Wi-Fi

Internet of Things, una guida pratica 3

L'hardware - il Wi-Fi

Siamo arrivati al terzo capitolo della nostra Guida pratica all'Internet of Things! Questa volta analizzeremo i componenti hardware utilizzabili per dotare il nostro progetto IOT di una connessione basata sul Wi-Fi.

Buona lettura!

Diversi IC, moduli e microprocessori integrano le funzionalità di rete wireless. Risulta quindi evidente la semplicità di una possibile integrazione nei progetti IOT.

La connessione Wi-Fi ha il vantaggio di non avere cavi ed essere più portatile rispetto all'Ethernet.

Tuttavia ha un costo maggiore, un consumo energetico più elevato ed una minore stabilità del segnale rispetto alla connessione diretta.  Inoltre occorre valutare i limiti infrastrutturali del caso, come la portata del segnale radio e la presenza stessa di una connessione Wi-Fi. Progettate il vostro oggetto IOT considerando anche dove andrà a finire, occorrerà quindi valutare una possibile soluzione per risolvere il problema della password di rete e come visto precedentemente il contesto dell'assegnazione IP.

contro

Consumi
Infrastruttura
 Costi

pro

Portabilità
Assenza cavi

Se il progetto IOT  è pensato per un utilizzo indoor e/o outdoor nei limiti del raggio di copertura del WIFI  e per un utilizzo non stazionario nel tempo, la tecnologia WIFI è sicuramente la scelta più adatta.

Adafruit

Adafruit propone una breakout board con all’interno il modulo Wi-Fi (IEEE 802.11 b/g/n) della Microchip ATWINC1500 comunicante verso i microcontrollori tramite SPI/UART.  Tale modulo rappresenta di fatto un semplice controller Wi-Fi, e come tale va abbinato ad una MCU.

Gli schemi elettrici e le librerie per le comunicazioni sono liberamente consultabili sul sito.

Schema elettrico: https://cdn-learn.adafruit.com/assets/assets/000/029/923/original/adafruit_products_schem.png?1453328578

Libreria Arduino: https://github.com/arduino-libraries/WiFi101

Libreria Mbed: https://github.com/ARMmbed/mbed-client-example-atmel

Microchip

Microchip propone una soluzione integrata composta da un controller Wi-Fi  IEEE 802.11 b/g/n ATWINC1500 (visto precedentemente) ed un processore ARM CORTEX M0 riuniti a formare il modu lo ATSAMW25.  Si possono valutare le funzionalità tramite la scheda Arduino MKR1000.

 

Gli schemi elettrici e le librerie per le comunicazioni sono liberamente consultabili sul sito.

Schema elettrico: https://www.arduino.cc/en/uploads/Main/MKR1000-schematic.pdf

Libreria Arduino: https://www.arduino.cc/en/Reference/WiFi101

Ublox

Ublox dispone di diversi moduli per l' I.O.T. con connessione Wi-Fi: https://www.u-blox.com/en/wi-fi-modules

Nello specifico il modulo NINA-W13 implementa un controller Wi-Fi stand-alone a basso consumo 802.11 b/g/n. Il modulo comunica mediante UART attraverso due modalità operative.

Command mode: Vengono inviati i comandi di configurazione "AT command" al modulo Wi-Fi.

Data mode:  Vengono inviati i dati in modalità trasparente dalla UART alla connessione Wi-Fi.

Si procederà inizialmente ad un settaggio iniziale mediante command mode e poi si setterà il modulo per lavorare in modalità trasparente per l'invio e la ricezione dei dati. Il modulo può essere programmato anche attraverso il software S-center: https://www.u-blox.com/sites/default/files/scenter_ProductSummary_(UBX-15020022).pdf

Ublox

Guida:  https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-W1_GettingStarted_(17041605).pdf

Datasheet: https://www.u-blox.com/sites/default/files/NINA-W1_DataSheet_(UBX-17006694).pdf

Di seguito la scheda di valutazione del modulo con i dettagli e lo schematico.

https://www.u-blox.com/sites/default/files/EVK-NINA-W1_UserGuide_(UBX-17011007).pdf

Nel caso si volesse utilizzare il modulo della UBLOX senza l'ausilio di un microcontrollore esterno si potrebbe utilizzare la versione open cpu  NINA-W10  con funzionalità aggiuntive.

 

Digi International

Digi International propone un modulo Wi-Fi S6B 802.11 b/g/n in formato SMD  e  THT. Questo modulo comunica mediante UART e SPI in modalità Atcommand, API e trasparent mode.  Può essere anche usato senza l'ausilio di una MCU per semplici applicazioni.

Il modulo può essere anche gestito mediante il software di configurazione XCTU. https://www.digi.com/products/xbee-rf-solutions/xctu-software/xctu

Datasheet: https://www.digi.com/pdf/ds_xbeewifis6b.pdf

Manuale d'uso: https://www.digi.com/resources/documentation/Digidocs/90002180/

Libreria Arduino SPI: https://github.com/cjbearman/xbee-wifi-spi-arduino

 

Texas Instruments

Texas Instruments propone la famiglia CC3220X , MCU per l' IOT nel  ridotto formato 64-VFQFN contenenti la connettività WIFI ed il processore ARM CORTEX M4.

Come ogni MCU disponibile sul mercato, è possibile valutare le sue funzionalità mediante una scheda di valutazione: CC3220S-LAUNCHXL.

Prodotto: http://www.ti.com/product/CC3220/description

 Il sito del produttore posto nei riferimenti è ricco di documentazione della MCU e della scheda di sviluppo.

BeagleBone Black Wireless

Il modulo WL18 MODGB della Texas Instruments  integrato nella scheda di sviluppo BeagleBone wireless,  permette l'aggiunta della connessione WIFI e della connessione Bluetooth.  Il modulo richiede un MCU host per il suo funzionamento, in questo caso un processore ARM CORTEX A8 integrato nel SIP OSD3358.  Attraverso l' UART del WL18 MODGB si accede alla periferica Bluetooth mentre tramite interfaccia SDIO si accede alla periferica WIFI.  L' SDIO è presente in diversi microcontrollori, si tratta di un'interfaccia parallela dedicata che permette di eseguire diversi compiti, fra cui dotare un microprocessore di connettività WIFI in maniera plug and play quando è presente un sistema operativo all' interno della MCU. Texas Instruments fornisce sul loro sito i driver necessari per il funzionamento con Linux e Android.

Schema elettrico:  https://github.com/beagleboard/beaglebone-black-wireless/blob/master/BeagleBone_Black_Wireless_SCH.pdf

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One Comment

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