ofte den trådløse transceiver skal kommunikere med dens tildelte hub. I typiske brugsscenarier vil batterilevetiden sandsynligvis ligge på et sted mellem 18 måneder og 2 år. De enkelte IoT-nodes vil dog typisk forblive i drift i 10 eller muligvis 15 år. Det betyder naturligvis, at batteriet skal skiftes adskillige gange gennem IoT-nodens levetid. Med netværk, der potentielt omfatter mange tusinde IoT-nodes, vil den logistiske indsats, som udskiftning af batterier repræsenterer, blive enorm og særdeles omkostningskrævende, og de løbende driftsomkostninger kan i sig selv være med til at begrænse udrulningen af IoT-applikationer. I forbindelse med (periodiske) hårde belastninger af de enkelte IoT-nodes med hensyn til dataopsamling- og datatransmissionsaktivitet vil levetiden af batterierne i sagens natur naturligvis blive yderligere reduceret, og dermed vil ikke alene de driftsmæssige, men også de kapitalmæssige omkostninger forøges. Endelig hvis de anvendte batterier ikke bortskaffes korrekt, vil de stoffer, der findes i disse batterier, udvaskes i jorden og vandet, hvilket som nævnt kan få alvorlige miljø- og sundhedsmæssige konsekvenser. IoT skal gøres mere vedvarende IoT-udrulninger, der er afhængige af batteriforsyninger, har ulemper med hensyn til omkostninger og de nævnte batterirelaterede problemstillinger. Af denne grund ses brugen af energy-harvesting, hvor energien høstes fra vedvarende gratis forsyningskilder som sol/lys, varme, vibrationer med mere, som et bedre Autonomous Cellular LPWA Development Solution (ACDS) platformen er bygget op omkring en Nowi NH2 PMIC (forrest på boardet) samt (under metal-indkapslingen) et Murata Type 1SC Cat. M1/NB-IoT modul og nuSIM teknologi fra Deutsche Telekom. grundlag at opbygge et IoT-netværk med IoT-sensornodes på. Med en energy-harvesting baseret strategi for forsyning af IoT-nodes tager man selvfølgelig batteriet helt ud af ligningen. Men der kan også være tilfælde, hvor man kombinerer brugen af energy-harvesting med et support-batteri, der f.eks. ikke skal udskiftes gennem hele IoT-nodens levetid. En komplet energy harvesting baseret implementering vil naturligvis helt eliminere de kapital- og driftsomkostninger, der er involveret i forbindelse med køb og med jævne mellemrum erstatning af batterier. Det betyder samtidig, at der genereres mindre e-affald, der er direkte relateret til IoT-aktiviteter. Der er imidlertid visse forhold, der skal adresseres for i praksis at kunne implementere en effektiv energyharvesting baseret løsning. Udfordringer med energy-harvesting Nærbillede af Murata Type 1SC Cat. M1/NB-IoT modulet, der kun fylder 11,1 x 11,4 x 1,5 mm. Hvis energy-harvesting baseret på høstet energi fra omgivelserne skal materialisere sig som en dominerende faktor i IoT-nodes, kræves der nogle forbedringer i selve hardwareimplementeringerne. Det gælder specielt i de anvendte power management ICs (PMICer), hvor hele energy-harvesting processen håndteres. Det er PMICen, der styrer forsyningen af IoT-noden herunder hvor meget af den opsamlede energi, der kan lagres (i NYHEDSMAGASINET ELEKTRONIK & DATA - Nr. 11 - 2022 ED1122_3-24.indd 13 kondensatorer eller genopladelige batterier) til senere brug, hvor den vedvarende energy-harvesting forsyningskilde ikke er til stede (f.eks. om natten med PV-celler). Der er nogle specifikke karakteristika, som gør, at de fleste tilgængelige PMICer ikke er ideelle i en IoT-kontekst. De to vigtigste er en utilstrækkelig konverteringseffektivitet samt et krav om et stort antal tilknyttede passive komponenter. Desuden fylder og koster de trådløse moduler, som kan inkorporeres i IoT-nodes, typisk for meget, ligesom