DigiKey y Würth Elektronik – Simplificar el IIoT

A medida que el Internet industrial de las cosas (IIoT) continúa generando revuelo en diversas industrias, la demanda de una integración perfecta, una conectividad confiable y soluciones de implementación eficientes sigue creciendo.

Para abordar estas necesidades, DigiKey y Würth Elektronik se han asociado para ofrecer una amplia gama de productos y herramientas diseñados para simplificar la implementación del IIoT. Al centrarse en la conectividad, los recursos de desarrollo y la eficiencia, las empresas encontrarán el apoyo que necesitan para transformar sus operaciones con facilidad.

Este artículo explorará algunas de las soluciones para la conectividad y los sensores del IoT, herramientas de desarrollo e implementación, así como estrategias para mejorar la eficiencia del IIoT. Ya sea para habilitar la conectividad en la nube o modernizar sistemas heredados, DigiKey y Würth Elektronik tienen los componentes básicos para un futuro conectado.

Conectividad y sensores del IoT

La conectividad resistente y la tecnología de sensores confiable son la base de cualquier ecosistema de IoT. DigiKey y Würth Elektronik ofrecen un conjunto integral de soluciones diseñadas para satisfacer estos requisitos críticos. Desde módulos wifi y Bluetooth de baja energía (BLE) hasta módulos avanzados de radiofrecuencia (RF) y multiprotocolo, esta cartera permite comunicaciones fluidas en diversas aplicaciones industriales.

La gama de BLE de Würth Elektronik, denominada "Bluetooth Smart", lleva la conectividad inalámbrica Bluetooth a dispositivos de batería pequeños y de bajo costo que requieren longevidad y fiabilidad. Esta tecnología es clave para permitir una amplia gama de aplicaciones críticas, como sensores de atención médica, controladores remotos, relojes y más. Por ejemplo, el módulo BLE Proteus-I Bluetooth Smart 4.2 de Würth Elektronik, que ofrece un consumo de energía ultrabajo en pico, promedio y en reposo junto con una batería de larga duración de varios años, bajos costos, interoperabilidad con múltiples proveedores y capacidades de alcance mejoradas.

Figura 1: Módulo BLE Proteus-i Bluetooth Smart 4.2 (2608011024000) de Würth Elektronik. (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Si la conectividad wifi es más esencial, entonces no busque más que el módulo WLAN, Calypso de Würth Elektronik, un módulo wifi compacto basado en IEEE 802.11 b/g/n con una pila TCP/IP con todas las funciones. Calypso es fácilmente integrable a cualquier aplicación integrada debido a la canalización Edge, la configuración de antena inteligente y una interfaz de comando de estilo AT fácil de usar. El módulo también es compatible con IPv4 e IPv6, al mismo tiempo que implementa aplicaciones de red clave como SNTP, DHPv4, DHCPv6, mDNS, HPPT(S) y MQTT listas para usar. Diseñado con aplicaciones industriales en mente, el módulo wifi Calypso ofrece funciones de seguridad avanzadas, como seis conectores seguros, arranque seguro, almacenamiento y actualizaciones OTA. Además, se adapta a la sustitución de cables serie y a las aplicaciones de IoT de baja potencia con conectividad en la nube.

Figura 2: Módulo de radio Wi-Fi Calypso (2610011025000) de Würth Elektronik. (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Si se necesitan capacidades tanto wifi como Bluetooth, los módulos multiprotocolo de Würth Elektronik son una buena opción. El módulo de radio WIRL-COMB: Stephano-I de Würth Elektronik es un módulo de radio de formato pequeño diseñado para aplicaciones de IoT que combina capacidades de wifi y BLE en un paquete inteligente de bajo consumo. Stephano-I es especialmente ideal para sistemas empotrados que necesitan capacidades de comunicación inalámbrica, fácilmente integrable gracias al funcionamiento a través de una interfaz de UART y controlado mediante comandos AT.

Figura 3: módulo de radio WIRL-COMB: Stephano-I (2617011025000). (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Si bien esta gama de productos es excelente, a veces una situación requiere un enfoque más personalizado. En este caso, Würth Elektronik también ofrece soluciones de firmware personalizables, como el módulo de radio Ophelia-III. Los módulos Ophelia-III de Würth Elektronik están diseñados para la comunicación inalámbrica entre dispositivos como sistemas de control, controles remotos y sensores. Sin firmware preinstalado, Ophelia-III ofrece a los ingenieros la flexibilidad de integrar firmware propietario o utilizar el SDK Nordic nRF Connect para aplicaciones personalizadas como BLE, Zigbee o Thread. El módulo incluye una antena de placa de CI integrada y ofrece la opción de conectar una antena externa para un mayor alcance. Alimentado por el chip nRF52840, combina un alto rendimiento con un bajo consumo de energía. El módulo de radio Ophelia-III está equipado con pines adicionales para conexiones personalizadas de dispositivos o sensores, lo que lo hace versátil y listo para adaptarse al proyecto de un usuario.

Figura 4: módulo de radio Ophelia-III (2611011022000). (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Estas opciones de conectividad se complementan con sensores MEMS (sistema microelectromecánico), diseñados para ofrecer una adquisición precisa de datos para monitoreo y automatización. Juntas, estas tecnologías forman la base de los sistemas de IIoT, permitiendo a las empresas establecer operaciones conectadas y basadas en datos con facilidad y escalabilidad.

