I componenti di un hardware IoT per i progetti di Internet of Things
Un componente fondamentale di un progetto di Internet of Things è sicuramente l’hardware IoT; all’interno di questo termine sono racchiuse diverse tipologie di dispositivi connessi a Internet, dai sensori e dagli attuatori fino ad arrivare ai dispositivi di comunicazione e archiviazione dei dati raccolti.
In questo articolo analizzeremo i principali componenti di un hardware IoT e i fattori principali da considerare per crearne uno per il tuo progetto IoT.
Quali sono i componenti di un hardware IoT?
Come scritto in precedenza un hardware IoT è l’insieme di diversi dispositivi che comunicano tra loro e con il cloud attraverso un componente idoneo a questo compito. Per essere più specifici, di seguito andremo ad analizzare 6 componenti fondamentali per un hardware IoT completo ed efficace:
- sensori;
- attuatori;
- microcontrollori;
- componenti per l’alimentazione;
- connettività;
- dispositivi per l’archiviazione.
Sensori presenti in un hardware IoT
Sul mercato sono presenti diversi sensori, ognuno con caratteristiche uniche e un compito ben preciso: raccogliere informazioni dall’ambiente circostante e trasmetterle ad altri dispositivi in rete. Esistono sensori molto semplici, creati per rilevare l’umidità, la temperatura o i livelli di CO2 e polveri sottili presenti negli ambienti; ma anche sensori più complessi, essenziali per raccogliere dati sulla sicurezza e sul benessere delle persone in ambienti particolari come gli ospedali.
In qualsiasi caso, i sensori presenti in un hardware IoT consentono di raccogliere ed elaborare un’elevata quantità di dati in tempo reale, migliorando l’efficienza operativa e ottenendo importanti informazioni per il proprio business.
Attuatori per il controllo dei dispositivi
Sono componenti che consentono la comunicazione e il controllo tra dispositivi connessi; sono in grado di sfruttare i dati raccolti dai sensori per modificare il proprio stato in tempo reale per fornire un feedback ambientale o per attivare il comando richiesto all’interno di un contesto industriale.
Gli attuatori possono attivarsi in autonomia oppure attraverso un comando inviato da remoto e vanno dal semplice interruttore meccanico al più complesso segnale elettrico.
Microcontrollori per gli hardware IoT
Hanno un’importanza centrale all’interno di un hardware IoT in quanto rappresentano il punto d’unione tra i componenti hardware e le applicazioni software; inoltre, possono essere utilizzati anche all’interno di componenti standalone nei sistemi di domotica o automazione industriale.
Per poter sfruttare un microcontrollore è necessario programmarlo, attraverso una serie di istruzioni, il firmware; è proprio grazie alla programmazione dei microcontrollori che siamo in grado di installare Trackle sui più comuni hardware IoT… ma lo vedremo in seguito.
Componenti necessari all'alimentazione
Senza alimentazione un hardware IoT non può funzionare, ma non esiste un solo modo per alimentarlo e la scelta è strettamente legata all’utilizzo del dispositivo. Se il progetto prevede la realizzazione di un dispositivo portatile che opererà in modalità wireless sarà necessario prevedere un tipo di alimentazione a batteria, scegliendo poi la più adatta alle proprie esigenze e in relazione ai consumi del dispositivo.
Al contrario, se un dispositivo IoT non deve essere spostato ma avrà una collocazione fissa, si può pensare ad una classica alimentazione via cavo.
Esistono poi altre varianti in fase di sviluppo come lo sfruttamento dell’energia solare attraverso appositi pannelli solari installati sul dispositivo e collegati all’hardware IoT.
Connettività per gli hardware IoT
La connettività di rete è essenziale per collegare i dispositivi a Internet e poter trasmettere i dati da un dispositivo all’altro o verso il cloud; non solo, la connessione dell’hardware in rete abilita anche il controllo da remoto in qualsiasi momento e da qualsiasi parte del mondo. Ma quali sono le connettività più utilizzate all’interno di un progetto IoT? Le principali rimangono Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth e Cellulare.
Infine, la connettività da e verso il cloud può essere abilitata anche da un hardware esterno al principale, chiamato gateway di rete, che ha il solo compito di far comunicare tra loro e con il cloud i dispositivi.
