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Desenvolvendo Projetos IoT com Produtos da Mouser (IOT003)

A Mouser Electronics dispõe na sua linha de produtos uma infinidade de componentes, placas, shields, breakboards e muito mais que são peças básicas no desenvolvimento de produtos para Internet das Coisas (IoT). Neste artigo, baseados em informações dadas pela própria Mouser, mostramos uma visão geral dos produtos que podem ser utilizados e como eles são importantes num projeto.

O quadro abaixo, criado pela Mouser Electronics dá uma visão geral de todos os blocos construtivos que entram num projeto IoT. É claro que em cada projeto não são todos os blocos os utilizados e podem ser empregados também, em condições especiais, outros que não aparecem neste diagrama.

 


 

 

Na página Sensor Node da Mouser, clicando em cada um dos blocos indicados, o leitor poderá ter informações adicionais.

http://www.mouser.com/applications/internet-of-things-block-diagram/

Para cada blocos temos produtos específicos que se encaixam nos projetos a serem realizados. Vamos analisar alguns deles.

 

802.15.4 Wireless

Se bem que outros protocolos de comunicação possam ser usados, alguns em fase de desenvolvimento, como já abordamos em outro artigo, este é o que oferece boas possibilidades para aplicação em nodos IoT. Os padrões deste protocolo inclui ZigBee, Thread, WirelessHART e 6LoWPAN.

Diversos módulos podem ser encontrados na página da Mouser:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=110048142&N=1323043

 

Conversores A/D

Muitos dos sinais que devem ser processados por uma aplicação que contenha recursos de acesso à internet são analógicos e por isso devem ser convertidos para a forma digital. Os conversores A/D ou ADCs são os recursos utilizados para esta conversão.

Na página abaixo, o leitor poderá acessar diversos deles oferecidos pela Mouser na forma de componentes ou brekaout boards.

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=110960183&N=1323043

 

Front End Analógicos (AFE)

Os Front End analógicos ou Analog Froint Ends (AFE) são usados quando se deseja converter uma forma de onda complexa demais para ser manuseada por um simples ADC, passando-a para a forma digital. Nestes dispositivos temos não apenas um ADC como também diversos amplificadores operacionais. A Texas Instruments é um dos fornecedores destes circuitos, podendo ser acessados na página da Mouser com o link abaixo.

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=177388733&N=1323043

 

Gerenciamento de Bateria

Nos sistemas que usam baterias, especialmente do tipo recarregável é muito importante que o aplicativo conte com recursos de gerenciamento do funcionamento desta bateria, monitorando a carga, tensão, etc. A Mouser tem uma boa quantidade de componentes e placas para esta função, as quais podem ser acessadas em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=116838585&N=1323043

 

Bluetooth

Para a comunicação sem fio entre nodos IoT pode-se utilizar a conectividade Bluetooth (802.15.1) que não necessita, no caso, de um endereço IP. Para comunicações de dados de média taxa de velocidade e pequeno alcance este recurso é interessante em muitas aplicações. Veja os produtos disponíveis da Mouser em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=181896399&N=1323043

 

Cloud Storage

Sim, existem recursos especiais para armazenamento da dados nas nuvens (Cloud), aplicados à Internet das coisas. A Mouser conta com kits de desenvolvimento e módulos cujas características e preços podem ser acessados em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=105164151&N=1323043

 

Conectividade Wireless

Diversos recursos que permitem implementar coinectividade wireless em produtos IoT podem ser encontrados na Mouser acessando-se:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=132393597&N=1323043

Muitos destes produtos envolvem segurança e outros recursos importantes em determinadas aplicações.

 

Conversores DC/DC

Nos aplicativos IoT quase sempre é preciso alterar a tensão disponível na bateria para alimentar estágios específicos. Para isso é preciso contar com conversores DC/DC do tipo step-down que reduzem a tensão ou step-up que aumentam a tensão.

Diversos são os componentes, placas e shields que podem ser adquiridos na Mouser para esta finalidade. Veja mais em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=197621275&N=1323043

 

Sensores de Ambiente

Estes são os sensores que interfaceiam a aplicação IoT com o mundo exterior. Estes sensores podem sensoriar temperatura, pressão, posição, aceleração, orientação e muito mais.

Os tipos vão desde simples sensores de temperatura com NTC ou diodos até os mais complexos que incluem dispositivos MEMS.

Veja no link abaixo os tipos fornecidos pela Mouser.

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=141411018&N=1323043

 

Memória Flash

Em muitos aplicativos IoT a memória disponível no microcontrolador pode ser insuficiente, o que exige a utilização de memórias adicionais externas, normalmente do tipo flash. A Mouser conta com uma ampla linha dessas memórias que podem ser acessadas em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=140092574&N=1323043

 

Reguladores LDO

Os reguladores low-drop output ou LDO são reguladores de tensão com baixa queda de tensão o que é muito importante em termos de perda e também pelo fato de que as baterias usadas já fornecem uma tensão muito baixa. Uma queda adicional não seria admitida na aplicação.

