Cómo los distribuidores pueden ayudar a los ingenieros en el diseño del espacio de IoT

Las técnicas de diseño modernas han evolucionado sustancialmente para permitir que el ingeniero de hoy en día se centre en su valor añadido único, en lugar de tener que reinventar la rueda para cada nuevo invento. Y sin embargo, es ampliamente aceptado que casi el 75% de los proyectos de Internet de las Cosas (IoT) fracasan. No a causa de un ingeniero de diseño demasiado estrecho o de un diseño defectuoso, sino por el caso comercial, o la falta del mismo. Con todas las herramientas disponibles es muy fácil en 2020 conectarse a la IoT, pero ¿cuál es el valor comercial?

Un ejemplo de la falta de un caso comercial sería una tostadora conectada. Puedes tostar el pan desde tu teléfono, pero ¿a quién le importa? Si llevamos ese ejemplo a una olla de cocción lenta con Internet, las cosas empiezan a tener más sentido. Puedes ajustar la cena y vigilar la temperatura mientras trabajas, para que todo esté bien cocinado cuando llegues a casa a cenar.

Los ingenieros de diseño pueden aprovechar tres tendencias clave cuando diseñan para el espacio de la Internet de las Cosas (IoT) para reducir enormemente el tiempo de visualización de los datos. Esto es crítico porque permite a los ingenieros centrarse en las actividades que hacen que su diseño sea significativo y valioso.

La primera tendencia a observar es el prototipo rápido. La clave aquí es no realizar un diseño excesivo de ingeniería, sino tener en cuenta el producto más viable. Para llegar rápidamente, los ingenieros deben aprovechar recursos como la biblioteca de diseño de referencia de Digi-Key (RDL) y adoptar un enfoque basado en módulos. Ya hay ecosistemas completos creados como Arduino, Raspberry Pi o Adafruit Feather para que los ingenieros los incorporen. De ahí pueden seleccionar las tecnologías adicionales apropiadas como protecciones, hats, feather wings, Click boards, XBee, etc., o expandirse a través de ecosistemas de conectores, como Grove o Qwiic para crear una prueba de concepto inicial.

No hay necesidad de que cada ingeniero sea un experto en radiofrecuencia. Las comunicaciones se simplifican con módulos que permiten una fácil implementación de todo, desde Bluetooth y Wi-Fi hasta NB-IoT y LoRa. Y los ingenieros de diseño ni siquiera tienen que entender las diferencias entre esas tecnologías, hay gente ahí fuera que ya ha hecho ese trabajo.

Un flujo de diseño simplificado minimiza el tiempo total de visualización de los datos. Herramientas gratuitas como el Scheme-It de Digi-Key permiten a los diseñadores producir diagramas esquemáticos profesionales y desplegar soluciones de IoT en la nube totalmente completadas.

Hoy en día es fácil conectarse al IoT gracias a las herramientas disponibles.

El diseño de la IoT requiere conocimientos en múltiples disciplinas. Hay un componente de hardware, un componente de software y un componente de nube, y generalmente la gente involucrada con cada uno de estos componentes son ingenieros especializados. Así que, si un ingeniero se especializa en hardware, puede que no sea tan fuerte en el software y las piezas de la nube, y viceversa. Por eso siempre es un enfoque de equipo en IoT, debido a las múltiples disciplinas involucradas.

Pero eso también es parte del desafío si está en un pequeño inicio que viene con la siguiente idea brillante - no necesariamente tiene ese equipo completo de ingenieros especializados. Afortunadamente, muchas comunidades en línea están compartiendo conocimientos para mejorar los diseños de todo el mundo hoy en día, incluso Amazon y Google ponen su código en código abierto y los ingenieros solo tienen que elegir las API adecuadas para que todo funcione. Por ejemplo, si quiere reconocimiento de voz con Alexa o Google Home, es mucho más fácil de hacer. No es necesario ser un experto en reconocimiento de voz, solo tiene que sacar las API adecuadas y hacer una llamada a ellas y ya tiene el reconocimiento de voz a la perfección.

Las comunidades en línea han creado foros y repositorios de proyectos para compartir conocimientos, y los repositorios de código como GitHub reúnen a millones de desarrolladores para compartir y construir mejores soluciones. Aprovechar las comunidades de código abierto, así como los entornos de diseño de hardware, suele ayudar a eliminar las barreras al diseño de sistemas y permitir una implementación más rápida.Al diseñar en una herramienta como el entorno de código abierto EDA KiCad, los ingenieros están expuestos a toneladas de recursos para todo, desde tutoriales de creación de diseños básicos hasta una sólida red de apoyo comunitario.

En caso de que se requiera una experiencia aún mayor, también hay proveedores de servicios de diseño, muchos de los cuales están incluidos en el programa de Digi-Key Design & Integration Services, una red de empresas de diseño que ofrece servicios de desarrollo, creación de prototipos, fabricación e integración de sistemas a cambio de una tarifa.