de i mange sammenhænge også bruger for meget energi. Der er også forskellige problemstillinger, der er relateret til de SIM-moduler, der kræves i forbindelse med cellulær IoT. Traditionelle SIM-implementeringer optager plads og trækker også på de i forvejen begrænsede forsyningsreserver. Ud fra et miljømæssigt synspunkt har de også ulemper, idet plastik SIM-kort holderne (i kreditkort-størrelse) også på et tidspunkt ender op som e-affald, hvilket der naturligvis også skal tages højde for. Det er også derfor, at der bliver kigget på alternative måder at lagre SIM-informationer på. Hvordan løses IoT-udfordringen? Ingeniørteams hos Murata, Deutsche Telekom og Nowi har i fælleskab udviklet en ...FORTSÆTTES NÆSTE SIDE 13 30/11/2022 11.08 Nr. 11 13. december 2022 IoT kræver omtanke Foto: He Yujun Dreamstime.com Design af IoT-nodes kan være en kompleks opgave. Der skal tages velovervejede teknologivalg og fokuseres på parametre som kostpris, vedligeholdsomkostninger samt miljøaftrykket for IoT-noden. Læs mere i IoT-temaartiklerne Hvad skal der til? Digi-Key rykker endnu tættere på kunderne Læs side 4 Flere radioer i én IoT-enhed Læs side 8 IoT-netværk med muligheder og udfordringer Læs side 12 Industrivirksomheder skal cybersikres Læs side 15 Sådan forbedres batterilevetiden i IoT-enheder Læs side 16 Embedded udvikling ED1122_3-24.indd 221118_SELCirc_ELEKDA_DK.indd 221118 SELCi ELEKDA 3 DK i dd 1 30/11/2022 11/16/22 3 3:11 11 11.07 PM Digi-Key rykker endnu tættere på kunderne 2022 har været et begivenhedsrigt år for Digi-Key. Der er gennemført en markant udvidelse af lager- og forsendelseskapaciteten og 500 nye leverandører er kommet til. Der fokuseres samtidig på at gøre samhandlen med kunderne endnu mere smidig gennem en udbygn nok også en del kunder, som har opbygget interne lager, som de skal have nedbragt. Men vi forventer helt klart, at væksten vil fortsætte ind i 2023, pointerer Tim Carroll. Vigtig rolle som design-in motor Som leverandør af komponenter i mindre volumenstørrelse til brug i forbindelse med opbygning a FORTSAT FRA SIDE 5: ter. Målet kan være at erstatte komponenter, der er svære at få fat i, eller er for dyre, eller som måske mere eller mindre ubemærket er gået ud eller er på vej ud af produktion. Et redesign kan samtidig ofte bane vej for et teknologispring i de produkter, man ønsker at redesi ED1122_3-24.indd 7 30/11/2022 11.08 Flere radioer i én IoT-enhed Stadig flere IoT-enheder understøtter to eller flere trådløse kommunikationsprotokoller. Det betyder, at der skal integreres flere radioer, hvilket på flere måder kan være en kompleks designudfordring. Af Chris Barratt, CTO og Dr. Nick Wood, Director of Sales & Marketing tooth naturligvis specielt i Bluetooth Low Energy (BLE) varianten udmærker sig med ekstrem lavt effektforbrug og meget lettere ad-hoc konnektivitet. En løsning kan således f.eks. være en BLE Radio-Active funktion til at detektere en forbindelse og måske nogle indledende udvekslinger og i nogle sam betydeligt tab i følsomhed og dermed rækkevidden for Bluetooth-forbindelsen. Et sådant system baner vejen for, at WiFi og Bluetooth kan sameksistere, men der er ikke tale om en robust løsning, fordi de kanaler, der er optaget, kan ændre sig over tid. Det er i en sådan implementering også nødvendigt Èn antenne til to radioer Hvis det er målet at designe en meget kompakt enhed, vil det selvfølgelig være en stor fordel, hvis man kan bruge én antenne til begge radioer. Det introducerer imidlertid to primære tekniske udfordringer: Hvordan designes en dualband antenne, og hvordan isolerer man på pas IoT-netværk med muligheder og udfordringer Der er flere økonomiske, tekniske