Penulis: Bob Martin (Senior Technical Staff Engineer-Applications, Microchip Technology).
Dalam hiruk-pikuk saat ini untuk menghubungkan segala sesuatu ke cloud, mulai dari blender, sikat gigi, dan banyak lainnya; dunia IoT didominasi oleh modul RF mikrokontroler 32 bit terintegrasi dengan biaya rendah yang memberikan solusi footprint ringkas untuk kebutuhan akan jumlah input sensor yang tidak banyak.
Tumpukan komunikasi (communication stacks) untuk Wi-Fi, NB-IoT, dan Bluetooth sangat cocok untuk domain 32 bit, bersama dengan meningkatnya daya komputasi untuk menjaga saluran RF tetap aman. Namun, sejalan dengan jumlah saluran sensor yang meningkat atau konsumsi daya lebih rendah yang diperlukan oleh lebih banyak lokasi jarak jauh meningkatkan kompleksitas desain sistem, menambahkan suatu MCU 8 bit tambahan dapat meningkatkan nilai tambah dengan cara sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Dukungan 5 V IO Sebenarnya dan Agregasi Sensor
Lingkungan industri masih memiliki ekosistem daya 5 V yang dominan, dan meskipun ada MCU (microcontroller unit) 32 bit yang sepenuhnya mampu untuk 5 V, mayoritas MCU/RF 32 bit yang terintegrasi adalah perangkat yang hanya berdomain 3,3 V. Membolehkan antarmuka langsung ke sensor berbasis 5 V, mengalihkan kontak dan aktuator melalui MCU 8 bit dengan GPIO lebih efisien pada domain 5 V menghilangkan kebutuhan untuk menambahkan beberapa pemindah level atau menurunkan tegangan input analog untuk memenuhi level 3,3 V.
Sekarang, operasi pemindahan/pengskalaan level hanya perlu diterapkan ke saluran komunikasi antara modul MCU 8 bit dan modul MCU/RF 32 bit. Dalam beberapa kasus di mana modul MCU 32 bit memiliki input yang toleran 5 V, pemindahan level tidak diperlukan sama sekali dan mungkin hanya beberapa isolasi resistor seri yang diperlukan. Dalam hal di mana isolasi galvanis juga diperlukan, hal tersebut bisa membantu penghematan biaya dengan mengurangi jumlah IC khusus yang diperlukan untuk melindungi bagian RF dari sistem.
Instalasi jarak jauh biasanya membutuhkan lebih banyak toleransi kesalahan dan dapat mengakibatkan diperlukannya aneka sensor atau kontrol aktuator untuk mengurangi kegagalan di lapangan. Koneksi antarmuka sensor yang redundant berarti tambahan masalah alokasi pin input/output pada pin modul MCU/RF 32-bit yang terbatas. MCU 8 bit cenderung menawarkan kepadatan pin antarmuka yang tinggi yang memungkinkan beberapa toleransi kesalahan cerdas ditambahkan ke susunan sensor di front end. Algoritma pembelajaran mesin tidak diperlukan untuk menentukan jika salah satu dari tiga sensor suhu gagal. Keputusan tersebut dapat dibuat secara lokal dengan respons peristiwa yang lebih cepat.
Partisi Sistem
Menggunakan outboard MCU 8 bit sebagai antarmuka dengan mayoritas sensor memungkinkan front end analog/digital yang diketahui berfungsi untuk dipasang dengan cepat ke back end modul RF berbeda dengan sedikit usaha. Modul MCU/RF 32 bit yang terintegrasi biasanya disertai dengan sejumlah besar aplikasi contoh yang menunjukkan betapa mudahnya terhubung ke cloud tanpa memperhatikan vendornya. Berantarmuka dengan sensor atau aktuator di luar 12C atau bus SPI standar mungkin kurang tercakup secara eksplisit dalam contoh aplikasi. Sensor/kontrol front end yang dikenal tervalidasi dengan antarmuka konsisten yang didefinisikan dengan baik juga memungkinkan kebebasan yang lebih besar dalam memilih modul RF yang sesuai dengan meminimalkan upaya porting. Setelah lapisan protokol antara dua MCU didukung oleh lapisan fisik baru pada modul RF baru, upaya integrasi atas sistem baru pada dasarnya selesai. Pengembangan selanjutnya dapat berfokus pada implementasi yang benar atas saluran RF baru.
Sistem yang digabungkan secara longgar dengan hot swap interface yang toleran terhadap kesalahan adalah suatu fitur positif untuk dimiliki industrial atau dalam lingkungan jarak jauh. Terkadang pertukaran sistem yang menyeluruh tidak dapat dihindari, tetapi opsi terbaik adalah meminimalkan perubahan pada sistem yang dikethaui andal. Sambungan longgar ini juga memungkinkan platform RF yang dikenal dan terpercaya untuk mendukung persyaratan sistem yang diperluas tanpa memulai dari awal. Pertahankan apa yang Anda percaya, tingkatkan apa yang perlu ditingkatkan.
KOMENTAR