- Διοικητικό Συμβούλιο PIC IoT WG:
- Επισκόπηση υλικού PIC IoT WG
- PIC IoT WG - Υποστήριξη λογισμικού
- Ξεκινώντας με το PIC IoT WG Development Board
Οι τρεις βασικές παράμετροι που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την ανάπτυξη μιας φορητής συσκευής IoT θα ήταν η κατανάλωση χαμηλής ισχύος, η ασύρματη συνδεσιμότητα και η ασφάλεια. Έχοντας υπόψη αυτά τα τρία, η Microchip κυκλοφόρησε έναν νέο πίνακα ανάπτυξης που ονομάζεται PIC IoT WG. Η πλακέτα τροφοδοτείται από μικροελεγκτή PIC 16-bit με μονάδα Wi-Fi ATWINC και πολλά άλλα ενδιαφέροντα πράγματα. Σε αυτό το άρθρο, θα μάθουμε περισσότερα για αυτόν τον πίνακα και πώς να το χρησιμοποιήσουμε για τα σχέδια IoT σας. Αν ενδιαφέρεστε για άλλους πίνακες ανάπτυξης IoT, μπορείτε επίσης να δείτε τον πίνακα Arduino Nano 33 BLE sense που παρουσιάστηκε πρόσφατα από την Arduino.
Διοικητικό Συμβούλιο PIC IoT WG:
Ας ξεκινήσουμε με το ίδιο το όνομα αυτού του διοικητικού συμβουλίου. Ονομάζεται PIC IoT WG, όπου το WG σημαίνει WiFi και Google. Ναι, η Microchip και η Google συνεργάστηκαν για να μας παρουσιάσουν αυτόν τον υπέροχο πίνακα ανάπτυξης που μπορεί να μας βοηθήσει να σχεδιάσουμε ενσωματωμένες εφαρμογές IoT που μπορούν εύκολα και με ασφάλεια να επικοινωνήσουν με τις Υπηρεσίες Google Cloud IoT Core. Όπως φαίνεται παρακάτω, ο πίνακας ανάπτυξης διαθέτει πολλά συστατικά, έχει τον δικό του μικροελεγκτή, μια μονάδα Wi-Fi, έναν κρυπτογραφικό συν-επεξεργαστή, μερικούς αισθητήρες και πολλά άλλα
Επισκόπηση υλικού PIC IoT WG
Η πλακέτα χωρίζεται σε τρία τμήματα, το τμήμα φορτιστή, το τμήμα εντοπισμού σφαλμάτων και το τμήμα ελεγκτή. Ας ρίξουμε μια ματιά σε κάθε ενότητα και τα σημαντικά στοιχεία που υπάρχουν σε αυτήν.
Μικροελεγκτής PIC24F με μονάδα Wi-Fi WINC1510
Το τμήμα ελεγκτή έχει τα δύο πιο σημαντικά στοιχεία, ένα είναι αυτός ο μικροελεγκτής PIC που είναι ο PIC24FJ128GA705 και ο άλλος είναι αυτή η μονάδα Wi-Fi που είναι WINC1510. Σχετικά με το τμήμα μικροελεγκτή, το PIC24F είναι ένας μικροελεγκτής 16-bit εξαιρετικά χαμηλής ισχύος που λειτουργεί σε συχνότητα ρολογιού 32MHz με ενσωματωμένο ADC 12-bit. Και η μονάδα Wi-Fi είναι ATWINC1510, επίσης από μικροτσίπ και είναι πιστοποιημένος ελεγκτής δικτύου IoT χαμηλής ισχύος. Και οι δύο αυτές συσκευές είναι καλές εάν προσπαθείτε να σχεδιάσετε μια συσκευή IoT Edge που λειτουργεί με μπαταρία
Κρυπτογραφικός συν-επεξεργαστής για ασφαλή επικοινωνία δεδομένων
