Cómo el Diseño Innovador de PCB Permite que los Dispositivos de Internet de las Cosas Reduzcan Desperdicios

August 20, 2019 CircuitStudio

Los diseños innovadores de PCB han permitido que IoT se traslade a nuestros hogares y trabajos, y nos ahorre energía y dinero. El termostato Nest, la bombilla Philips Hue y el sensor de hojas AgriHouse son todos dispositivos IoT que usan PCB novedosos para reducir el desperdicio en nuestras vidas y ahorrarnos dinero.

Cuando eras pequeño, ¿alguna vez tu madre te gritó: "Apaga esas luces"? ¿Alguna vez tu padre dijo: "Si quieres encender el aire acondicionado, tendrás que pagarlo!" Si fue así, en tu familia probablemente eran súper pesados como en la mía. Si no, supongo que viviste una vida brillante de lujo en temperaturas confortables. Si bien mis padres siempre han disfrutado cazando por toda la casa las luces que se han dejado encendidas, el Internet de las Cosas (IoT) pronto puede darles ese placer. Los diseños innovadores de PCB han permitido que IoT se traslade a nuestros hogares y trabajos y nos ahorre energía y dinero. El termostato Nest, la bombilla Philips Hue y el sensor de hojas AgriHouse son todos dispositivos IoT que usan PCB novedosos para reducir el desperdicio en nuestras vidas y ahorrarnos dinero.

 
Nest Thermostat

El Nest puede recordarte a Hal 9000, pero te ahorrará dinero y no tratará de matarte.

Calentamiento y Enfriamiento Eficientes

Mi hermana siempre ha tenido problemas con el calor. Lo odia tanto que enciende el aire acondicionado cuando se va a hacer deporte para que cuando regrese la casa esté fría. No hace falta decir que era un sistema bastante ineficiente que "desperdiciaba" mucha electricidad. Nest se propuso reducir el desperdicio de calefacción y refrigeración con su sistema de termostato "inteligente", hecho posible por el diseño de PCB "inteligente".

Al igual que el gobierno, el termostato Nest te espía para predecir tus acciones. En este caso, las acciones de interés son encender o apagar tu calefacción o aire acondicionado. Después de unos días de control cuando enciendes o apagas el aire acondicionado, el Nest comienza a conocer tus preferencias de temperatura. Cuando estés en el trabajo, apagará el aire acondicionado y luego lo encenderá a tiempo para que llegues a una casa fresca. Además, el termostato Nest tiene funciones de teléfono inteligente que te permiten controlar la temperatura de tu hogar desde cualquier lugar. Nest afirma que han ahorrado más de 12 mil millones de kWh de energía con sus termostatos "inteligentes". Eso se traduce en mucho dinero ahorrado.

El dinero es excelente, pero ¿qué pasa con la PCB detrás de este dispositivo de ahorro de dinero? Estoy seguro de que los ingenieros han ansiado este tipo de tecnología durante siglos, pero los avances recientes en el diseño de PCB solo han hecho posible este tipo de sistema. Sabes que Nest necesita recopilar datos, interpretarlos (o enviarlos para que sean interpretados), implementar un programa basado en datos interpretados e interactuar con un teléfono inteligente para hacer su trabajo. El Nest también necesitaba meter todo en una carcasa del tamaño de un disco de hockey.

 
IoT Light bulb

Tengo una idea, ¡una bombilla IoT!

Iluminación Eficiente

Las luces eran otro tema de discordia en nuestra casa. A mi hermana y a mí nos gusta que todo esté bien iluminado, y a mis padres les gusta ahorrar la mayor cantidad de dinero posible. El tamaño reducido de las PCB también ha permitido que las bombillas se unan a las filas de los dispositivos conectados.

Compré mi primera bombilla IoT hace años. Al principio, mi cartera se resistió a la compra, porque la bombilla y el controlador juntos cuestan alrededor de $50. Sin embargo, a medida que pasa el tiempo, mi cartera ha visto el ahorro a largo plazo de mi bombilla WiFi. A menudo me olvido de apagar las luces cuando salgo de casa. Ahora puedo apagarlas de forma remota con mi teléfono inteligente. Incluso escribí mi propia programación que enciende las luces cuando me levanto, las apaga cuando voy al trabajo, etc. La mayoría de los usuarios no escriben sus propias programaciones, pero aún así podrán ahorrar unos centavos apagando las luces después de que hayan salido de casa.

