activités et de nouveaux modèles commerciaux se développent. Ainsi, être le premier à commercialiser votre nouvelle idée peut être l'élément le plus important dans le succès d'un nouveau produit IdO.
Un des meilleurs moyens pour accélérer votre délai de mise sur le marché est d'utiliser du matériel de développement existant avec du code de travail et des systèmes d'exploitation et une assistance aux applications de haut niveau. Pour les applications IoD, cela signifie généralement l'obtention d'une carte processeur standard avec Android, Linux ou Windows IoT core déjà en cours d'exécution. Une carte d'extension de capteur avec un large éventail de fonctions de capteurs - environnementales et de positionnement - compatible avec la carte de processeur principale fournirait un système complet à partir duquel vous pouvez développer vos applications. L'utilisation de la carte processeur Arrow SD 600eval et de la carte mezzanine de capteur de TE Connectivity (TE) pourrait être la solution idéale pour développer vos solutions IdO en un temps record.
Utilisation d'une carte de développement de capteur pour accélérer vos conceptions
L'un des moyens les plus rapides pour mettre à exécution votre conception est de commencer par une carte de développement qui héberge les capteurs que vous souhaitez pour votre conception. Cela vous permet de commencer rapidement le processus de développement logiciel, avant d'avoir le facteur forme final pour le matériel cible. Grâce à l'augmentation des facteurs forme standard pour les kits de développement, tel le standard 96board très répandu, il est devenu beaucoup plus facile de trouver des cartes principales, telle la carte Arrow SD 600eval, avec la puissance de traitement, la mémoire interne et l'ensemble périphérique requis dans les applications IdO complexes. La carte de développement Sensor Shield de TE, représentée sur la figure 1 ci-dessous, héberge trois dispositifs capteurs populaires dans un facteur forme standard compatible avec la norme 96board.
Figure 1 : carte de développement Sensor Shield de TE (Figure du PDF Mezzanine)
Les capteurs disponibles sur la carte Sensor Shield de TE incluent le capteur de pression, de température et d'humidité MS8607, le capteur de température TSYS01 et le capteur de position linéaire et rotatif KMA36. Ces capteurs utilisent des interfaces série standard, ce qui permet de les connecter facilement à un microcontrôleur et des fonctionnalités avancées idéales pour les applications Internet des objets.
Le capteur combiné MS8607 compact
Dans de nombreuses applications IdO, la petite taille et une consommation réduite sont des exigences essentielles. Un capteur combiné qui offre la pression, l'humidité et la température dans un petit paquet peut être un excellent choix pour des applications limitées en termes de taille et de puissance. Le capteur MS8607 de TE n'est pas seulement compact, utilisant un Paquet QFN de taille ultra-réduite (dimensions : 5 x 3 x 1 mm), représenté sur la figure 2 ci-dessous, mais il offre également une large plage de fonctionnement de 10 à 2000 mbar de pression, une humidité de 0 % d'HR à 100 % HR et une température comprise entre -40 et 85 oC. Le capteur MS8607 de TE offre également une excellente résolution pour les applications IdO utilisées couramment avec 0,016 mbar, 0,04 % d'HR et 0,01 oC. La tension d'alimentation fonctionne sur une large gamme, comprise entre 1,5V et 3,6V, pour prendre en charge le fonctionnement à faible puissance. L'interface série I2C permet de connecter facilement le capteur MS8607 à un microcontrôleur standard.
Figure 2 : le capteur combiné MS8607 compact de TE dans un Paquet QFN de 5 x 3 x 1 mm
La fonction de pression à haute résolution combinée à une linéarité de pression élevée, d'humidité et de température (PHT) font du MS8607 le capteur idéal pour la surveillance environnementale tel qu'un altimètre dans les smartphones, les tablettes et les PC, ainsi que des applications PHT comme les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation (CVC), les stations météorologiques, les imprimantes de précision en 3D, les appareils ménagers et les humidificateurs. Le capteur MS8607 est fabriqué en utilisant une technologie MEMS éprouvée, largement utilisée depuis plus d'une décennie.
