Uso di schede add-on per creare rapidamente un potente sistema di illuminazione a LED e sensori per serre basato su IoT

Di Stephen Evanczuk

Contributo di Editori nordamericani di Digi-Key

Nell'orticoltura, l'Internet delle cose (IoT) può avere un ruolo importante sia per monitorare, sia per assicurare la salute delle piante attraverso una combinazione di sensori e LED specializzati. Tuttavia, adattare e implementare la giusta piattaforma di elaborazione IoT con le periferiche, i sensori, i LED e le opzioni di connettività necessari può richiedere molto tempo e mettere a rischio sia i budget che le pianificazioni.

Per ridurre tali rischi, è possibile usare ad esempio una combinazione di soluzioni di schede e dispositivi di Cypress Semiconductor, SparkFun Electronics e Wurth Electronics. Questi componenti semplificano enormemente il processo di progettazione e, allo stesso tempo, consentono il rapido sviluppo di sofisticati sistemi di controllo delle serre.

Questo articolo entrerà nel merito della relazione tra LED e salute delle piante. Passerà poi a introdurre e descrivere queste soluzioni e a illustrare come usarle assieme.

I LED e la salute delle piante

La salute delle piante dipende da numerosi fattori esterni tra cui luce, temperatura, contenuto di umidità e livelli di pH del suolo. Le piante rispondono a varie combinazioni di questi fattori aggregati, ma anche alle specificità di ognuno di essi. Ad esempio, una pianta dipende dalla luce ricevuta all'interno di una regione di radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) compresa tra 400 e 700 nanometri (nm). Ma l'illuminazione che richiede in quella regione non è affatto uniforme. Le piante hanno infatti bisogno di luce a specifiche lunghezze d'onda che corrispondono allo spettro di assorbimento dei molti fotopigmenti coinvolti nella fotosintesi.

Ad esempio, la clorofilla A ha picchi di assorbimento a circa 435 nm e 675 nm (Figura 1).

Grafico dell'illuminazione a lunghezze d'onda corrispondenti agli spettri di assorbimento di vari fotopigmenti

Figura 1: La crescita delle piante dipende da un'illuminazione sufficiente a lunghezze d'onda che corrispondono agli spettri di assorbimento dei vari fotopigmenti attivi nei diversi segmenti dell'intera regione di radiazione fotosinteticamente attiva (PAR). (Immagine per gentile concessione di Wurth Electronics)

Nella fotosintesi svolgono un ruolo vitale anche altri fotopigmenti, tra cui la clorofilla B, il beta carotene e altri fitocromi. Pertanto, per illuminare in modo ottimale le piante è necessario fornire illuminazione a più lunghezze d'onda nella regione PAR.

Come per qualsiasi organismo vivente, i fattori che influenzano la salute delle piante non si limitano a un semplice insieme di lunghezze d'onda o livelli di illuminazione statici. Le piante richiedono diversi livelli di intensità luminosa, cicli di luce/buio variabili e anche diverse combinazioni di lunghezze d'onda, in ogni fase del ciclo di crescita. Anche la temperatura e il contenuto di umidità del suolo possono causare variazioni nella lunghezza delle radici.

Questa combinazione ottimale di caratteristiche per ogni fattore può cambiare da una specie all'altra, o anche nelle varie fasi di crescita di una singola specie. Ad esempio, molte piante da fiore richiedono una durata del giorno inferiore a 12 ore circa. Diversamente da queste piante a "giornata corta", quelle a "giornata lunga" come le barbabietole e le patate fioriscono solo dopo un'esposizione a oltre 12 ore di luce.

Gli ambienti delle serre consentono agli agricoltori e ai giardinieri di controllare la maggior parte dei fattori. Tuttavia, la mancanza di piattaforme di sistema economicamente convenienti, di periferiche e anche di fonti di luce adeguate rimane un ostacolo allo sviluppo dei sistemi di controllo delle serre. La realizzazione di un sistema in grado di monitorare e gestire tutti questi fattori richiede l'implementazione di sistemi complessi simili ai controller logici programmabili industriali.

La disponibilità di schede di serie e di LED specializzati per l'orticoltura offre un'alternativa più semplice. Gli sviluppatori possono creare senza problemi sofisticati sistemi di automazione per le serre combinando schede basate sul microcontroller PSoC di Cypress Semiconductor, i LED specifici per orticoltura di Wurth Electronics e una scheda add-on di SparkFun Electronics. Quest'ultima fa parte della nutrita serie di sensori e attuatori richiesti in questi sistemi.

Piattaforma ad alte prestazioni

La famiglia PSoC di microcontroller di Cypress studiata per applicazioni embedded integra un core Arm® Cortex®-M0 o Cortex-M3 e un complemento completo di blocchi digitali e analogici programmabili chiamati blocchi digitali universali (UDB). Servendosi della libreria di driver per periferiche (PDL) di Cypress, i progettisti possono utilizzare gli UDB per implementare un'ampia gamma di funzioni, comprese le interfacce seriali standard e i generatori di forme d'onda. In modo analogo, blocchi I/O programmabili detti I/O intelligenti supportano le operazioni logiche sui segnali da e verso i pin GPIO, anche quando i core sono in modalità di sospensione profonda per risparmiare energia.

