Cómo Elegir un Módulo de Comunicaciones para tu Producto IoT

Muchos de mis amigos son ingenieros y estamos constantemente hablando de compras. Si estás de humor para escuchar acerca de IoT extraño, siempre es una buena idea preguntar en qué proyecto están trabajando. He dejado de preguntar qué programas están usando ya que todos están aprendiendo Python. En serio, todos. Hablamos de lo que es divertido en el trabajo, generalmente es diseño, pero a veces es soldar. Hablamos de lo que es terrible en el trabajo, y generalmente es la selección de componentes, pero a veces es soldar.

Una cosa en la que siempre estamos de acuerdo es en lo mucho que no nos gusta sentarnos y analizar una hoja de datos de 84 páginas para la selección de componentes. Por desgracia, la mayoría de los módulos de comunicación en IoT y microcontroladores tienen larguísimas hojas de datos que debes revisar antes de comenzar a incorporarlos en el diseño de PCB de tus nuevos dispositivos IoT.

Las reuniones de ingenieros irrumpen en debates sobre problemas de software, trabajo y diseño, donde sea que vayamos.

Para mí, volver a leer y comparar solía convertirse rápidamente en una verificación cruzada engorrosa de pequeños detalles y una nube de números y post-it. Evidentemente, este enfoque fortuito no se adapta a diseños complejos de PCB o componentes críticos. Es mejor aclarar qué requisitos de componentes se adaptarán a las especificaciones de tu producto al principio del proceso de diseño. Te ahorrará mucha angustia y dolores de cabeza una vez que estés diseñando y probando. Abordaremos los microcontroladores otro día y comenzaremos con la identificación de los requisitos para que puedas seleccionar tu módulo IoT.

Identifica tus Necesidades

El primer diseño de dispositivo IoT en el que trabajé me fue entregado cuando era muy inmaduro, pero necesitábamos hacer prototipos lo antes posible. Esa versión apenas hizo su trabajo, y rápidamente nos dimos cuenta de que había mucho margen de mejora. Para nuestra próxima versión, me esforcé mucho más en evaluar las especificaciones de hardware estándar.

  • Transmisión y red:.¿Qué tipo de estación base usarás? ¿Qué tan lejos necesitan transmitir los dispositivos? Si los módulos no pueden administrar los módulos de comunicación en la IoT que quieres, deberás cambiar la red o solo tendrás la parte "de las cosas" de IoT.

  • Huella: ¿Cuánto espacio tienes disponible? Necesitábamos colocar la nueva PCB en un gabinete existente. Esto me hizo preocuparme por el tamaño real del módulo y el área adicional requerida para la sintonización de RF.
    La mayoría de los módulos incluirán cualquier ajuste en el paquete interno. Realmente, de verdad, esto es lo que prefiero, ya que no solo te ahorra espacio, sino que no tienes que diseñar alrededor del ajuste en tu PCB. Como nota al margen, el fabricante debe proporcionarte el diseño de ajuste.

  • Requisitos de alimentación: ¿Tu sistema tiene acceso a un enchufe de pared o utiliza baterías? Necesitábamos baterías que duraran al menos un año, por lo que quería valores bajos tanto para la potencia como para la corriente de reposo de nuestro módulo.

  • Tolerancias medioambientales: ¿Tu producto se calentará o enfriará? ¿Lloverá? ¿Le entrará polvo en las grietas? Asegúrate de que tu módulo IoT tenga tolerancias adecuadas para el entorno donde se implementará. Debes pasar por la misma selección rigurosa que usarías para cualquier otro componente.

  • Compatibilidad: comprueba que tu aplicación IoT pueda manejar las entradas y salidas del resto de tu hardware. ¿Los protocolos de comunicación y la velocidad son los mismos para el microcontrolador? ¿Tendrás que manejar alguna entrada directa de los sensores? ¿Puedes usar la misma fuente de alimentación que el microcontrolador?

Tu módulo IoT impulsa la funcionalidad de tu producto. Es por eso que es importante que diseñes y verifiques rigurosamente todos los requisitos necesarios de tu módulo IoT.

Sé que estos controles parecen evidentes. Todavía he visto personas que se dejan llevar por el rumor del IoT y se lanzaron a diseñar sin revisar sus requisitos. El problema es que generalmente les cuesta miles de dólares cuando finalmente logran solucionar sus problemas de compatibilidad o tolerancia. Confía en mí, es todo lo que escuché cuando mis amigos estaban en el proceso de corregir sus errores. Sé considerado y planifica con anticipación.

Infórmate sobre el Fabricante

Antes de comprometerte con un módulo, debes aprender un poco sobre el fabricante si no has trabajado con él antes. Aparecen muchos módulos nuevos a medida que el mercado de IoT se expande. Si eliges un módulo más nuevo, asegúrate de que tu fabricante tenga la capacidad de producir y admitir la cantidad de hardware que planeas comprarle.

 

Asegúrate de trabajar con un proveedor de módulos que pueda soportar la capacidad que necesitarás.

También debes preguntarle a tu fabricante sobre:

  • Capacidad: las nuevas empresas pueden tener módulos muy interesantes, pero asegúrate de tener suficiente disponibilidad para soportar la escala y la tasa de producción que necesitas. Puedes pasar semanas esperando si tu tiempo de entrega no se incorpora a tu plan de fabricación.

  • Certificación de la FCC: investiga si tienen una certificación modular para RF en su módulo y si otros clientes han certificado con éxito productos que utilizan los mismos módulos. También es útil preguntar a quién usan para un laboratorio de pruebas. Es posible que quieras que el mismo laboratorio certifique tus productos (y eso ocasionalmente viene con un descuento). Finalmente, es posible que necesites que el fabricante envíe documentación patentada al laboratorio de pruebas. Asegúrate de tener un fabricante que esté dispuesto a ayudar, o puede retrasar tu certificación durante semanas.

  • Asistencia de diseño: como mencioné anteriormente, ciertos módulos requerirán un ajuste en tu PCB. Infórmate si necesitarás planificar eso y qué tipo de soporte obtendrás al incorporarlo a tu diseño. Si envían archivos de diseño, averigüa el formato y la compatibilidad con tus herramientas de diseño.

  • Actualizaciones de firmware y soporte a largo plazo: algunos dispositivos recibirán actualizaciones de firmware durante su ciclo de vida, tanto por seguridad como por funcionalidad general. Descubre cómo se manejan. Créeme, no quieres estar en la situación en la que tienes que recuperar tus sistemas y actualizarlos a mano. Si tienes un dispositivo que solo transmite y no puede "actualizar" las actualizaciones, debes tener un plan sobre cómo manejar esos cambios. Perdimos una semana de datos para un nuevo cliente cuando la red se actualizó, pero nuestro firmware no lo hizo. Tiempos difíciles...

Hay muchos factores a considerar al elegir tu producto y módulo de IoT. En lugar de arrastrarte a través del enfoque de post-it y hojas de cálculo, existen excelentes herramientas disponibles para ayudarte. Compartiré algunos consejos que he recibido de mis amigos y te recomiendo que los consultes. Una de esas herramientas es Altium Vault®, que te ayuda a administrar fabricantes, distribuidores e incluso componentes, utilizando tus propias reglas de diseño. Esto no solo te ayuda a mantener los requisitos consistentes en todo tu diseño, sino que garantiza buenos controles de diseño mientras trabajas. Para obtener más información sobre el diseño profesional de PCB, ¡hay representantes de Altium listos para ayudarte a comenzar ahora mismo!

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