Le CI de position linéaire et rotatif KMA36 haute précision
La détection de la position peut être un élément critique dans les applications IdO industrielles où la position d'un élément mécanique tel qu'un moteur, une valve ou le bras d'un robot contrôle un processus complexe. Souvent, dans ces applications, le fonctionnement sans contact, la précision élevée, la résistance à l'usure et la tolérance aux changements dans l'environnement sont également des exigences clés. Le capteur KMA36 de TE est un capteur sur circuit intégré de positions magnétiques universel, de haute précision et très fiable. Il offre une mesure rotative ou linéaire précise avec une résolution allant jusqu'à 0,04 degré en utilisant 13 bits. Comme on le voit dans la figure 2 ci-dessous, il combine un élément de magnétorésistance avec un convertisseur analogique à numérique et des fonctions de traitement des signaux, entièrement intégrés dans un paquet TSSOP avec un petit facteur forme et un facteur forme standard.
Figure 3 : schéma du CI de position linéaire et rotatif KMA36 de précision KMA36 de TE
Dans les applications où la précision est importante, la technologie de magnétorésistance anisotropique (AMR) utilisée par le capteur KMA36 de TE est en mesure de déterminer avec précision sans contact mécanique l'angle magnétique d'un aimant externe sur une plage complète à 360°, ainsi que la position incrémentielle sur une bande du pôle magnétique avec une longueur de pôle de 5 mm. Le mode veille et le mode de faible consommation, avec un réveil automatique sur I2C, font du KMA36 le capteur idéal pour des applications sur batterie. Les données de position peuvent être transmises au moyen d'un bus de communication PWM or I2C numérique pour des applications en fonctionnement autonome ou basées sur des microcontrôleurs. Les paramètres programmables fournissent à l'utilisateur une large gamme d'options de configuration afin de simplifier davantage le traitement des données. Le capteur KMA36 est pratiquement insensible à la dérive magnétique due à des tolérances mécaniques, des changements de température ou à un stress thermique. Son fonctionnement qui ne nécessite pas d’entretien et une bande passante élevée renforcent les implémentations robustes, même dans des environnements industriels les plus exigeants.
Le capteur de température haute résolution TSYS01
Dans de nombreuses applications de traitement IdO industrielles, une mesure précise de la température est essentielle. Un simple écart de température de certains procédés industriels peut faire la différence entre un résultat réussi et un échec. Dans certains procédés industriels, la sécurité de l'opérateur dépend de ces mesures précises, ce qui fait que la précision et le fonctionnement robuste sont encore plus essentiels. Le capteur TSYS01 de TE est un capteur de température à haute résolution, avec une seule puce. Il comprend une puce de captage de température et un convertisseur analogique à numérique Delta Sigma 24 bits. La combinaison de la valeur de température numérique 24 bits et des valeurs d'étalonnage de précision internes définies en usine crée à la fois une lecture très précise de la température et une résolution de mesure élevée. Le capteur TSYS01 peut être interfacé à n'importe quel microcontrôleur grâce à une interface I2C ou SPI. Le microcontrôleur est généralement utilisé pour calculer le résultat de la température en fonction des valeurs de l'ADC et des paramètres d'étalonnage.