Figura 5: sensor de aceleración de 3 ejes WSEN-ITDS (2533020201601). (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Würth Elektronik dispone de una amplia cartera de sensores MEMS que puede encontrar en el sitio de DigiKey. Capaces de medir temperatura, presión, aceleración y más, estos sensores MEMS son totalmente compatibles con los SDK y las placas de evaluación estándar de Würth Elektronik.

Herramientas de desarrollo e implementación

El desarrollo y la implementación de soluciones de IIoT a menudo puede ser un proceso complejo y que requiere muchos recursos. Würth Elektronik está optimizando esto con una gama de SDK de código abierto y placas de evaluación a través de sus placas apilables modulares FeatherWing. Los SDK de código abierto de Würth Elektronik, escritos en C, son totalmente personalizables para adaptarse a requisitos específicos. Estos SDK permiten la integración perfecta de una amplia gama de sensores con sistemas de IIoT, lo que facilita la obtención de información en tiempo real y la toma de decisiones automatizada.

Además, los kits de diseño de conectividad en la nube ayudan a simplificar la integración en ecosistemas basados en la nube, lo que permite implementaciones de IoT más rápidas y eficientes. Estas herramientas están diseñadas para permitir a los desarrolladores superar la brecha entre el concepto y la implementación con facilidad.

Totalmente compatibles con el factor de forma Feather, las placas de desarrollo FeatherWing de Würth Elektronik son de código abierto y apilables, lo que agrega funcionalidad y espacio para la creación de prototipos. Las placas cubren una amplia gama de aplicaciones, incluyendo sensores, wifi, conexiones inalámbricas y energía. Estas placas también se pueden ampliar con otros FeatherWings de Würth Elektronik o dispositivos con factor de forma Feather/QWIIC.

Figura 6: sensor FeatherWing de Würth Elektronik (2501000201291). (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Por ejemplo, el Sensor FeatherWing de Würth Elektronik se puede utilizar en sus sensores de temperatura, humedad, aceleración y presión absoluta, conectados a través de un bus I2C compartido.

Figura 7: FeatherWing de energía MagI³C (2601157101001) de Würth Elektronik. (Fuente de la imagen: Würth Elektronik)

Si la aplicación de energía es lo más importante, entonces el FeatherWing de energía MagI³C de Würth Elektronik es una buena solución. Esta placa cuenta con voltajes de entrada operativos de rieles industriales de 9, 12, 15, 18 y 24 V y un voltaje de entrada máximo de 36 V con un conector USB adicional para voltaje de entrada de 5 V para seleccionar mediante interruptor.

Mejorar la eficiencia

La eficiencia es la base de una implementación exitosa de IoT, ya sea con un sistema más nuevo o desbloqueando el potencial de los sistemas heredados. En este caso, la modernización es clave y Würth Elektronik proporciona las herramientas necesarias para modernizar sistemas antiguos y optimizar los flujos de trabajo para lograr los mejores resultados con una interrupción mínima. Al hacerlo, las empresas pueden reducir costos, mejorar la productividad y maximizar los beneficios de las tecnologías conectadas.

Por ejemplo, si una empresa tuviera una máquina CNC de 15 años que cuenta con un software de control propietario y una interfaz de control incompatible con el IoT, una primera reacción podría ser reemplazar la máquina para mantenerse al día, especialmente si dicha máquina no puede ser manipulada debido a un contrato de servicio y causa problemas comunes.

Sin embargo, ¿qué sucedería si en lugar de desembolsar grandes cantidades de dinero por una nueva máquina, la vieja pudiera modernizarse de una manera no invasiva que aún permitiera aprovechar los beneficios del IoT?

En este caso, una máquina CNC se puede equipar con conectividad inalámbrica a la nube utilizando los módulos inalámbricos previamente explorados que permiten la recopilación de datos de la máquina desde el sistema de control existente en la nube, así como el control remoto de la máquina.

Además, se puede montar y conectar la gama antes mencionada de diversos sensores para mejorar la calidad de la gama de datos recopilados. Estos datos se pueden visualizar para realizar mejoras, comprender el estado de la máquina o usarse junto con aplicaciones de inteligencia artificial/aprendizaje automático (IA/ML) para permitir el mantenimiento predictivo y la optimización de procesos.

Este enfoque permite que las máquinas más antiguas tengan una vida útil aún mayor, ayuda en el proceso de digitalización, reduce la necesidad de capacitación obsoleta, tiene un impacto ambiental más positivo y mejora la eficiencia. Debido a estos factores, además de los gastos en nuevas máquinas, las empresas pueden esperar un retorno de la inversión dentro de los primeros años a través de la modernización. La amplia gama de productos de Würth Elektronik para modernizaciones o nuevos diseños se puede encontrar en el sitio web de DigiKey.

Conclusión

Würth Elektronik ofrece una cartera integral de soluciones de conectividad, herramientas de desarrollo y tecnologías que mejoran la eficiencia para permitir a las empresas abordar las complejidades del IIoT con confianza y precisión.

Ya sea integrando sensores avanzados, implementando placas de desarrollo modulares o modernizando sistemas heredados para un futuro conectado, sus soluciones brindan un camino claro para optimizar las operaciones industriales. A medida que IIoT continúa evolucionando, DigiKey y Würth Elektronik siguen bien posicionados para ayudar a las empresas a lograr sus objetivos, permitiendo ecosistemas industriales más inteligentes, eficientes y sostenibles.