- PIC IoT WG Development Board:
- PIC IoT WG Hardware-Übersicht
- PIC IoT WG - Software-Unterstützung
- Erste Schritte mit dem PIC IoT WG Development Board
Die drei Hauptparameter, die bei der Entwicklung eines tragbaren IoT-Geräts berücksichtigt werden müssen, sind geringer Stromverbrauch, drahtlose Konnektivität und Sicherheit. Mit genau diesen drei Gesichtspunkten hat Microchip ein neues Entwicklungsboard namens PIC IoT WG auf den Markt gebracht. Das Board wird von einem 16-Bit-PIC-Mikrocontroller mit ATWINC-WLAN-Modul und vielen weiteren interessanten Dingen angetrieben. In diesem Artikel erfahren Sie mehr über dieses Board und wie Sie es für Ihre IoT-Designs verwenden können. Wenn Sie an anderen IoT-Entwicklungsplatinen interessiert sind, können Sie sich auch das kürzlich von Arduino eingeführte Arduino Nano 33 BLE Sense Board ansehen.
PIC IoT WG Development Board:
Beginnen wir mit dem Namen dieses Boards. Es heißt PIC IoT WG, wobei WG für WiFi und Google steht. Ja, Microchip und Google haben sich zusammengetan, um uns dieses wunderbare Entwicklungsboard vorzustellen, mit dem wir eingebettete IoT-Anwendungen entwickeln können, die einfach und sicher mit den Google Cloud IoT Core Services kommunizieren können. Wie unten gezeigt, enthält das Entwicklungsboard viele Komponenten, einen eigenen Mikrocontroller, ein Wi-Fi-Modul, einen kryptografischen Co-Prozessor, einige Sensoren und vieles mehr
PIC IoT WG Hardware-Übersicht
Die Karte ist in drei Abschnitte unterteilt: den Ladeabschnitt, den Debuggerabschnitt und den Controllerabschnitt. Schauen wir uns jeden Abschnitt und die darin enthaltenen wichtigen Komponenten an.
PIC24F Mikrocontroller mit WINC1510 Wi-Fi Modul
Der Controller-Bereich besteht aus den beiden wichtigsten Komponenten: dem PIC-Mikrocontroller PIC24FJ128GA705 und dem Wi-Fi-Modul WINC1510. In Bezug auf den Mikrocontroller-Teil ist der PIC24F ein 16-Bit-Mikrocontroller mit extrem geringer Leistung, der mit einer Taktfrequenz von 32 MHz und einem integrierten 12-Bit-ADC arbeitet. Das Wi-Fi-Modul ist ATWINC1510, ebenfalls von Microchip, und es ist ein zertifizierter IoT-Netzwerkcontroller mit geringem Stromverbrauch. Beide Geräte eignen sich gut, wenn Sie versuchen, ein batteriebetriebenes IoT Edge-Gerät zu entwickeln
Kryptografischer Co-Prozessor für sichere Datenkommunikation
Auf der linken Seite des Controllers befindet sich ein weiterer interessanter IC, ein kryptografischer Co-Prozessor namens ATECC608. Heutzutage werden so viele sensible Geräte mit der Cloud verbunden, wie Herzfrequenzmesser, Geräte zur kontinuierlichen Glukoseüberwachung, Geräte zur Anlagenverfolgung und vieles mehr. Damit wird die Datensicherheit zu einem Hauptanliegen. Hier kommt der kryptografische Co-Prozessor IC ATECC608 ins Spiel. Was also hier passiert, ist, dass Ihr Board einen privaten Schlüssel und einen öffentlichen Schlüssel generiert. Der private Schlüssel wird verwendet, um jede Nachricht zu verschlüsseln, die von diesem Board gesendet wird, und der öffentliche Schlüssel wird an den möglichen Dienstanbieter wie Google IoT Cloud weitergegeben. Wenn diese verschlüsselte Nachricht von unserem Board die Cloud erreicht, überprüft und entschlüsselt die Cloud diese Nachricht mithilfe des öffentlichen Schlüssels.
