Las mejores placas de IoT para desarrollo y creación de prototipos que necesita conocer en 2023

Se están produciendo avances interesantes en el mundo del hardware de IoT, particularmente en el desarrollo de hardware ágil a través de un proceso rápido de creación de prototipos y una integración temprana de la pila tecnológica. La adopción de Agile en el desarrollo de hardware de IoT puede optimizar los flujos de trabajo, aumentando la flexibilidad en comparación con el método tradicional en cascada. Sin embargo, aprovechar la metodología Agile para el desarrollo de hardware de IoT comienza con el uso del tipo adecuado de placa. Exploremos nuestras mejores opciones para microcontroladores, microprocesadores y placas de IoT necesarias para crear un producto de IoT sólido.

Nos escuchará hacer referencia a "kits de desarrollo" con frecuencia en nuestra lista de los principales tableros de IoT. En resumen, un kit de desarrollo es una pequeña computadora pirateable diseñada para realizar modificaciones. Más específicamente, los kits de desarrollo suelen ser computadoras de placa única (SBC) con comunicaciones de RF precertificadas y fácil acceso a pines de entrada/salida (E/S) para interactuar con circuitos personalizados y desarrollo de firmware para componentes.

Su elección de procesador (MCU o MPU) afectará el costo de su lista de materiales. Una MCU de menor potencia que se ejecuta en C integrado o en un sistema operativo en tiempo real (RTOS) costará menos que una MPU más potente, que puede ejecutar Linux integrado.

Sin embargo, si bien el costo es una dimensión de la selección de MCU frente a MPU, una dimensión mucho más importante es la capacidad. Todo se reduce a la complejidad del software/firmware. Si todo lo que necesita hacer es leer algunos sensores y transmitir los datos, una MCU es probablemente la mejor opción porque es barata y de bajo consumo. Si necesita realizar operaciones más complejas, como aprendizaje automático o aplicaciones alojadas en el borde, entonces querrá una MPU más potente, que costará más y consumirá más energía.

MPU+Linux

Nerves, una plataforma específica de IoT desarrollada en Elixir, es nuestra solución Linux preferida para MPU. Permite el rápido establecimiento de un sistema objetivo de referencia, a menudo en cuestión de semanas, y ha facilitado el desarrollo de un producto mínimo viable (MVP) en seis meses para nuestros proyectos.

MCU + C/RTOS integrado

Para MCU, Zephyr RTOS, un marco C integrado, ofrece soporte integrado para más de 350 placas, fácil escalabilidad y no está vinculado a ninguna oferta de nube específica. Además, recompilar el firmware para un procesador diferente es sorprendentemente fácil, lo que lo hace perfecto para microcontroladores de menor nivel y menor costo.

Al comenzar la búsqueda de una placa IoT, hay varios componentes críticos a tener en cuenta.

La primera son las opciones de conectividad de la placa. Esto es evidente, dado que un dispositivo inteligente se define en gran medida por sus capacidades de conectividad. También querrás asegurarte de que la placa admita periféricos y las funciones deseadas. Estos pueden incluir puertos comunes como USB o HDMI, buses para protocolos seriales como I2C y SPI, o pines para dispositivos de modulación de ancho de pulso (PWM), como luces regulables o servomotores.

Por último, el hardware de código abierto (OSHW) siempre es una gran ventaja. Es una buena señal si también se proporcionan archivos esquemáticos y Gerber (archivos que muestran los diseños de la placa de circuito impreso (PCB).

Sin más preámbulos, aquí están nuestras 10 mejores placas de IoT para el desarrollo de productos y la creación rápida de prototipos en 2023. Al momento de escribir este blog, todas las placas enumeradas se encuentran por debajo de la marca de los $100.

Uno de nuestros nuevos objetivos favoritos es el NXP i.MX6ULL. Ofrece opciones de conectividad similares a nuestras MPU favoritas anteriores, pero parece haber más de la familia i.MX6ULL en stock. Desafortunadamente, no se puede decir lo mismo de algunos de los kits de desarrollo que usamos antes con este objetivo.

Después de una búsqueda exhaustiva, descubrimos el Toradex Colibri i.MX 6ULL ​​SOM, que combina bien con varias placas host. Hemos estado utilizando principalmente la placa de evaluación Colibri con todas las funciones, aunque existen otras opciones de placa portadora.

Lo mejor del SOM es que, con suficiente espacio y presupuesto, puede simplemente colocar un conector SODIMM en una placa host, ahorrando tiempo en el diseño de periféricos y del producto más grande. Esto es útil por dos razones. Primero, todo lo necesario para que funcione la MPU está alojado en el SOM; solo proporcione la alimentación de entrada principal. En segundo lugar, Toradex proporciona archivos de diseño para sus placas portadoras, lo que sirve como referencia útil al depurar diseños personalizados.

Especificaciones técnicas:

El nRF52840, desarrollado por Nordic Semiconductors, es en realidad un sustituto de toda la serie nRF52. Es un sistema en chip (SoC) que proporciona una plataforma de desarrollo sólida para dispositivos BLE5.3. Cuenta con el respaldo de Zephyr RTOS y tiene un excelente modo de suspensión de bajo consumo, lo que lo convierte en un excelente objetivo para dispositivos que funcionan con baterías. Puede funcionar con un riel de alimentación de 1,8 V o 3,3 V y el nRF52840 DK incluye una batería de tipo botón nativa. Hay varias ventajas asociadas con los SoC de la serie nRF52, pero este kit de desarrollo en particular tiene un JLink incorporado que puede programar y depurar objetivos nRF52 externos.