Στην αριστερή πλευρά του ελεγκτή, έχουμε ένα άλλο ενδιαφέρον IC που είναι ένας κρυπτογραφικός συν-επεξεργαστής που ονομάζεται ATECC608. Σήμερα, πολλές ευαίσθητες συσκευές συνδέονται στο cloud, όπως συσκευές παρακολούθησης καρδιακού ρυθμού, συσκευές συνεχούς παρακολούθησης γλυκόζης, συσκευές παρακολούθησης περιουσιακών στοιχείων και πολλά άλλα. Με αυτό, η ασφάλεια των δεδομένων γίνεται μεγάλη ανησυχία, εδώ έρχεται ο κρυπτογραφικός συν-επεξεργαστής IC ATECC608. Έτσι, αυτό που συμβαίνει εδώ είναι ότι ο πίνακας θα δημιουργήσει ένα ιδιωτικό κλειδί και ένα δημόσιο κλειδί. Το ιδιωτικό κλειδί θα χρησιμοποιηθεί για την κρυπτογράφηση κάθε μηνύματος που αποστέλλεται από αυτήν την πλακέτα και το δημόσιο κλειδί θα κοινοποιηθεί στον πάροχο υπηρεσιών θα μπορούσε όπως το Google IoT cloud. Στη συνέχεια, όταν αυτό το κρυπτογραφημένο μήνυμα από την πλακέτα μας φτάσει στο σύννεφο, το σύννεφο θα επαληθεύσει και θα αποκρυπτογραφήσει αυτό το μήνυμα χρησιμοποιώντας το δημόσιο κλειδί.
Το ATECC608 IC λειτουργεί εδώ ως συσκευή ελέγχου ταυτότητας crypto για τη δημιουργία και διαχείριση αυτών των ιδιωτικών και δημόσιων κλειδιών. Και το IC είναι προ-διαμορφωμένο και προ-προβλεπόμενο για έλεγχο ταυτότητας μεταξύ του πίνακα και του πυρήνα του Google Cloud IoT. Δηλαδή, τη στιγμή που θα λάβετε το διοικητικό συμβούλιο, το ιδιωτικό κλειδί για τον πίνακα θα έχει ήδη δημιουργηθεί και κλειδωθεί και σε αυτό το IC και το δημόσιο κλειδί είναι εγγεγραμμένο στον λογαριασμό μικροτσίπ sandbox που φιλοξενείται στο Google cloud IoT με αυτόν τον τρόπο δεν χρειάζεται γίνετε ειδικός δικτύωσης ή κρυπτογράφησης για να κάνετε τις συσκευές IoT σας ασφαλείς. Αργότερα, αφού τελειώσετε με το πρωτότυπο, μπορείτε να μετακινήσετε την πλακέτα σας και σε ιδιωτικό μητρώο.
Ενσωματωμένη θερμοκρασία και αισθητήρας φωτός
Και στις δύο πλευρές του κρυπτογραφικού IC επεξεργαστή, έχουμε δύο ενσωματωμένους αισθητήρες που είναι έτοιμοι για δοκιμή. Ο ένας είναι αυτός ο αισθητήρας φωτός που είναι TEMT6000X01 και ο άλλος είναι αυτός ο αισθητήρας θερμοκρασίας MCP9808. Ο αισθητήρας φωτός είναι ένας απλός αισθητήρας αισθητήρα ρεύματος που είναι συνδεδεμένος σε ADC 10-bit του ελεγκτή PIC και ο αισθητήρας θερμοκρασίας μπορεί να μετρήσει θερμοκρασίες μεταξύ -20 * C έως 100 * C με τυπική ακρίβεια 0,25 * C και επικοινωνεί χρησιμοποιώντας I2C.
Ενσωματωμένος φορτιστής λιθίου
Η πλακέτα ανάπτυξης PIC IoT WG μπορεί να τροφοδοτηθεί είτε με τη θύρα micro-USB είτε με μπαταρία λιθίου 4.2V που θα μπορούσε να συνδεθεί στον ακροδέκτη της μπαταρίας (λευκό χρώμα). Τώρα, εάν τροφοδοτείτε την πλακέτα με μπαταρία, η πλακέτα διαθέτει επίσης ως IC φόρτισης που θα φορτίζει τη μπαταρία λιθίου σας μέσω της θύρας micro-USB με τάση φόρτισης 4,2V και ρεύμα φόρτισης 100mA. Θα βρείτε επίσης δύο LED στη γωνία της πλακέτας, το κόκκινο δείχνει ότι η μπαταρία φορτίζεται και η πράσινη δείχνει ότι είναι πλήρως φορτισμένη.