Más allá de poner en marcha un solo prototipo, cuando esté listo para escalar a un entorno de producción o una implementación completa, los diseñadores tienen que aportar los elementos de seguridad y considerar la posibilidad de añadir una capa de servicios en la nube a la mezcla. La mayoría de los diseñadores pueden llegar a la etapa de un solo prototipo rápidamente, pero el escalado toma 10 veces más ancho de banda.

Al llegar a la etapa de escalamiento, muchas de las capas que se añadirán requieren más consideración, como los servicios de datos, la gestión y el mantenimiento a distancia. Una de las últimas tendencias ha sido el envío de actualizaciones por aire (OTA), similar a como recibimos las actualizaciones por teléfono cada pocos meses. Es importante tener en cuenta esos tipos de instrumentos de aprovisionamiento cuando se habla de una implementación a gran escala.

Los diseñadores también tienen que considerar las pruebas como un componente crítico de los requisitos de escalado e implementación avanzados, especialmente cuando se trata de tecnología inalámbrica y RF, que puede ser un punto importante de complicación. Si es posible, los diseñadores deberían considerar la posibilidad de asociarse con agencias de pruebas como CETECOM para facilitar y mejorar la tasa de aciertos en las pruebas.

Por supuesto, la seguridad es de suma importancia. La violación de los datos de Target, por ejemplo, se hizo a través del sistema de HVAC y subraya la importancia de la seguridad. Tal vez esté creando una aplicación de cerveza artesanal en la que se prueban los niveles de fermentación y la temperatura y todos esos otros elementos. Si alguien pone eso dentro de un restaurante y está todo conectado a la misma red, alguien puede tratar de aprovechar su aplicación para obtener los datos de la tarjeta de crédito del sistema principal.

Estos son los tipos de cosas que necesita para asegurarse de que su entorno es seguro. También debe asegurarse de que sus servicios y elementos de datos sean muy resistentes y que su gestión remota sea accesible en todo momento.

Robbie Paul, director de desarrollo de negocios de IoT para Digi-Key Electronics.

La innovación ya no solo llega a través de la empresa, ya sea un fabricante de la lista Fortune 500 o una empresa innovadora. Muchas empresas (inteligentes) están alojando hackathons de la comunidad y otros impulsores de ideas para mejorar las características y otras ideas de origen comunitario. Por ejemplo, en el FirstBuild de GE se crearon nuevas mejoras, como la jarra de agua autollenable en los nuevos refrigeradores. Patrocinan hackathons que buscan formas de expandir la propuesta de valor de los equipos de GE. Un reciente equipo ganador utilizó una placa Arduino conectada a un horno estándar de GE para crear una máquina tostadora de café.

En Digi-Key tenemos una ventaja sobre los Fabricantes de Equipos Originales (OEM) porque tenemos la amplitud del producto y diferentes proveedores que proporcionan diferentes piezas de la solución, lo que nos posiciona para reunirlo todo en un formato fácil de digerir. Filtramos el ruido y echamos un vistazo a los requisitos específicos de diseño de la IoT. Ya hemos clasificado lo que creemos que es más crítico para los diseñadores, así que lo que termina encontrando en nuestro sitio web es la información más pertinente a través de una solución, no solo la mentalidad de un producto específico.

No solo tenemos los productos, sino que apoyamos a todo el ecosistema. Digi-Key tiene muchas herramientas para ayudar a asegurar el éxito de los diseñadores de soluciones de IoT. Nuestra Guía de supervivencia para la puesta en marcha es el recurso perfecto para entender cómo navegar cada paso a lo largo de la Hoja de ruta del diseño desde la idea al concepto, pasando por los prototipos y el diseño, hasta la producción, la comercialización y el apoyo post-venta. También tenemos la herramienta Design Dashboard que proporciona recursos y tareas a lo largo del viaje de la hoja de ruta, permitiendo a los diseñadores seguir cada paso del camino. Otro ejemplo es Scheme-It, que es la última herramienta de ideación. Por último, ofrecemos una gama de herramientas más tradicionales como el BOM Manager para ayudar a organizar todas sus necesidades de componentes.

Y para la gente que acaba de empezar en IoT, hemos creado una serie de videos de 6 partes con Adafruit que habla de todos los elementos de un diseño de IoT. Para los estudiantes prácticos, también ofrecemos el Adafruit 4450, que es esencialmente una mini casa inteligente, pero también una gran herramienta de referencia para la IO. Si quiere jugar con el diseño de IoT, este kit incluye instrucciones completas paso a paso.

En estos tiempos, no tienes que concentrarte en reinventar la rueda. Se trata de aprovechar las comunidades y los elementos de diseño ya creados. Entonces, ¿cuál es su próxima innovación que cambiará el mundo con la IoT? ¡Me encantaría oírlo!

Robbie Paul es director de Desarrollo de Negocios de IoT en Digi-Key Electronics. Digi-Key es uno de los distribuidores de componentes electrónicos de servicio completo más grandes del mundo, que ofrece más de 11 millones de productos con más de 2.6 millones en stock y disponibles para su envío inmediato, de más de 1.300 fabricantes de marcas de calidad.