og miljømæssige årsager til, at IoT-evolutionen på nogle områder går langsommere end tidligere estimeret. Energy-harvesting baserede IoT-løsninger der kan eliminere brugen af batterier adresserer en række af de væsentligs ofte den trådløse transceiver skal kommunikere med dens tildelte hub. I typiske brugsscenarier vil batterilevetiden sandsynligvis ligge på et sted mellem 18 måneder og 2 år. De enkelte IoT-nodes vil dog typisk forblive i drift i 10 eller muligvis 15 år. Det betyder naturligvis, at batteriet skal ski FORTSAT FRA SIDE 13: platform, der har potentialet til at transformere udviklingen af IoT-nodes. Platformen vil lette udviklingen af energiautonome low-power IoT-nodes, der udmærker sig ved ikke at have ydelsesmæssige begrænsninger eller høje BoM-omkostninger. Det vil med afsæt i platformen være mu Industrivirksomheder skal cybersikres Industriens Fond vil i nyt projekt hjælpe danske produktionsvirksomheder med at blive mere cybersikre. Danske virksomheder digitaliserer i høj grad deres produkter og produktion. Men den øgede digitalisering åbner også døren for hackere med onde hensigter og de Sådan forbedres batterilevetiden i IoT-enheder Effektiv power management er et vigtigt fokusområde i bestræbelserne på at forøge effektiviteten i batteridrevne sensor-nodes, der indgår som en del af en IoT-applikation. Af Suryash Rai, Product Applications Engineer, Analog Devices I de fleste IoT-app der måler jordfugtigheden, kun indsamler data f.eks. én gang i timen. Hvilken rolle spiller ship-mode og sleep-mode? Sleep-mode og ship-mode er almindeligt anvendte begreber, der bruges til at beskrive vigtige aspekter i forbindelse med power management i IoT-applikationer. Ship-mode dækker som na FORTSAT FRA SIDE 17: tiden, og gennem en optimering af strømforbruget i deep sleep-mode kan man opnå en forbedring af den samlede batterilevetid. Duty-cycling baner vejen for deep sleep-mode Duty-cycling i et IoT modul er som nævnt en af de populære teknikker til enabling af deep sleep mode. Når e Specification Discrete Solution Using MAX31342, MAX16150 and TPS22916 Integrated Solution MAX16163 Coin Cell Capacity 250mAh 250mAh Shutdown Current 146nA 30nA Sleep Current 170nA 10nA Number of ICs 3 (RTC + load switch + battery freshness) 1 (MAX16163) Crystal Oscillator Required N Embedded udvikling undergår store forandringer Udvikling af embedded systemer, produkter og applikationer har på mange måder undergået store forandringer både teknisk og organisatorisk. Mark Patrick fra Mouser giver her sin vurdering af udviklingen og udfordringerne. Af Mark Patrick, Mouser Electron De mange avancerede DC/DC konvertere, der findes på markedet, demonstrerer også de kolossale fremskridt, man i gennem de seneste år har set inden for board-level integration. Der er tale om ofte særdeles kompakte moduler med høj power-densitet, som kan honorere de strenge krav med hensyn til pladsfo FORTSAT FRA SIDE 21: et design herunder naturligvis kravene til grundlæggende parametre som datahastigheder, rækkevidde og kompatibilitet. Det er først efter, at disse er blevet identificeret, at den mest passende trådløse protokol og topologi kan identificeres. Antallet og mangfoldigheden af anve E L E K T R O N I K - K O N TA K T E N Software Hardware Mekanik Projektledelse $ZCFS4FDVSJUZ XXXQSFWBTEL We bring fresh perspectives to engineering challenges Hør mere på 7020 3470 (OHNWURQLNNRPSRQHQWHU WLOVWRUHRJVPnSURGXNWLRQHU Product Development Electronics Embedded Software Wireless Communi Husk at tilmelde dig nyhedsbrevet på: www.elek-data.dk/nyhedsbrev ED1122_3-24.indd ED1122_bagside.indd ED1122 b id i dd 24 24 30/11/2022 11 11.08 11.05 05