PKOB - Προγραμματιστής και εντοπιστής σφαλμάτων
Ο πίνακας ανάπτυξης διαθέτει επίσης τον δικό του ενσωματωμένο προγραμματιστή, εξομοιωτή και πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων που ονομάζεται PKOB. Ο όρος PKOB σημαίνει Pic-kit εν πλω, έτσι πολλοί από εμάς θα χρησιμοποιούσαμε προηγουμένως ένα ξεχωριστό pic-kit για να προγραμματίσουμε και να εντοπίσουμε τα σφάλματα των ελεγκτών μας, αλλά αυτός ο πίνακας διαθέτει έναν ενσωματωμένο εξομοιωτή και υποστηρίζει επίσης σειριακή επικοινωνία, η οποία έρχεται πολύ βολική για τον εντοπισμό σφαλμάτων χωρίς καμία απαίτηση για εξωτερικό υλικό.
Pinout, LED και διακόπτες
Εδώ, έχουμε τέσσερα LED κάθε χρώματος. Το πρώτο είναι ένα μπλε χρώμα LED που ανάβει όταν ο πίνακας σας είναι συνδεδεμένος σε δίκτυο Wi-Fi, το δεύτερο είναι πράσινο χρώμα LED που ανάβει εάν είστε συνδεδεμένοι σε υπηρεσίες cloud Google, το τρίτο είναι ένα κίτρινο χρώμα LED που αναβοσβήνει κάθε φορά που στέλνετε δεδομένα στο σύννεφο και το τέταρτο είναι ένα κόκκινο χρώμα κόκκινο που ανάβει για να δείξει ένα σφάλμα στον πίνακα. Έχουμε επίσης δύο διακόπτες SW1 και SW2 που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για είσοδο σε λειτουργία softAP.
Ερχόμενοι τώρα στα pinouts, ο πίνακας έχει 8-θηλυκές κεφαλίδες και στις δύο πλευρές, οι οποίες λειτουργούν ως επέκταση Mikrobus που σας επιτρέπει να συνδέσετε μια μεγάλη ποικιλία αισθητήρων και μονάδων από το Mikro Elektronika. Οι άλλες ακίδες γενικής χρήσης του ελεγκτή PIC μπορούν επίσης να προσπελαστούν μέσω αυτών των επιθεμάτων που βρίσκονται στο κάτω μέρος αυτού του ελεγκτή.
PIC IoT WG - Υποστήριξη λογισμικού
Ερχόμενοι στο τμήμα του λογισμικού, το Microchip το έκανε ένα αεράκι στον προγραμματισμό και την αποσφαλμάτωση αυτού του πίνακα. Όταν συνδέετε αυτήν την πλακέτα στον υπολογιστή σας, θα ανακαλυφθεί ως συσκευή αποθήκευσης flash όπου μπορείτε να τροποποιήσετε τα διαπιστευτήρια Wi-Fi ή να τον επαναπρογραμματίσετε με απλή επιλογή μεταφοράς και απόθεσης. Και αυτός ο ελεγκτής PIC 16 bit μπορεί να προγραμματιστεί χρησιμοποιώντας το MPLABX IDE με τον μεταγλωττιστή XC16 και υποστηρίζει επίσης Microchips Code Configurator (MCC) για γρήγορο προγραμματισμό και εντοπισμό σφαλμάτων.
