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Entwicklungskits für das IoT Elektronikdesign beschleunigen

30.10.2018

Proof of Concepts für IoT-Geräte sollen immer schneller verfügbar sein. Die Hardware-Entwicklung verschlingt dabei allerdings viel Zeit. Entwicklungskits entlasten Entwickler bei dieser Aufgabe. Entscheidend ist allerdings, auf das richtige Kit zu setzen.

Unternehmerische Erfinder sind immer auf der Suche nach Investitionen. Für den Erfolg ist es entscheidend, Aufmerksamkeit zu erregen und außerdem pünktlich zu liefern. Während das Erfassen und Vernetzen wesentliche Funktionen der meisten IoT-Geräte darstellen, sind Investoren nur darauf gespannt, wie kreativ die erfassten Daten verwendet werden. Entscheidend ist, wie diese Geräte das Leben verbessern und dadurch Gewinne erzielen können. Entwickler sollten sich dabei nicht mit den technischen Grundlagen aufhalten müssen, sondern möglichst schnell ihr Know-how einbringen können. Für IoT-Geräte ist dafür eine einfache Anbindung von Sensoren und der Cloud notwendig.

Proof of Concept

Es kommt darauf an, ein Proof of Concept vorzunehmen und Anwendungsfälle so schnell wie möglich zu validieren. Dabei kommen IoT-Sensor-Entwicklungskits zum Einsatz, die eine Plattform für den Projektstart bieten, um die schwierigsten Hardware- und Software-Herausforderungen zu meistern. Verschiedene Arten von Kits sind erhältlich. Einige davon erfüllen die Bedürfnisse der Entwickler allerdings besser als andere. Boards, die gemäß den IoT-Standards groß sind und viel Strom verbrauchen, können erhebliche Herausforderungen bei der Miniaturisierung und Energieeinsparung darstellen, wenn produktionsfertige Lösungen erzielt werden sollen. Andererseits bieten modulare Plattformen Flexibilität, verlangen aber vom Nutzer, dass er seine eigene Auswahl an Sensoren anschließt. Das kann zeitaufwändig sein und mehrere Iterationen erfordern, um eine korrekt arbeitende Lösung zu erhalten.

IoT-System-on-Module-Starterkits, wie das Sensible Modul von Sensiedge, beschleunigen den Proof-of-Concept-Prozess und entlasten Entwickler von den Herausforderungen in der Hardware-Entwicklung und der Fertigungslogistik, die das Projekt nur allzu leicht verzögern können. Das industrietaugliche Sensible-Modul ist mit Abmessungen von 20 mm x 30 mm
sehr klein. Gleichzeitig bietet es alle wesentlichen Sensorfunktionen. Das Leiterplatten-Layout wurde optimiert, um eine präzise, störungsfreie Erfassung zu gewährleisten. Es ist sofort einsatzbereit und lässt sich mit einer 3-V-Batterie, zwei AAA-Batterien oder verschiedenen anderen Stromquellen von 2 bis 7 V betreiben.

Mit einem Drei-Achsen-MEMS-Beschleunigungssensor, Drei-Achsen-Magnetometer, Drei-Achsen-Gyroskop, Miniatur-Luftdrucksensor, Feuchtigkeits- und Temperatursensor, Mikrofon und Umgebungslichtsensor bietet Sensible umfassende Funktionen für ein Kontextbewusstsein. Die Sensoren sind zusammen mit dem Mikrocontroller (MCU) auf dem Board platziert. Die MCU basiert auf einer leistungsfähigen, stromsparenden Arm-Cortex-M4-32-Bit-CPU mit Fließkomma-Einheit. Anwender können sich damit schnell auf ein Proof of Concept vorbereiten oder Prototypen von IoT-Anwendungen erstellen, die Sprache-zu-Text, Aktivitätserkennung, Wearable-Sensoren oder verschiedene Umgebungssensoren enthalten können.

