IoT prakticky: Prototypová doska PG-BOARD s podporou Narrow Band IoT komunikácie
Alfou a omegou IoT riešení je spoľahlivá komunikácia. Nakoľko veľa rôznych senzorov, akčných členov, či celých IoT subsystémov je napájaná z batérií, do popredia sa dostáva aj otázka energetickej úspornosti fungovania mikrokontroléra, ako aj komunikácie. Medzi najvýkonnejšie a zároveň ak treba tak aj najúspornejšie platformy, ktoré sme v našom seriáli dosiaľ predstavili patrí STM32 a dosky Nucleo založené na tejto platforme. Tieto mikrokontrolérové dosky však nemajú integrovanú žiadnu komunikáciu a vlastne ani žiadne senzory, takže tieto funkcionality musíte riešiť pomocou externých modulov.
Už spomínané výhody mikrokontrolérov produktovej rodiny STM 32 a komunikácie v pásme NB-IoT (NarrowBand – Internet of Things) v sebe spája prototypová doska PG-BOARD od českej firmy M2MC
Koncepciu prototypovej dosky PG-BOARD vysvetľuje Karel Krčmář zo spoločnosti M2MC:
Ako už bolo spomenuté, doska využíva komunikáciu typu NB-IoT. Je to špeciálna úzkopásmová sieť, ktorá je určená výhradne na prenos dát. Umožňuje spoľahlivo, bezpečne a lacno prepojiť obrovské množstvo zariadení na veľkom území. Výhodou je dosah signálu aj na ťažko prístupné miesta, napríklad do suterénov budov, takže vyhovuje aj pre systémy, ktoré sú umiestnené v kotolniach a technologických miestnostiach budov. NB-IoT využíva existujúcu infraštruktúru BTS staníc, nie je potrebné nič inštalovať ani prerábať, stačí softvérovo zapnúť túto komunikáciu na 800 MHz, takže ju prevádzkujú telekomunikační operátori, na Slovensku je to Telekom.
Srdcom dosky PG-BOARD je 32 bitový mikrokontrolér STM32L452 s jadrom Cortex M4, ktorý má pamäti 512 KB Flash a 160KB pamäti SRAM.
Písmeno L v označení znamená model s nízkou spotrebou energie. Na doplnenie - klasické mikrokontroléry od STM majú označenie F. Nízka spotreba v praxi znamená, že mikrokontrolér je v čase, keď nemá nič na práci možné uspať tak, že jeho prúdový odber sa bude pohybovať na úrovni niekoľkých nano ampérov. Nemusí to znamenať, že mikrokontrolér bude pracovať len občas v niekoľkohodinových intervaloch. Pokojne môže snímať a posielať údaje aj každú sekundu, ale tak, že z toho bude 990 milisekúnd spať a za zvyšných 10 milisekúnd zmeria, spracuje a odošle údaje. Maximálna taktovacia frekvencia je 80 MHz, pričom v prevádzkovom režime má mikrokontrolér pri napájacom napätí 3.3 V prúdový odber 84 μA/MHz, čiže pri maximálnej frekvencii 80 MHz je to necelých 7 mA a pri 4 MHz len 0.3 mA. V móde Shutdown má procesor odber 22 nA, v móde Standby 106 nA a ak pritom beží aj modul reálneho času RTC, tak prúdový odber neprekročí 375 nA.
Doska PG- BOARD má osadený komunikačný modul Quectel BC66, modul pre GPS navigáciu a niekoľko senzorov – akcelerometer, merač vlhkosti, merač intenzity osvetlenia a Hallovu sondu na meranie intenzity magnetického poľa. Mikrokontrolér na doske sa programuje cez externý programovací modul RESTLINK, ktorý sa pripája pomocou propertiárneho konektora.
V cene dosky je aj NB-IoT konektivita a možnosť posielania údajov do služby miotiq.com v objeme 200kB mesačne počas jedného roku. PG-BOARD sa v Čechách predáva s eSIM od Vodafone pre NB-IoT za 2470 Kč. K dispozícii je aj voliteľná plastová škatuľka a farebné silikónové puzdro.
STM32 je možné programovať aj v intuitívne použiteľnom on-line nástroji mbed, avšak naprogramovať aplikáciu, ktorá bude využívať úsporné režimy si v yžaduje určité skúsenosti Na vývoj náročnejších aplikácií môžete použiť vývojové prostredia Keil MDK-ARM, či Atollic TrueStudio, ktoré sú s určitými obmedzeniami k dispozícii aj vo free verziách.
Zobrazit Galériu
