¿Qué es el IoT?
El internet de las cosas no es más que dotar de conexión a internet a los objetos cotidianos mediante electrónica ligera. Cuando hablamos de electrónica ligera, nos referimos a tamaño y número de transistores, por ejemplo, un PC no es electrónica ligera.
Los productos electrónicos de consumo suelen ser los primeros ejemplos que se nos ocurren, pero la industria está haciendo uso del IoT. Industrias como la de automoción, sanitaria o farmacéutica has sido de las primeras en incorporar IoT a sus procesos.
Ejemplos de IoT que pasan desapercibidos
Tan solo fijémonos en la cantidad de IoT con la que interactuamos diariamente:
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El transporte y su entorno, semáforos comunicados para el control de tráfico. Los propios vehículos con cámaras y sensores de proximidad o el sistema de telepeaje Via-T.
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Máquinas de entrenamiento, musculación y de ejercicios que encontramos en nuestro gimnasio y nos comunica rendimiento, perfeccionamiento de la técnica, etc.
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Electrónica domótica o el IoT aplicado al hogar. Dispositivos de limpieza autónomos, hornos y neveras conectadas a internet y de teleprogramación, persianas sensorizadas o por ejemplo un sistema de iluminación controlado por móvil.
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En las tiendas podemos encontrar desde un sistema de control de paso, cuentapersonas, hasta complejos sistemas de redes de sensores para monitorizar la presencia y movimientos dentro de la tienda (Beacons).
Los circuitos impresos son el núcleo del IoT, ya que son los que permiten ofrecer a los dispositivos estas capacidades de interconexión, sensorización y un nivel de cómputo mínimo. Es evidente que las restricciones de tamaño y forma quedaron atrás. Cada vez más, observamos dispositivos que desafían las reglas de tamaño y forma utilizando las últimas tecnologías en circuitos impresos. Los circuitos Flex y los circuitos de alta densidad (HDI) proporcionan la libertad de diseño. Para su utilización primero debemos trabajar con fabricantes que trabajen con este material. Atienden a las demandas de alta potencia en espacios de placas de circuito, son adecuados para ambientes hostiles y ofrecen una alta resistencia a la tracción del cobre.
Flex placas de circuito impreso y ventajas de IoT
Los circuitos impresos flexibles eliminan, casi por completo, las limitaciones que se encontraban en los circuitos rígidos tradicionales. La estructura flexible permite no solo adaptarse a las diferentes formas que pueden tomar los diferentes productos, sino que hace posible la reducción de costes y errores.
Gracias a las propiedades de los circuitos flexibles:
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Dan solución a los problemas de interconexión de componentes y subconjuntos. Un circuito flexible tiene una gran ventaja en cuanto a coste/beneficio en instalaciones o reparaciones.
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Las reducciones de peso y espacio son considerables incluyendo la conversión de cableados convencionales a circuitos flexibles.
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La característica de la flexibilidad hace que sea el mejor candidato para aplicaciones dinámicas soportando millones de flexiones y condiciones de vibración continua.
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Este tipo de circuitos tiene grandes capacidades térmicas, son diseñados para soportar amplio rango de temperaturas.
Tal y como hemos expuesto, los materiales flexibles abren un mundo de posibilidades para dispositivos móviles y piezas móviles, haciéndolos una herramienta increíble para una amplia gama de dispositivos de IoT. El futuro de esta tecnología está asegurado debido a las investigaciones que se han realizado en nuevos materiales como el PET y el PEN, que permiten una importante reducción de costos. El futuro a largo plazo será la utilización de esta tecnología en materiales como el poliéster que aportará una, aún mayor resistencia térmica.
Consejos y recomendaciones de diseño de PCB de IoT
Con tal de realizar un diseño impecable, a la hora de diseñar un circuito impreso para el uso de IoT indicamos las siguientes recomendaciones:
Tamaño mínimo: Los dispositivos pequeños tienden a hacerse más pequeños. Los diseñadores de circuitos impresos deben ceñirse requisitos de flexibilidad y funcionalidad que solo son posible por medio de la utilización de circuitos HDI y flexibles.
Ajuste de producto: El circuito diseñado debe a su vez poderse incorporar a la forma del dispositivo IoT para el que destinado. Para ello serán más recomendadas realizar suficientes prototipos virtuales con los cuales ajustar layout y placement.
Escoger materiales: Todo diseño de circuito impreso comienza por la selección de los materiales de la propia PCB para ello habrá que tener en cuenta la finalidad del dispositivo así como su futuro entorno de trabajo. Es muy recomendable utilizar varias horas en el diseño para definir la resistencia a humedad, temperatura, impactos, corrosión por gases o líquidos. Si el producto es un wereable habrá que realizar las simulaciones pertinentes con el cuerpo humano, su movimiento constante y situaciones límite que el dispositivo pueda asumir.
Consumos energéticos: En la mayoría de los casos el IoT , incluyen un uso muy reservado de la fuente de alimentación. La clave del diseño de alimentación en este tipo de dispositivos reside en los tiempos de comunicaciones y tiempos de espera. Es fundamental que el dispositivo permanezca totalmente en reposo durante los tiempos permitidos y se tenga un control total sobre la alimentación de todos los componentes del circuito.