Uma infinidade de produtos LDO com as mais diversas correntes e faixas de tensão de operação pode ser acessada na página:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=161494881&N=1323043

No momento em que este artigo foi escrito eram mais de 6 200 tipos diferentes de reguladores LDO.

 

Módulos de Memória

Alguns nodos IoT podem exigir o uso de memórias removíveis para expansão, segurança, ou ainda armazenamento,. Não cartões de memória, circuitos integrados e conectores os componentes necessários a implementação dos projetos. Veja mais em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=129877524&N=1323043

 

Microcontroladores

O coração de uma aplicação IoT é um microcontrolador. A escolha do projetista depende da complexidade do projeto, podendo ir desde os tipos de 8 bits até os mais avançados de 32 bits. Muitos dos tipos disponíveis possuem interfaces para sensores, reguladores de tensão, rádios on-chip, sendo ideais para aplicações em nodos IoT.

Na página abaixo da Mouser o leitor poderá encontrar milhares de tipos diferentes de microcontroladores, muitos com placas de desenvolvimento ou ainda placa de avaliação para aplicações específicas.

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=152339528&N=1323043

 

Memória RAM

Um outro tipo de bloco construtivo de projetos IoT é o formado pelas memórias RAM. Eles se aplicam nos casos em que os microcontroladores não possuem memória suficiente para a aplicação, exigindo assim memória adicional.

Isso pode ser necessário, pois as memórias RAM são mais rápidas que as memórias flash. Veja as memórias disponíveis na Mouser em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=121907160&N=1323043

 

RFID e NFC

Tags RFID e NFC são importante quando se deseja a identificação de itens a uma certa distância, como ocorre com produtos em lojas e mercados. Existem diversos produtos relacionados que podem ser agregados a objetos e que podem usar RFID e NFC. Veja mais em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=111368638&N=1323043

 

Sensores Ópticos

Além dos sensores para infravermelhos o desenvolvimento de projetos de IoT também exigem em alguns casos que intensidade de luz, que é uma grandeza analógica, seja convertida para forma digital para poder ser trabalhada pelos microcontroladores.

Para esta finalidade existem diversos tipos de dispositivos e circuito que podem ser usados e que podem ser encontrados na Mouser em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=123035900&N=1323043

 

Gerenciamento de Energia

Uma boa parte das aplicações IoT, como as usadas em nodos com microcontroladores de alto desempenho, exigem que a energia consumida seja controlada de modo racional. Isso é importante quando o sistema é alimentado por bateria. Veja os produtos da Mouser para esta finalidade em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=164705439&N=1323043

 

Sensores Inteligentes

Os smart sensors ou sensores espertos, que preferimos traduzir por inteligentes, são importantes pois eles já contém recursos para que o sinal sensoriado passe por um processamento prévio. Sensores giroscópicos, acelerômetros são exemplos de sensores deste tipo usados em aplicações IoT.

Veja mais em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=198771682&N=1323043

 

Vídeo

Muitas aplicações IoT também incluem o processamento de sinais de vídeo que podem vir de uma câmara de vigilância ou com outra aplicação. Neste caso, além dos circuitos de processamento temos os próprios sensores. Veja o que a Mouser pode lhe oferecer em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=132350022&N=1323043

 

WiFi

Não poderiam faltar nesta relação de dispositivos disponíveis para o desenvolvimento de aplicações IoT aqueles que fazem a comunicação WiFi; São os transceptores e contém os circuitos de rádio prontos para funcionar. Dispositivo ZigBee e Bluetooth fazem parte desta relação e a Mouser contém uma boa quantidade deles como pode ser constatado no link abaixo:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=172388526&N=1323043

 

Wired

É claro que nem todas as aplicações que contenham internet necessariamente precisam ter o acesso através de sinais de rádio ou outro tipo, como luz e infravermelho. O uso de cabos pode até ser interessante ou necessários em alguns casos.

Para esta finalidade existem componentes específicos que não necessitam de um endereço IP. Veja algumas dessas aplicações como conectores, circuitos integrados, CIs de interfaceamento fornecidos pela Mouser em:

http://www.mouser.com/search/refine.aspx?Ntk=P_MarCom&Ntt=145492119&N=1323043

 

Conclusão

O projeto de coias que tenham acesso a internet desde eletrodoméstucis e automação residencial, até equipamentos médicos e de pesquisa exige o conhecimento do que se tem no mercado e como tudo funciona.

Os blocos construtivos que mostramos e que podem ser adquiridos na Mouser sob a forma de componentes, placas de desenvolvimento, placas de avaliação e de expansão (breakout boards) são apenas uns poucos exemplos do que o leitor vai precisar para seu projeto.

 

 

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