U bekijkt de website voor klanten uit: Netherlands. Op basis van uw locatiegegevens is de voorgestelde pagina voor u USA / US
Klantpaneel
In uw winkelwagen
Laat zich registreren

IoT-modules van Microchip

2020-11-09

IoT-modules van Microchip

Al enige jaren is een van de meest populaire uitdrukkingen in de elektronica-industrie het woord IoT, ofwel "Internet der dingen" (van het Engelse Internet of Things). Hieronder presenteren we compacte modules die de productie en prototyping van IoT-apparaten vergemakkelijken en versnellen. Het gaat om sets van Microchip die communiceren via bluetooth of wifinetwerken en geschikt zijn voor samenwerking met Amazon Web Services en Google Cloud.

We zien niet alleen in de industrie, maar ook in het dagelijks leven een waterval aan apparaten die een permanente of tijdelijke internetverbinding of in ieder geval een verbinding met een lokaal thuis- of bedrijfsnetwerk nodig hebben om te kunnen functioneren. We gebruiken deze verbinding bij vrijwel iedere stap: voor de bediening van tv-toestellen met een smartphone tot uitgebreide fabrieksautomatisering.

Communicatie met en tussen alle componenten die actief zijn in een systeem maakt centrale besturing mogelijk (bv. in het geval van productielijnen of slimme huizen), maar zorgt ook voor het verzamelen en verzenden van enorme hoeveelheden gegevens. Die gegevens worden verkregen uit verschillende sensors, meestal met behulp van microcontrollers, waarvan de rekenkracht geen uitgebreide analyse van de informatie mogelijk maakt (om nog maar te zwijgen van de presentatie ervan op een gebruikersvriendelijke manier). Een lokale server kan nuttig zijn bij de verwerking van de gegevens, maar helaas staan de kosten voor installatie en onderhoud van zo'n server meestal niet in verhouding tot de voordelen. Daarom kiezen constructeurs meestal voor diensten die worden aangeboden door externe bedrijven, zoals Amazon of Google, nl. gegevensopslag en -verwerking "in de cloud".

Dit brengt een extra uitdaging met zich mee waar alle IoT-hardware mee te maken krijgt: beveiliging. Helaas is een sterk vereenvoudigd apparaat altijd een zwak punt in de infrastructuur van een thuis- of bedrijfsnetwerk. Bovendien biedt het geen adequate gegevensbescherming. We hoeven u uiteraard niet te wijzen op de tragische gevolgen van het ontbreken van de juiste beveiliging, vooral niet bij netwerken die zijn verbonden met internet.

IoT-modules van Microchip

Voor het ontwikkelen van IoT-apparaten worden vaak 32-bit-microcontrollers gebruikt. Ze hebben de juiste rekenkracht en zijn ontworpen met het oog op netwerktoepassingen. Ze zijn in staat om de uitgebreide software te herbergen die verantwoordelijk is voor ondersteuning van de gebruikersapplicaties, de standaard voor draadloze overdracht ondersteunt en zorgt voor een adequaat beveiligingsniveau van de gegevensuitwisseling tussen het apparaat en de cloud (authenticatie en cryptografie). Aan de andere kant is de noodzaak om dergelijke uitgebreide software te bouwen ook een nadeel. Het ontwikkelen van zo'n oplossing is tijdrovend, vereist kennis van de architectuur van het gebruikte systeem, evenals geavanceerde kennis van bibliotheken voor het omgaan met de TCP/IP-stack en protocollen zoals MQTT of een compatibel besturingssysteem. Daarnaast moet u rekening houden met de implementatie van oplossingen die verantwoordelijk zijn voor de veiligheid van de verzonden informatie en mogelijke updates van de firmware van het apparaat. In veel gevallen zult u merken dat het gebruik van een 32-bit-microprocessor het ontwerp onnodig ingewikkeld maakt, zeker als u een functioneel eenvoudige applicatie ontwerpt (die bijvoorbeeld data uit omgevingssensors uitleest en op hun verandering reageert op basis van instructies vanuit het beheercentrum via de cloud).

Daarom biedt Microchip via TME compacte IoT-modules die zijn uitgerust met 8- en 16-bit-microcontrollers - AVR of PIC, afhankelijk van uw behoeften en voorkeuren.

De individuele SMART/CONNECTED/SECURE-functies worden geïmplementeerd door speciale blokken (microcontroller/communicatiemodule/autorisatiesysteem).

De belangrijkste gegevens over de zes modules die verkrijgbaar zijn bij TME vindt u in de onderstaande tabel. Hun basisindeling is het onderscheid tussen de microcontrollers AVR en PIC. In elk van deze groepen kunnen onze klanten kiezen uit drie modellen: een energiebesparende bluetoothmodule; een wifimodule die is ontworpen om te werken met Amazon Web Services (AWS); of een wifimodule voor Google Cloud. Alle plaatjes zijn uitgerust met een debugger die de samenwerking met IDE vergemakkelijkt en de prototypefase versnelt. Dankzij deze debugger en de communicatie via de USB-poort is programmering van de module in de Microchip MPLAB® X IDE-omgeving zeer efficiënt. De module wordt automatisch herkend door de software, leds geven de huidige status van het apparaat aan en de gebruiker heeft de beschikking over een virtuele COM-poort en een kanaal voor de logica-analysator (GDI GPIO). Bovendien blijven producten op basis van AVR-microcontrollers compatibel met de populaire Atmel Studio- en Atmel Start-omgevingen.

Het is vermeldenswaard dat dankzij de eXtreme Low Power (XLP)-technologie bluetoothmodules kunnen worden gevoed met een platte CR2032-batterij. De overige modellen zijn uitgerust met een laadregelaar en een connector voor het aansluiten van een lithium-ion- (Li-Ion) of lithium-polymeerbatterij (Li-Pol).