Dispositivi di archiviazione dati
Questi dispositivi hanno un solo compito: garantire un rapido accesso ai dati in qualsiasi momento. Detto questo, i dispositivi di archiviazione possono essere di vario genere, ognuno con le proprie caratteristiche relative alla velocità, alla capacità e alla resistenza ai danni: dischi rigidi magnetici, unità a stato solido, schede di memoria flash, i dispositivi IoT stessi (solitamente con una memoria limitata).
Cosa considerare nella scelta di un hardware IoT?
Abbiamo visto quali sono i componenti principali di un hardware IoT e possiamo affermare con certezza che non esiste un componente migliore in assoluto; bensì, esiste il componente più adatto alla tipologia di hardware IoT che si vuole costruire e di conseguenza più indicato per le esigenze di progetto. Quindi, per effettuare una scelta corretta è necessario considerare alcuni fattori.
– Definisci il tuo obiettivo finale
Cosa dovrà fare il tuo nuovo prodotto connesso? Quale sarà il valore aggiunto per gli utenti finali? Avere un obiettivo chiaro è il primo passo per creare un hardware IoT funzionale al progetto in corso; inoltre, in questa fase può essere utile stilare una lista di funzionalità che vorresti implementare nel tuo prodotto attuale in modo da scegliere le migliori e scartare quelle non necessarie.
– Identifica i requisiti di connettività
Prima di dire con certezza di aver bisogno di una connettività Wi-Fi piuttosto che Bluetooth o altro è necessario fare un passo indietro e pensare alle prestazioni che ti aspetti di avere dal tuo dispositivo connesso; velocità di risposta alle richieste? Una batteria che duri a lungo? La possibilità di utilizzare il dispositivo in luoghi difficili da raggiungere? Tutte domande utili a delineare la connettività più adatta al tuo prodotto.
– Comincia la ricerca delle componenti
Ora che hai ben chiaro il tuo obiettivo, le funzionalità del prodotto e i requisiti tecnici di connettività puoi iniziare a valutare le proposte presenti sul mercato, valutando prezzi e funzionalità oppure cominciare a studiare le proposte del mercato per crearti in autonomia il tuo hardware IoT.
– Crea un prototipo del tuo hardware IoT
Non andare subito in produzione, è fortemente sconsigliato buttarsi a capofitto nella produzione di grandi quantità di hardware IoT senza la certezza assoluta di aver tra le mani un hardware che porterà valore aggiunto al prodotto e ai tuoi clienti.
Per questo, è consigliabile creare un prototipo e testare tutti i sensori, i moduli, i parametri di configurazione, provare a simulare dei problemi e vedere come reagisce l’hardware IoT che poi andrà a finire nel tuo nuovo prodotto connesso.
– Continua a testare e convalidare i risultati ottenuti
La fase di test più corposa e importante avviene prima del lancio del prodotto, può essere utile creare un prodotto connesso finito e testarlo come se fosse nelle mani del cliente, o ancora meglio creare una fase di test con alcuni clienti disponibili; ma, per quanto tu possa testare l’impossibile, potrebbe comunque succedere qualcosa di non previsto. Per questo motivo è importante continuare a testare il prodotto anche dopo il lancio sul mercato ed eventualmente intervenire con la modifica dei nuovi hardware IoT.
Affidati a un partner esterno per la creazione di un hardware IoT
Creare un hardware IoT in casa ti sembra troppo complicato? Non sei il solo, secondo una ricerca condotta da Eseye l’84% delle aziende ritiene che la progettazione dell’hardware sia la sfida più grande da affrontare nella realizzazione di un progetto IoT di successo.
Per questo motivo, può essere utile affidarsi a un partner esterno per la creazione dell’intero progetto IoT partendo dal tuo prodotto attuale e implementando l’IoT nel miglior modo possibile.
Per esempio, Trackle è una piattaforma IoT in grado di rendere connesso qualsiasi dispositivo elettronico. Come? Semplice, la piattaforma è hardware agnostica, questo significa che può essere installata in qualsiasi hardware per rendere connesso qualsiasi prodotto. Inoltre, grazie alla consulenza di IoTReady e il supporto dei nostri partner siamo in grado di creare una soluzione IoT completa partendo dalle tue necessità di mercato.