IoT-Kit für die Industrie

Ein Bluetooth-LE-4.1-Funkmodul ist ebenfalls integriert, inklusive Firmware, Bluetooth-Stack, Protokolle und Profile. Entwickler können damit eine Funkanbindung ohne vorherige HF-Erfahrung oder -Wissen implementieren. Beispielsweise lässt sich Sensible einfach an ein passendes Gateway anschließen. Ideal dafür ist das Android- oder iOS-Smartphone des Nutzers, für das verschiedene Apps zur Verfügung stehen.

Da das Sensible-Modul eine Hardware-Link-Layer-AES-128-Verschlüsselung und -Entschlüsselung bietet, eignet es sich auch für eine IoT-Sicherheitsstrategie mit mehreren Ebenen. Das Kit ist CE- und FCC-zertifiziert. Es ermöglicht Entwicklern, Designideen in Prototypen zu verwandeln und schnell auf den Markt zu bringen.

Das Sensible SoM besteht aus Sensoren, einer STM32-MCU und anderen Bauelementen von ST-Microelectronics. Seine Gesamtfunktionalität ähnelt der von STs STM32-Nucleo-Entwicklungsboards, obwohl Sensiedge einen viel kleineren Formfaktor bietet, der direkt auf Wunsch in das Endprodukt integriert werden kann. Dank der engen Bindung zwischen der STM32-MCU und den MEMS-Sensoren von ST ist das Modul für Sensible-Anwender kompatibel zum STM32-Nucleo- und X-Nucleo-Ökosystem. Damit stehen bei Bedarf zusätzliche Entwicklungsressourcen bereit, um den Proof-of-Concept-Prozess und die Markteinführung weiter zu beschleunigen.

Einbindung leistungsstarker Ökosysteme

Mit Sensible lassen sich problemlos Sensordaten sammeln, ohne dass dafür ein technischer Aufwand erforderlich ist. Das Modul lässt sich mit jeder großen Cloud-Plattform verbinden. Die Auswahl des zu verwendenden Dienstes wird häufig von den Spezifikationen und Entwicklerpräferenzen beeinflusst, wobei jede voll ausgestattete Plattform ihre eigenen Vorzüge bietet. Über die Vertriebsvereinbarung zwischen Sensiedge mit Arrow ist eine Anbindung an die Cloud und das Erfassen, Speichern und Analysieren von Daten noch einfacher, da Zugriff auf Arrow Connect gewährt wird. Über die Arrow-Connect-App können Nutzer sofort die Daten von Sensible-Sensoren auf einem Smartphone oder Tablet ansehen. Arrow Connect bietet außerdem ein Webportal und ein Dashboard, mit dem Nutzer Daten aus jedem Sensorkanal prüfen, speichern und abrufen sowie Aktionen wie das Generieren von Antworten wie E-Mail-Warnungen oder Web-Service-Anrufe konfigurieren können.

Als vollständiges IoT-Management-Tool enthält Arrow Connect eine universelle Middleware-Ebene, mit der jedes Gerät über Protokolle wie REST, AMQP oder MQTT mit jeder Cloud-Plattform verbunden werden kann. Es lässt sich nahtlos in Azure, IBM Cloud oder AWS integrieren oder arbeitet mit jeder benutzerdefinierten Datenaufnahme- und privaten Cloud-Lösung zusammen. Die Bereitstellung und Verwaltung von Geräten wird ebenfalls unterstützt, wodurch es einfacher denn je ist, Daten vom Netzwerk-
rand (Edge) in die Cloud zu verlagern. Arrow Connect bietet Skalierbarkeit, Flexibilität, offene APIs und Erweiterbarkeit sowie Sicherheitsmechanismen zum Schutz der Geräte-zu-Gateway-Verbindung, einschließlich kryptographischem Schlüsselspeicher, sicherer Datenspeicherung, Manipulationserkennung, Gerätemanagement und OTA-Updates (Over the Air). Mit Arrow Connect und dem sofort einsatzbereiten Sensible-Modul können IoT-Innovatoren neue Lösungen wesentlich schneller auf den Markt bringen.