Der ATECC608 IC wirkt hier als Krypto - Authentifizierungsgerät für die Erstellung und diesen privaten und öffentlichen Schlüssels verwalten. Der IC ist vorkonfiguriert und vorab bereitgestellt, damit die Authentifizierung zwischen Ihrem Board und dem Google Cloud IoT-Kern erfolgen kann. Das heißt, zu dem Zeitpunkt, an dem Sie das Board erhalten, wäre der private Schlüssel für Ihr Board bereits generiert und gesperrt worden. In diesem IC und dem öffentlichen Schlüssel ist dies auf diese Weise bei dem auf Google Cloud IoT gehosteten Mikrochip-Sandbox-Konto registriert Seien Sie ein Netzwerk- oder Verschlüsselungsexperte, um Ihre IoT-Geräte sicher zu machen. Später, nachdem Sie mit dem Prototyping fertig sind, können Sie Ihr Board auch in eine private Registrierung verschieben.
Bordtemperatur und Lichtsensor
Auf beiden Seiten des kryptografischen Co-Prozessor-IC befinden sich zwei integrierte Sensoren, die zum Testen bereitstehen. Einer ist dieser Lichtsensor, der TEMT6000X01 ist, und der andere ist dieser MCP9808- Temperatursensor. Der Lichtsensor ist ein einfacher Stromerfassungssensor, der an einen 10-Bit-ADC unseres PIC-Controllers angeschlossen ist. Der Temperatursensor kann Temperaturen zwischen -20 ° C und 100 ° C mit einer typischen Genauigkeit von 0,25 ° C messen und kommuniziert mit I2C.
On-Board-Lithium-Ladegerät
Das PIC IoT WG-Entwicklungsboard kann entweder über den Micro-USB-Anschluss oder über eine 4,2-V-Lithiumbatterie mit Strom versorgt werden, die an den Batteriepol angeschlossen werden kann (weiße Farbe). Wenn Sie die Karte jetzt mit einer Batterie versorgen, verfügt die Karte auch über einen Lade-IC, der Ihre Lithiumbatterie über den Micro-USB-Anschluss mit einer Ladespannung von 4,2 V und einem Ladestrom von 100 mA auflädt. Sie finden auch zwei LEDs an der Ecke der Platine, die rote zeigt an, dass der Akku aufgeladen ist, und die grüne zeigt an, dass der Akku vollständig aufgeladen ist.
PKOB - Programmierer und Debugger
Das Development Board verfügt außerdem über einen eigenen integrierten Programmierer, Emulator und Debugger namens PKOB. Der Begriff PKOB steht für Pic-Kit an Bord, so dass viele von uns früher ein separates Pic-Kit zum Programmieren und Debuggen unserer Controller verwendet hätten. Dieses Board verfügt jedoch über einen integrierten Emulator und unterstützt auch die serielle Kommunikation, was für das Debuggen sehr praktisch ist ohne externe Hardware erforderlich.
Pinbelegung, LEDs und Schalter
Hier haben wir vier LEDs mit jeweils unterschiedlichen Farben. Die erste ist eine blaue LED, die aufleuchtet, wenn Ihr Board mit einem Wi-Fi-Netzwerk verbunden ist. Die zweite LED leuchtet grün, wenn Sie mit Google Cloud-Diensten verbunden sind. Die dritte LED ist gelb Das blinkt jedes Mal, wenn Sie Daten an die Cloud senden, und die vierte Farbe ist rot und leuchtet rot, um einen Fehler auf der Karte anzuzeigen. Wir haben auch zwei Schalter SW1 und SW2, mit denen Sie in den SoftAP-Modus wechseln können.
Das Board verfügt nun über 8 Buchsen auf beiden Seiten, die als Mikrobus-Erweiterung dienen und es Ihnen ermöglichen, eine Vielzahl von Sensoren und Modulen von Mikro Elektronika anzuschließen. Auf die anderen Universalstifte des PIC-Controllers kann auch über diese Pads zugegriffen werden, die sich unten am Controller befinden.