Model Microcontroller Communicatie Bestemd voor de dienst
AVR-BLE ATmega3208 Bluetooth nvt
AVR-IOT-WA ATmega4808 Wifi Amazon Web Services
AVR-IOT ATmega4808 Wifi Google Cloud
PIC-BLE PIC16LF18456 Bluetooth nvt
PIC-IOT-WA PIC24FJ128GA705 Wifi Amazon Web Services
PIC-IOT PIC24FJ128GA705 Wifi Google Cloud

Elke module heeft extra componenten die op de printplaat zijn geïnstalleerd. Afhankelijk van het model kan het gaan om: een GPIO-connector die directe toegang geeft tot de microcontrollerfuncties, fysieke knoppen, extra leds, lichtsensor (TEMT6000, alleen wifiversies), temperatuursensor (MCP9808 of MCP9844) of versnellingsmeter (BMA253, alleen bluetoothversies).

Communicatie en veiligheid

Wificommunicatie met behulp van de door Microchip geproduceerde module ATWINC1510. Deze werkt in de 2.4 GHz (b/g/n) band, ondersteunt TCP/IP in de versie IPv4 en is compatibel met netwerken die zijn gecodeerd met de protocollen WPA/WPA2, TLS en SSL. Artikelen die zijn bestemd voor bluetoothcommunicatie zijn uitgerust met de module RN4870. Dit is een beproefde, gepatenteerde oplossing van Microchip. Hij maakt communicatie mogelijk in de standaard Bluetooth 5 en wordt ondersteund door opdrachten die via de UART-interface worden verzonden. Beide communicatiemodules (en daarmee dus ook alle gepresenteerde producten) zijn gecertificeerd om te werken in de belangrijkste regio's van de wereld: Noord-Amerika, Europa, Japan, Korea, Taiwan, maar ook in China.

De gegevens die door de Microchip-modules worden verzonden, zijn daarbovenop ook beveiligd met de encryptiecoprocessor ATECC608A. Dit is een systeem dat gebruik maakt van de ECC-techniek (Elliptic Curve Cryptography). Omdat de authenticatie (encryptie) plaatsvindt in een speciaal systeem, verloopt die snel en betrouwbaar en is een hoge informatiebeveiliging gewaarborgd. Deze apparaten zijn al vooraf geregistreerd bij AWS of Google Cloud, zodat de gebruiker extra tijdwinst kan boeken.

Microcontrollers

In modules waarvan het hart bestaat uit AVR-microcontrollers, is één van de twee volgende systemen geïnstalleerd: ATmega3208 of ATmega4808. Dit zijn verwante, 8-bit-constructies die verschillen qua hoeveelheid programmageheugen (respectievelijk 32KB of 48KB) en werkgeheugen (4KB of 8KB). Ze kunnen werken met een frequentie van 20 MHz. De microcontrollers zijn uitgerust met 4 timers met 16-bit-frequentieverdelers. De gebruiker kan ook beschikken over 12 A/C-converteringskanalen. De systemen kunnen communiceren met randapparatuur met de protocollen SPI I2C en USART.

Een meer geavanceerde oplossing is de microcontroller PIC16LF18456 die u kunt vinden in de modules PIC-BLE. Hij is ontworpen met het oog op energie-efficiëntie (eXtreme Low-Power-technologie) en werkt met talrijke sensors. Hij heeft een 12-bit-, 24-kanaals A/D-omzetter met een conversiefunctie ((ADC2). Hij kan onafhankelijk van de kern werken en de kern uit de slaapstand halen - hierdoor is het energieverbruik lager. Het systeem heeft ook ruimte voor twee comparators, twee 10-bit PWM-generators, 4 8-bit- en 4 16-bit-tellers en een 5-bit D/A-omzetter.

De PIC-IoT-modules maken gebruik van de microcontrollers PIC24FJ128GA705. Dit zijn 16-bit-systemen die werken met frequenties tot 32 MHz. Ze zijn bestemd voor mobiele applicaties (gevoed met batterijen). Net als in het geval van de PIC16LF18456 maken ze gebruik van de CIP-technologie, d.w.z. randapparatuur die onafhankelijk is van de kern, zodat verdere energiebesparing mogelijk is. Op basis van de microcontroller kunt u een aanraaktoetsenbord met capacitieve technologie inbouwen. Hij heeft ook een ingebouwde realtime-klok en 3 analoge comparators. Met de componenten die in de PIC-IoT-modules aanwezig zijn, is dit systeem een eenvoudig te programmeren en tegelijkertijd een krachtig hulpmiddel dat kan worden gebruikt om geavanceerde IoT-apparaten te bouwen.

In de onderstaande video ziet u een eenvoudige applicatie die gebruikmaakt van de basisfuncties van Microchip-modules die zijn uitgerust met een PIC-microcontroller. Het systeem is verbonden met de dienst Google Nest. Na ontvangst van de oproep wordt informatie over het weer op de betreffende locatie verzameld. Met behulp van een van de Click-plaatjes van het merk Mikroelektronika (in dit geval gaat het om de stappenmotorbesturing) stelt de module de aanwijzer zo in dat die het symbool van de actuele weersomstandigheden op de door de gebruiker gewenste plaats op de cijferplaat weergeeft.

Verder is het vermeldenswaard dat elk van de gepresenteerde Microchip-producten kan samenwerken met Click-modules van het merk Mikroelektronika. In onze catalogus hebben we honderden artikelen van deze fabrikant en we nodigen u uit om kennis te maken met dit aanbod.

Bekijk het aanbod

VERDER LEZEN

Uw browser wordt niet meer ondersteund, download een nieuwe versie

Chrome Chrome Download
Firefox Firefox Download
Internet explorer Internet Explorer Download