Sin embargo, los ahorros de costes reales provienen de la misma tecnología que permite que existan las bombillas. Casi todas las bombillas IoT usan chips LED para iluminar habitaciones, en lugar de bombillas fluorescentes o incandescentes. Mientras las bombillas incandescentes duran alrededor de 1200 horas y las bombillas CFL duran aproximadamente 10,000 horas, las LED duran hasta 50,000 horas. Es posible que tengas que pagar un poco más por adelantado, pero lo compensarás al no tener que comprar una nuevamente.

Las bombillas LED también usan menos electricidad para producir la misma cantidad de luz que las bombillas incandescentes y CFL. Las LED son una tecnología bastante reciente y son muy pequeñas. Combínalos con un chip WiFi y un convertidor de CA a CC y obtendrás una bombilla inalámbrica. Las bombillas incandescentes y CFL no se pueden aplicar de la misma manera porque ya son bastante grandes. Agrega una PCB para la conectividad inalámbrica y obtendrás una enorme bombilla que nadie querrá comprar.

 
automatic system for watering plants

Los sensores de hojas podrían hacer un riego eficiente

Uso Eficiente del Agua

A pesar de la gran cantidad de dispositivos IoT extraños, uno que nunca esperaba ver es un sensor de hojas. Sin embargo, AgriHouse, junto con la NASA, ha producido exactamente eso.

El sensor de hojas de AgriHouse realiza un seguimiento de cuándo una planta necesita ser regada. Esto puede ayudar a los agricultores a ahorrar mucho dinero. En lugar de tener que recorrer todo el cultivo y verificar qué plantas necesitan ser regadas, este sensor le enviará un mensaje de texto. En lugar de apegarse a un horario de riego que puede regar de más o de menos las plantas, este sensor permitirá saber exactamente cuándo necesitan agua. Los agricultores usan el 70% del agua del mundo, y gran parte se desperdicia en sistemas de riego ineficientes. Este sensor de hojas puede permitir a los agricultores regar sus plantas con mayor precisión, en lugar de adivinar cuándo regar. Este sensor también puede informar a los agricultores si hay fugas en su sistema de riego. Si abres el agua y luego el sensor dice que las plantas aún están secas, sabes que hay una rotura en una tubería en algún lugar. Este sistema podría ayudar a los agricultores a reducir en gran medida su consumo de agua y ahorrar mucho dinero.

Lo interesante del sensor de hojas es que en realidad se sujeta a una hoja. La mayoría de las hojas que he visto son bastante débiles. Es bastante impresionante que sus diseñadores de PCB hayan podido hacer un sensor lo suficientemente pequeño y liviano como para que pueda posarse en una hoja. No hace falta decir que esta tecnología pequeña y liviana solo ha estado disponible recientemente. 

Innovar con Software

Está claro que el Internet de las Cosas impulsará a los ingenieros a hacer diseños de PCB cada vez más innovadores. Estos dispositivos y diseños de IoT nos ayudarán a hacer nuestras vidas más eficientes y, con suerte, a ahorrarnos dinero. Para construir un futuro innovador, necesitas herramientas innovadoras. Necesitarás un software de diseño de PCB que esté a la vanguardia y pueda ayudarte a diseñar para el mañana. CircuitStudio® es ese software de diseño. Tiene muchas características de vanguardia que pueden ayudarte a habilitar la próxima generación de dispositivos IoT.

¿Tienes más preguntas sobre el diseño de PCB para IoT? Llama a un experto en Altium.

Artículo anterior
Diseño de PCB para Fabricación: Evite los Defectos Hablando con su Fabricante
Diseño de PCB para Fabricación: Evite los Defectos Hablando con su Fabricante

A veces, tus sentimientos hacia tu fabricante pueden parecerse a tus sentimientos hacia cualquier ex novia.

Artículo siguiente
Cómo las Redes de Área Amplia de Baja Potencia Están Habilitando los Sistemas IoT
Cómo las Redes de Área Amplia de Baja Potencia Están Habilitando los Sistemas IoT

¿Qué adoran los ingenieros civiles, pero los ingenieros eléctricos odian? El hormigón.