Connexion au Cloud grâce à la carte SD 600eval
Une fois les données recueillies par capteur, il sera peut-être nécessaire de traiter davantage les données, comparer les résultats aux objectifs de seuil, et de transférer les données vers le stockage du Cloud pour le traitement de l'analyse des Big Data. Les données du capteur obtenues à partir de tous les moteurs dans une usine industrielle, par exemple, peuvent être utilisées pour prédire l'usure mécanique et prévenir de manière proactive les événements de défaut de ligne. Si les données sont disponibles à la fabrication du moteur pour tous les moteurs utilisés dans toutes les usines du client, le fabricant peut combiner toutes ces données afin d'obtenir une analyse encore plus détaillée. Le fabricant du moteur peut même vendre les résultats de l'analyse en tant que service aux propriétaires d'usine pour aider à guider les activités de maintenance et de réparation. Les utilisations des analyses de données provenant des capteurs offrent des possibilités tout à fait nouvelles de nouveaux modèles commerciaux et de sources de revenus pour les entreprises qui vendaient uniquement des produits auparavant et pas de connaissances.
Afin de relier les données recueillies par la carte du capteur de TE dans le Cloud, une carte basée sur processeur est requise. Pour prototyper rapidement et faire la démonstration de la conception, une carte de base utilisant le même facteur forme de connectivité 96board est la solution idéale. La carte Arrow SD 600eval, illustrée à la figure 4 ci-dessous, utilise la norme 96board très compacte, mais elle fournit également une puissance de traitement considérable, des options d'interconnectivité (y compris le Wi-Fi) et une mémoire interne remarquable, tout ce qui est nécessaire à une plate-forme de traitement de capteur robuste avec une connectivité au Cloud.
Figure 4 : SD 600 eval prend en charge Android et Linux dans un petit facteur forme de la taille d'un jeu de cartes (figure reproduite avec la permission d'Arrow) <Du Manuel d'utilisateur page 6>
La puissance de traitement de la carte SD 600eval est basée sur le processeur Snapdragon très répandu, utilisé dans de nombreux téléphones cellulaires et applications connectées. L'utilisation du processeur quadricœur Snapdragon permet à la carte SD 600eval d'exécuter Android et Linux, prenant en charge la gamme de connectivité la plus large possible. Les 2 Go de LPDRAM et les 16 Go de stockage eMMC intégrés permettent d'exécuter ces systèmes d'exploitation de manière efficace. La connectivité, même dans un tel petit facteur forme, est impressionnante avec des connexions double bande 2,4 GHz et 5 Hz WLAN 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 4.x + BR/EDR + BLE et GPS disponibles avec une antenne externe ou une antenne intégrée. Gigabit Ethernet et la connectivité SATA sont également pris en charge.
Les fonctionnalités multimédia sont tout aussi impressionnantes avec une interface série caméra MIPI 4 voies (CSI), un MIPI CSI à 2 voies et la lecture vidéo HD 1080p. Le traitement audio inclut PCM/AAC+/MP3/WMA avec ECNS et audio + post-traitement. Deux connecteurs USB 2.0 de type A (mode hôte uniquement) et un OTG USB 2.0 via Micro AB offrent des options de connectivité supplémentaires. Un connecteur 60 broches à haute vitesse et un connecteur 40 broches à faible vitesse la rendent facilement extensible.
Les caractéristiques matérielles sont impressionnantes, mais le logiciel disponible permet d'accéder facilement à toutes ces capacités matérielles directement à partir d'un programme d'application. Le développement se fait en un clin d'œil lorsque vous utilisez Android ou Linux et les pilotes, cadres et interfaces de programmation d'application (API) disponibles. Des guides des utilisateurs détaillés, des Board Support Packages, BSP (source et binaire), des chargeurs d'amorçage et des installateurs donnent un formidable essor à votre développement.
Conclusion
Si votre application IdO a besoin d'une variété de capteurs et d'un puissant processeur connecté IdO ainsi que d'accéder rapidement à un prototype fonctionnel, alors la carte mezzanine de capteur de TE et la carte SD 600eval sont les solutions idéales. Commandez la carte SD 600eval et les capteurs TE dont vous avez besoin auprès de Arrow en cliquant sur les liens fournis dans la section de référence ci-dessous. N'attendez pas ! commencez dès aujourd'hui !
TE Connectivity et TE sont des marques déposées.