Επίσης, όταν λάβετε αυτήν την πλακέτα, θα είναι προγραμματισμένη και διαμορφωμένη για μια επίδειξη στην οποία μπορούμε να διαβάσουμε τις τιμές αυτού του αισθητήρα φωτός και αισθητήρα θερμοκρασίας και να το γράφουμε στην πλατφόρμα cloud Google
Ξεκινώντας με το PIC IoT WG Development Board
Αρχικά, πιάστε ένα καλώδιο mini USB και συνδέστε το στον πίνακα ανάπτυξης και συνδέστε το άλλο άκρο στον υπολογιστή σας. Θα παρατηρήσετε ότι η πλακέτα σας ανάβει και στον υπολογιστή σας, μπορείτε να βρείτε μια νέα μονάδα flash που ονομάζεται περιέργεια. Ανοίξτε τη μονάδα δίσκου και θα βρείτε τα περιεχόμενα σε αυτήν όπως φαίνεται παρακάτω.
Κάντε κλικ στο αρχείο CLICK-ME.HTM για να ανοίξετε μια ιστοσελίδα. Στην ιστοσελίδα εισαγάγετε τα διαπιστευτήρια Wi-Fi και κάντε κλικ στη διαμόρφωση λήψης.
Αυτό θα κατεβάσει ένα αρχείο που ονομάζεται WiFI.config , απλώς σύρετε αυτό το αρχείο στη μονάδα περιέργειας και θα παρατηρήσετε ότι το μπλε led και το πράσινο στον πίνακα σας ανάβουν για να δείξουν ότι η πλακέτα σας είναι πλέον συνδεδεμένη σε Wi-Fi και Google cloud. Ανοίξτε ξανά την ιστοσελίδα για να ελέγξετε την κατάσταση της πλακέτας και, στη συνέχεια, κάντε κύλιση προς τα κάτω για να ελέγξετε την τιμή του αισθητήρα φωτός και θερμοκρασίας από τον πίνακα που γράφεται στη σελίδα. Μπορείτε να ελέγξετε το παραπάνω βίντεο εάν έχετε απορίες.
Ομοίως, μπορείτε επίσης να στείλετε δεδομένα από το Google cloud στη συσκευή σας. Απλώς ανοίξτε οποιοδήποτε λογισμικό σειριακής οθόνης, όπως putty και συνδέστε το στη θύρα COM του πίνακα και, στη συνέχεια, πληκτρολογήστε ένα δείγμα μηνύματος σε αυτό το πλαίσιο κειμένου και κάντε κλικ στην αποστολή στη συσκευή.
Όπως μπορείτε να δείτε, το τερματικό στόκος πρέπει να εμφανίζει το μήνυμα που μόλις στείλαμε. Αφού πειραματιστείτε με αυτό το πρόγραμμα επίδειξης, μπορείτε να μετακινηθείτε προς τα κάτω για να βρείτε επιλογές για τη δημιουργία του δικού σας προγράμματος κόμβου αισθητήρα και, στη συνέχεια, υπάρχει μια επιλογή που ονομάζεται πτυχιούχος χρησιμοποιώντας την οποία μπορείτε να μετακινήσετε την πλακέτα σας από αυτό το περιβάλλον επίδειξης σε ένα ιδιωτικό περιβάλλον. Για περισσότερες πληροφορίες και για να προχωρήσετε από εδώ, αυτός ο οδηγός χρήσης PIC IoT WG από το Microchip θα είναι χρήσιμος.
Στη συνέχεια, ξεκινάτε να γράφετε τον δικό σας κωδικό χρησιμοποιώντας το MPLABX IDE, επίσης, όπως ειπώθηκε προηγουμένως, ο πίνακας υποστηρίζει το MCC για γρήγορο και εύκολο προγραμματισμό. Αυτό συνοψίζει αρκετά την κριτική μου στο PIC IoT WG Development Board. Ελπίζω να σας άρεσε να ξέρετε για το διοικητικό συμβούλιο και να είστε περίεργοι να φτιάξετε κάτι μαζί του. Επιτρέψτε μου να ξέρω τις σκέψεις σας σχετικά με αυτό στην ενότητα σχολίων και θα σας συναντήσω σε ένα άλλο άρθρο κριτικής με έναν άλλο συναρπαστικό πίνακα ανάπτυξης.