میکروکنترلر های مناسب برای IoT

برای طراحی و ساخت سخت افزار اینترنت اشیا نیاز به میکروکنترلر، سنسورها ، عملگرها و ماژول اتصال به شبکه می باشد.لایه شبکه در IoT می تواند وای فای، بلوتوث ،Lora و GSM باشد. به منظور اتصال میکروکنترلر به شبکه می توان از ماژول های ارتباطی استفاده نمود. برخی از سازندگان میکروکنترلر قطعاتی در قالب SOC ساخته اند که علاوه بر میکروکنترلر داخلی ماژول هایی نظیر بلوتوث و وای فای را هم دارا می باشند. این قطعات مناسب برای کاربرد های IoT می باشند. در ادامه به معرفی برخی از این قطعات می پردازیم.

Cypress Wireless MCUs

شرکت Cypress سه مدل Soc مجتمع با وای فای به بازار عرضه نموده که دارای میکروکنترلر با هسته پردازی Cortex-R4 می باشد. این میکروکنترلر از پروتکل 802.11 a/b/g/n/ac پشتیبانی می کند و دارای باند فرکانسی Dual Band (2.4/5Ghz) می باشد. حداکثر فرکانس کاری این میکروکنترلر 320 مگاهرتر می باشد. این میکروکنترلر دارای حداکثر 640 کیلوبایت حافظه داخلی و 2 مگابایت حافظه برنامه می باشد.

این میکروکنترلر دارای مشخصاتی به شرح زیر می‌باشد:

برنامه نویسی این میکرومنترلر توسط نرم افزار WICED-Studio انجام می شود همچنین ابعاد و پکیج آن 4.583 mm x 5.533 mm, 316-pin WLCSP می باشد.

حداکثر جریان مصرفی در ولتاژ 3.3 ولت 450 میلی آمپر می باشد.

Nordic nRF5X

یکی از پروتکل های مناسب برای استفاده در IoT بلوتوث می باشد. شرکت Nordic دارای میکروکنترلری با قابلیت اتصال به بلوتوث با هسته پردازشی Cortex-M0 با فرکانس 32 مگاهرتز می باشد. این میکروکنترلر می تواند با یک باتری سکه ای تا یک سال کار کند.

کیت توسعه نرم افزاری:

Keil MDK-ARM
GCC
IAR Embedded Workbench
ARM mbed

MultiConnect® xDotTM

این ماژول دارای میکروکنترلر STM32L151CCU6 با هسته پردازشی Cortex-M3 و حداکثر فرکانس کاری 32 مگاهرتز می باشد.همچنین دارای سخت افزار اتصال به شبکه Lora می باشد. این ماژول سازگار با پلتفرم و سیستم عامل Mbed می باشد.

ویژگی ها:

قابلیت کار در فرکانس های 868 و 915 مگاهرتز
سازگار با ARM Mbed
سازگار با Keil
برد خارجی 10 تا 15 کیلومتر و برد داخلی 2 کیلومتر
قابلیت کار با یک باتری تا یک سال
نرخ انتقال داده 293Kbps
ابعاد 23.6 mm X 23.6 mm (.93" x .93")

Espressif ESP32

میکروکنترلر ESP32 نسخه به روز شده ESP8266 می باشد. این SOCدارای دوهسته پردازشی Xtensa LX6 با فرکانس 240 مگاهرتز و توان پردازشی 600 DMIPS می باشد. همچنین به 520 کیلوبایت حافظه داخلی و 4 مگابایت حافظه برنامه مجهز شده است. این چیپ دارای بلوتوث و وای فای بوده که برای پروژه های IoT مناسب می باشد. ابعاد این ماژول 25.5 mm × 18 mm × 3.1 mm می باشد.

توان مصرفی پردازنده( بدون وای فای و بلوتوث)

یکی از پارامترهای مهم برای سخت‌افزار در‌ IoT مصرف توان می‌باشد چرا که بیشتر ابزارهای اینترنت اشیا توسط باتری تغذیه می‌شود.در جدول زیر توان مصرفی در حالت مودم خاموش در سه فرکانس 80، 160 و 240 مگاهرتز نشان داده شده است.عملکرد پردازنده میتواند به صورت تک هسته ای و دو هسته ای باشد که مصرف توان در هر حالت متفاوت است.