PIC IoT WG - Software-Unterstützung
Beim Software-Teil hat Microchip das Programmieren und Debuggen dieses Boards zum Kinderspiel gemacht. Wenn Sie dieses Board an Ihren Computer anschließen, wird es als Flash-Speichergerät erkannt, auf dem Sie Ihre Wi-Fi-Anmeldeinformationen ändern oder durch einfaches Ziehen und Ablegen neu programmieren können. Da es sich um einen 16-Bit-PIC-Controller handelt, kann er mithilfe der MPLABX-IDE mit dem XC16-Compiler programmiert werden. Außerdem wird der Microchips Code Configurator (MCC) zum schnellen Programmieren und Debuggen unterstützt.
Wenn Sie dieses Board erhalten, wird es vorprogrammiert und für eine Demo konfiguriert, in der wir die Werte dieses Lichtsensors und Temperatursensors lesen und auf der Google Cloud-Plattform grafisch darstellen können.
Erste Schritte mit dem PIC IoT WG Development Board
Nehmen Sie zunächst ein Mini-USB-Kabel, schließen Sie es an unser Entwicklungsboard an und schließen Sie das andere Ende an Ihren Computer an. Sie werden feststellen, dass Ihr Board aufleuchtet und Sie auf Ihrem Computer ein neues Flash-Laufwerk namens Curiosity finden. Öffnen Sie das Laufwerk und Sie finden den Inhalt darin wie unten gezeigt.
Klicken Sie auf die Datei CLICK-ME.HTM, um eine Webseite zu öffnen. Geben Sie auf der Webseite die Wi-Fi-Anmeldeinformationen ein und klicken Sie auf Konfiguration herunterladen.
Dadurch wird eine Datei mit dem Namen WiFI.config heruntergeladen. Ziehen Sie diese Datei einfach in das Curiosity-Laufwerk. Sie werden feststellen, dass die blaue LED und das Grün auf Ihrem Board eingeschaltet sind, um anzuzeigen, dass Ihr Board jetzt mit Wi-Fi und der Google Cloud verbunden ist. Öffnen Sie die Webseite erneut, um den Status der Karte zu überprüfen, und scrollen Sie dann nach unten, um den Wert des Licht- und Temperatursensors von Ihrer Karte zu überprüfen, der auf der Seite grafisch dargestellt wird. Sie können das Video oben überprüfen, wenn Sie Fragen haben.
Ebenso können Sie auch Daten aus der Google Cloud an Ihr Gerät senden. Öffnen Sie einfach eine serielle Monitorsoftware wie Putty und verbinden Sie sie mit dem COM-Anschluss der Karte. Geben Sie dann eine Beispielnachricht in dieses Textfeld ein und klicken Sie auf An das Gerät senden.
Wie Sie sehen können, sollte das Kitt-Terminal die Nachricht anzeigen, die wir gerade gesendet haben. Nachdem Sie mit diesem Demo-Programm experimentiert haben, können Sie nach unten scrollen, um Optionen zum Erstellen Ihres eigenen Sensorknotenprogramms zu finden. Anschließend gibt es eine Option namens "Absolvent", mit der Sie Ihr Board aus dieser Demo-Umgebung in eine private Umgebung verschieben können. Für weitere Informationen und um von hier aus fortzufahren, ist dieses PIC IoT WG-Benutzerhandbuch von Microchip hilfreich.
Anschließend schreiben Sie Ihren eigenen Code mit der MPLABX-IDE. Wie bereits erwähnt, unterstützt die Karte MCC für eine schnelle und einfache Programmierung. Dies fasst meine Bewertung im PIC IoT WG Development Board ziemlich gut zusammen. Ich hoffe, es hat Ihnen Spaß gemacht, etwas über das Board zu wissen, und Sie sind neugierig, etwas daraus zu bauen. Lassen Sie mich Ihre Gedanken dazu im Kommentarbereich wissen und ich werde Sie in einem anderen Übersichtsartikel mit einem anderen aufregenden Entwicklungsboard treffen.