Arrow Connect ist selbst Teil von Arrows umfassendem IoT-Ökosystem „Sensor to Sunset“, das Lösungen für jeden Aspekt der IoT-Anbindung vom Sensor bis zur Cloud sowie den Lebenszyklus von der Einführung bis zum nachhaltigen Management umfasst, einschließlich einer sicheren Außerbetriebnahme am Lebensende. Damit wird verhindert, dass sensible Informationen in falsche Hände geraten. „Sensor to Sunset“ bietet viele zusätzliche Funktionen, um IoT-Innovatoren zu unterstützen, unter anderem Dienstleistungen für die Fertigung, Logistik, Finanzierung, Abrechnung und Marketing. Mit diesem Programm möchte Arrow Entwicklern dabei helfen, ihre IoT-Lösungen zu erstellen, vernetzen, verwalten und zukunftsfähig zu machen.

Kits für Wearables

Sensiedge erweitert sein Angebot an Modulen, Firmware und Dienstleistungen wie Gateway-Anbindung, Android/iOS-SDK und Cloud-Analyse weiter und verfolgt sein Ziel, IoT-Entwickler von zeitaufwändigen Herausforderungen in der Hardwareentwicklung und Fertigung zu befreien.

Mit dem wachsenden Markt für Wearables bietet das Sensible-v2.0-Modul die gleiche leistungsstarke Kombination aus Sensoren, Datenanbindung und MCU-Leistungsfähigkeit auf noch kleinerem Raum (17 mm x 40 mm). Dabei werden die MCU- und BLE-Blöcke auf einem einzigen Chip vereint. Sensible 2.0 verfügt außerdem über einen 100-mA-Akku, der über die mitgelieferte Rundbuchse über ein externes Netzteil aufgeladen werden kann. Das Modul ist ab sofort erhältlich und kann sofort eingesetzt werden, um die nächste Generation von Aktivitäts-Trackern oder Umgebungsmonitoren zu entwickeln.

Ein konservativer Ausblick auf die Zukunft des IoT geht davon aus, dass es mindestens dreimal so viele vernetzte Sensoren geben wird als Menschen auf unserer Erde. Andere Zahlen gehen von noch viel mehr Sensoren aus.

Cloud-Plattformen und Ökosysteme verbinden

Für kreative Entwickler, die neue Wege finden wollen, um Informationen zu nutzen, die Lebensqualität oder die Geschäftsentwicklung verbessern wollen, bietet sich damit eine großartige Gelegenheit. Allein der Markt für Wearables wird bis zum Jahr 2022 voraussichtlich jährlich um mehr als 23 Prozent wachsen und bis dahin einen Wert von 50 Milliarden US-Dollar erreichen.

Das Vorstellen neuer Konzepte vor Communities wie Crowdfunding-Investoren und die schnelle Umsetzung einer Lösung hat sich zu einem bewährten Weg für den großen Erfolg entwickelt. Das SoM-Konzept von Sensiedge, das sich in den neuen Sensible-Modulen findet und bereit ist, mit dem IoT-Ökosystem von Arrow oder direkt mit einer beliebigen Cloud-Services-Plattform verknüpft zu werden, ermöglicht Entwicklern schnellere Proof-of-Concept-Prozesse und kürzere Markteinführungszeiten.

Bildergalerie

  • Das Sensible-Modul kann den Proof-of-Concept-Prozess beschleunigen und Entwickler von den Herausforderungen in der Hardware-Entwicklung und der Fertigungslogistik entlasten.

  • IoT-Sensor-Entwicklungskits helfen dabei, die schwierigsten Hardware- und Software-Herausforderungen zu meistern.

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