Projetos IoT: Integrando tecnologia e inovação com Altium Designer

Conceitualmente, o termo IoT (“Internet das Coisas” – Internet of Things) se refere à interconexão de dispositivos físicos à internet, e tem sido um marco para a Transformação Digital. Esses dispositivos são equipados com sensores, softwares e outras tecnologias que lhes permitem comunicar-se e interagir com outros dispositivos e sistemas através da internet.

O objetivo da IoT é criar um mundo mais inteligente e conectado, onde os dispositivos possam coletar informações, tomar decisões e agir de forma autônoma. Garantindo assim mais eficiência, conveniência, segurança e qualidade de vida das pessoas.

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Existem diversas possibilidades quando falamos sobre a aplicação do IoT. Neste artigo, você terá uma ampla noção de como essa tecnologia atua em casas e cidades inteligentes, agricultura de precisão etc.

As cidades inteligentes, também conhecidas como cidades conectadas ou cidades IoT, são locais que utilizam tecnologia de ponta. O intuito destes espaços é melhorar a qualidade de vida dos cidadãos, otimizar os recursos e promover o desenvolvimento sustentável. Abaixo estão algumas maneiras pelas quais o IoT está sendo usado para tornar as cidades mais inteligentes:

• Gestão de resíduos: Esta é uma questão muito importante para o processo. A adição de sensores em contêineres de lixo podem informar quando estão cheios, permitindo que os serviços de coleta de lixo otimizem as rotas de coleta. Isso reduz custos e a emissão de poluentes.

• Monitoramento de tráfego: Além da primeira aplicação citada, existe também a possibilidade de um monitoramento do tráfego urbano através de sensores IoT. Em tese, eles podem ser instalados em semáforos, estradas e estacionamentos para coletar dados em tempo real sobre o fluxo de veículos. Isso ajuda a otimizar o tempo de viagem, reduzir congestionamentos e melhorar a segurança nas estradas.

Na área da saúde, a IoT está sendo cada vez mais utilizada para melhorar o acompanhamento. Tratamento dos pacientes, otimização dos processos hospitalares e prestação de cuidados médicos fazem parte desse pacote. Aqui estão algumas maneiras pelas quais o IoT está sendo aplicado na área da saúde:

• Dispositivos vestíveis: Sensores vestíveis como smartwatches e pulseiras fitness monitoram continuamente sinais vitais, como frequência cardíaca, níveis de oxigênio no sangue e padrões de sono. Os dados são transmitidos em tempo real para quem o estiver utilizando, permitindo uma resposta rápida em caso de anomalias.

• Sensores implantáveis: Dispositivos implantáveis são um método de monitoramento mais utilizado em condições em que o paciente possui alguma condição crônica, como diabetes ou doenças cardíacas. Sendo assim, fornecendo dados constantes sobre o estado do paciente.

A agricultura vinculada a Internet das Coisas (IoT) representa uma inovação significativa no setor agrícola, permitindo que os agricultores utilizem tecnologias avançadas para aumentar a produtividade, eficiência e sustentabilidade. Aqui estão alguns dos principais aspectos e benefícios dessa integração:

• Sensores de solo: Monitoram a umidade, temperatura, pH e nutrientes do solo em tempo real, permitindo que os agricultores ajustem a irrigação e a fertilização conforme necessário.

• Sensores climáticos: Executam medição de fatores como temperatura, umidade, velocidade do vento e radiação solar, ajudando a prever o clima e otimizar o manejo das culturas.

• Indústria: A integração do IoT na indústria é frequentemente chamada de Indústria 4.0 ou Manufatura Inteligente, e está transformando profundamente a forma como as fábricas e operações industriais funcionam.

• Sensores de monitoramento: Dispositivos IoT instalados em maquinários fazem um monitoramento constante em seu desempenho, detectando anomalias e sinais de desgaste. Isso permite prever falhas antes que ocorram, reduzindo o tempo de inatividade não planejado e na aplicação de manutenções preventivas.

• Robôs colaborativos: Utilizados para trabalhar ao lado de humanos, esses robôs são equipados com sensores IoT que garantem segurança e eficiência dos processos a serem executados.

Termostatos inteligentes, eletrodomésticos conectados, sistemas de segurança etc, são alguns exemplos para a aplicação em uma casa inteligente. De fato, a Internet das Coisas está se expandindo rapidamente para várias outras áreas, trazendo mais eficiência, automação e insights em tempo real.