Especificaciones técnicas:

El principal atractivo de esta placa es su microprocesador STM32MP157, que también admite el desarrollo de Linux integrado. Uno de sus diferenciadores clave es su unidad de procesamiento de gráficos (GPU) 3D dedicada que alimenta la pantalla LCD conectada a MIPI con un panel táctil. Incluso hay un códec de audio por si acaso.

La MPU M4 interna permite modos duros en tiempo real y de menor consumo. Esta placa también ofrece conectividad Ethernet, Wi-Fi y Bluetooth. En conjunto, estas características hacen que este kit de desarrollo sea ideal para dispositivos IoT que ejecutan aplicaciones orientadas al usuario.

Especificaciones técnicas:

Desarrollado por Seeed Studio en conjunto con BeagleBoard.org, este OSHW brilla para el desarrollo de puertas de enlace de IoT personalizadas. Está preequipado con todas las funciones de conectividad necesarias (Ethernet, Wi-Fi y Bluetooth Low Energy (BLE)) e incluye dos unidades programables en tiempo real (PRU) de 32 bits a 200 MHz.

Combinado con la funcionalidad Nerves en tiempo real, este kit de desarrollo es perfecto para aplicaciones de Internet industrial de las cosas (IIoT) que requieren una latencia extremadamente baja para un control determinista.

También tiene puertos para los sensores Grove exclusivos de Seeed, lo que acelera la integración junto con los cabezales estándar BeagleBoard.

Especificaciones técnicas:

Otro objetivo de bajo coste se basa en los módulos ESP32-S3-WROOM de Espressif. Ofrecen precios con los que a menudo es difícil competir y los módulos son compatibles con Wi-Fi y BLE. La documentación ha mejorado a medida que pasa el tiempo y hay bastante soporte para ESP32 en Zephyr RTOS. Viene con una antena incorporada o un conector u.FL para una externa.

Especificaciones técnicas:

The Black cuenta con un puñado de características atractivas para el desarrollo de IoT. Además de su estado de código abierto, nos gusta usar Black and Black Wireless simplemente porque funcionan bien. Todo lo que se dijo sobre BeagleBone Green es cierto aquí: menos Ethernet + Wi-Fi/BT en una sola placa.

Especificaciones técnicas:

Si bien el popular Raspberry Pi (RPi) solo proporciona esquemas y archivos de diseño limitados, el bajo precio, el factor de forma común y la capacidad de pirateo general de este SBC le otorgan un lugar en nuestra lista. Dejar que un RPi se ejecute en el campo, mientras se desarrolla el producto en otro kit de desarrollo, puede generar grandes cantidades de datos reveladores del proyecto.

Raspberry Pi ofrece varias opciones para elegir, incluida la RPi 4 con 2 GB, 4 GB u 8 GB de memoria; el módulo de computación 3+, que se diseña fácilmente como un sistema en módulo (SOM); y el RPi 0 2 W, que es menos costoso y adecuado para aplicaciones menos intensivas.

Especificaciones técnicas (RPi4 B+):

Este kit de desarrollo combina la huella Featherwing de Adafruit con la versatilidad del nRF52840 de Nordic Semiconductors. El nRF52840-DK es algo voluminoso, pero el factor de forma Featherwing es más pequeño y proporciona una amplia gama de "Plumas" para realizar pruebas como complementos directos. Esto proporciona referencias tanto de OSHW como de FW que pueden ayudarle a poner en marcha su proyecto.

Si está buscando armar un prototipo inicial, siempre puede imprimir en 3D una carcasa y soldar el Featherwing a un kit de desarrollo de sensores.

Especificaciones técnicas:

En ciertos casos, no siempre estará interesado en una MCU o MPU de destino. En su lugar, deberás evaluar un nuevo módulo Wi-Fi o celular. El Telit EVB 2.0 permite precisamente eso, proporcionando una plataforma de creación de prototipos que facilita las conexiones con varias de sus radios objetivo.

Por ejemplo, el módulo celular ME910 NB-IoT/Cat-M1 con soporte GNSS se puede conectar directamente a un puerto host de BeagleBone. En unas pocas horas, estará listo y funcionando con conectividad celular.

En muchas situaciones, es posible que el kit de desarrollo de destino MCU/MPU no tenga Wi-Fi/BLE integrado y es posible que desee evaluar el módulo Wi-Fi de doble banda WE866C6. Una opción incluye usar EVB2.0 para alojar el EVK Wi-Fi WE866C6-P, que tiene un factor de forma de tarjeta SD para la interfaz SDIO, y luego conectarlo mediante USB y una combinación de puentes. No solo se admiten sus módulos actuales, sino que Telit pretende crear futuros kits de desarrollo que puedan interactuar con EVB 2.0. Tener una plataforma familiar para crear prototipos puede marcar una gran diferencia a la hora de acelerar su próximo diseño.

El kit de desarrollo de IoT adecuado es el corazón de cualquier proyecto de IoT ágil. Al elegir una placa de IoT de esta lista de las 10 principales para su proyecto, puede reducir costos, reducir el tiempo de comercialización e incorporar más funciones que ha estado buscando incorporar.