Quando há interação com um produto IoT, é muito provável que seja necessário a aquisição de um aplicativo em seu smartphone e realizar um cadastro no site da empresa. Esses produtos também podem ter características que exigirão algumas especificações de projeto rigorosas e bem definidas. Isso significa que uma equipe de design de PCB precisa ser multifuncional e planejar uma colaboração efetiva para um design bem-sucedido. Sua equipe de design de IoT incluirá pessoas das seguintes disciplinas:

• Engenharia eletrônica: Essas pessoas precisam projetar o esquemático e garantir que os componentes escolhidos para a placa possam ser adquiridos antes de entregar o projeto ao engenheiro de layout e à equipe de software. 

• Engenharia de layout de PCB: Garante a organização de componentes, roteamentos de trilhas, assegurar a integridade de sinal e todos os cuidados que resultarão na criação do melhor layout de PCB possível. 

• Engenharia de software/aplicativos móveis:

A equipe de software geralmente precisa esperar até que os engenheiros eletrônicos terminem o projeto básico, pois isso determinará com quais componentes eles trabalharão. Se uma plataforma web estiver envolvida, a equipe web pode começar cedo, desenvolvendo a arquitetura web básica, UI/UX e estrutura de API. 

• Engenharia mecânica:

Este grupo precisa trabalhar com os engenheiros de layout da PCB para garantir que a case do produto se encaixe na PCB finalizada e vice-versa.

O processo de construção desse tipo de produto pode trazer muitos desafios quando temos tantos envolvidos trabalhando para atingir o mesmo objetivo. Para manter todos em sincronia em relação aos passos que deverão ser tomados é necessário um ambiente e ferramentas de colaboração adequadas.

Ao trabalhar com o Altium Designer, você terá a possibilidade de alinhar o uso do software em si com um recurso em nuvem muito poderoso: o Altium 365. Essa conexão do ambiente do software com as informações em nuvem permite executar diversas tarefas importantes, como parte do design e desenvolvimento de IoT PCB.

• Visibilidade de Supply Chain: Esta vantagem é muito importante para que se tenha informações sobre os componentes que serão utilizados. Aliás, é através desses tipos de dados que vemos o volume de produção dos componentes, preço, fabricantes, fornecedores e opções similares. Para essa finalidade, o Altium possui a Active BOM, uma BOM que possui informações ativas nos componentes que estão sendo utilizados em um projeto. Todas as informações são realizadas pelo Octopart.

• Comentários, controle de release do projeto e versionamento: Esses recursos são de grande valia para que a equipe mantenha uma melhor e mais centralizada comunicação. Além disso, um ótimo controle de alterações no projeto através de um histórico também se tornará possível e vital. 

• Controle de acesso do usuário: É essencial que haja um controle de acesso aos arquivos disponíveis em um ambiente de colaboração (tanto em direitos de edição quanto visualização), pois nem todos na sua organização trabalharão em conjunto em todas as tarefas. E para cumprir com esse requisito, o Altium 365 oferece a opção de disponibilizar esses tipos de acesso para usuários específicos ou até para um conjunto de colaboradores que estiverem em um mesmo grupo.

• Compartilhando dados de fabricação:

As equipes de design de PCB eventualmente precisam manter um contato com o fabricante do produto, e isso poderá ser feito adicionando-o no Altium 365. Com um acesso controlado por permissões, uma das vantagens de trazer um fabricante para um processo colaborativo é a de poder reduzir os tempos de entrega do produto. Além disso, ter a garantia da detecção de erros na fabricação de forma antecipada também será possível. Abaixo vemos a ferramenta de comparação de Gerber, algo que é gerado pela comparação de arquivos de fabricação do projeto.

• Colaboração ECAD com MCAD: Através da extensão MCAD Co-Designer é possível adotar o compartilhamento de informações entre a equipe eletrônica e mecânica de forma mais facilitada. O Co-Designer poderá transmitir alterações de projeto por meio de uma workspace, que atua como uma ponte entre os domínios ECAD e MCAD.

Nos últimos anos, é totalmente notável que muitas empresas têm adotado o trabalho remoto, trazendo a necessidade de sistemas com um espaço de compartilhamento de informações do time. Ou seja, ambientes em nuvem.

A junção de controle de versionamento, gerenciamento de componentes, controle de acesso do usuário e importação instantânea de dados de ECAD e MCAD garantem uma plataforma que unifica todos os times envolvidos no projeto. Sendo assim, assegurando uma ótima organização e facilidade no fluxo de informações, algo almejado por qualquer equipe.

A utilização do Altium para desenvolver em conjunto com o ambiente em nuvem para colaboração é uma maneira ideal para as equipes de design de IoT PCB colaborarem em projetos complexos.

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