L'ultimo dispositivo PSoC, PSoC 6, allarga la famiglia con dispositivi dual-core che combinano le prestazioni di elaborazione di un core Cortex-M4 con i bassi consumi di un core Cortex-M0+. Oltre a 1 Mbyte di memoria flash, ai 288 kbyte di SRAM e ai 128 kbyte di ROM già presenti nei dispositivi PSoC 62, i microcontroller PSoC 63 si distinguono per altre capacità come ad esempio Bluetooth 5.0.

I dispositivi PSoC 63 integrano un sottosistema Bluetooth 5.0 completo con livelli di collegamento fisico con l'hardware, nonché uno stack di protocolli con accesso API (Application Programming Interface) al Generic Attribute Profile (GATT) e ai servizi Generic Access Profile (GAP) nel cuore dei protocolli Bluetooth. All'interno di ogni serie, dispositivi come CY8C6347FMI-BLD53 includono acceleratori di crittografia hardware dedicati.

Grazie alle loro estese capacità, i microcontroller PSoC 6 sono in grado di supportare i requisiti prestazionali di una classe emergente di applicazioni embedded complesse. Inoltre, la loro efficienza energetica li rende idonei per i ristretti budget di consumi energetici tipici di queste applicazioni. Il microcontroller PSoC 6, con la sua tensione di funzionamento core selezionabile dall'utente fra 0,9 e 1,1 V, consuma solo 22 μA/MHz nel caso del core Cortex-M4 e 15 μA/MHz nel caso di Cortex M0+.

Per semplificare lo sviluppo di applicazioni basate su questi dispositivi, Cypress offre versioni della sua linea di kit Pioneer per dispositivi sia PSoC 63 che PSoC 62. Basato su PSoC 63, il kit PSoC 6 BLE Pioneer include una flash NOR a 512 Mbit, il programmatore/debugger su scheda KitProg2 di Cypress, un sistema di erogazione dell'energia USB Type-C™ e diverse funzionalità dell'interfaccia utente. Il kit PSoC 6 Wi-Fi-BT Pioneer combina un microcontroller PSoC 62 con un modulo LBEE5KL1DX di Murata Electronics che è basato sul chip combinato Wi-Fi/Bluetooth CYW4343W di Cypress.

Estensioni hardware

Grazie a una scheda add-on frutto della collaborazione tra SparkFun Electronics e Digi-Key Electronics, è diventato più facile usare le schede Cypress Pioneer per sviluppare applicazioni di controllo dei processi. Lo shield add-on PSoC Pioneer IoT è compatibile con Arduino R3 ed è dotato di connettori compatibili Qwiic e XBee (Figura 2). Inserito in una scheda PSoC Pioneer, lo shield consente agli sviluppatori di estendere facilmente il set di schede con dispositivi come i sensori per il monitoraggio della qualità dell'aria e del suolo in una serra.

Immagine dello shield add-on PSoC Pioneer IoT (scheda rossa) che estende le capacità delle schede Cypress Pioneer

Figura 2: Lo shield add-on PSoC Pioneer IoT (scheda rossa) estende le capacità di schede Cypress Pioneer come il kit PSoC 6 BLE Pioneer (blu) con le sue opzioni di connettore multiplo per aggiungere schede di serie compatibili Qwiic e XBee. (Immagine per gentile concessione di SparkFun Electronics)

Per monitorare le condizioni ambientali di una serra, una scheda compatibile Qwiic come la scheda di breakout ambientale combinata SEN-14348 usa i sensori su scheda BME280 di Bosch Sensortec e CCS811 di ams per fornire dati per numerose variabili ambientali (vedere "Aggiungere sensori di qualità dell'aria compensati a Internet delle cose").

BME280 di Bosch combina sensori digitali in grado di rilevare accuratamente temperatura, pressione e umidità consumando appena 3,6 μA a una frequenza di aggiornamento di 1 Hz. CCS811 di ams fornisce misurazioni di CO2 e composti organici volatili (VOC) totali equivalenti.

I sensori di gas come CCS811 devono riscaldare una piastra calda interna per eseguire le misurazioni, il che provoca un aumento del consumo di energia che raggiunge i 26 mW da un'alimentazione di 1,8 volt nella sua modalità operativa 1. Questa modalità offre la massima frequenza di aggiornamento disponibile di 1 Hz. Gli sviluppatori possono sceglierne altre come la modalità 3, che esegue misurazioni una volta al minuto e riduce il consumo energetico a 1,2 mW.

Possono semplicemente usare un cavo Qwiic per collegare la scheda combinata allo shield add-on e programmare i sensori Bosch BME280 e ams CCS811B della scheda con il software di esempio disponibile nel repository GitHub di SparkFun.

Qualità del suolo

Per la salute delle piante in serra, oltre a condizioni ambientali favorevoli sono essenziali un pH del suolo corretto e il giusto contenuto di acqua. La maggior parte delle piante richiede livelli di pH del suolo neutri o solo leggermente acidi, ma l'intervallo ottimale del pH può variare in modo significativo. Le patate, ad esempio, crescono meglio in suoli acidi con un pH attorno a 5,5 ma questo livello può danneggiare piante come gli spinaci, che preferiscono suoli leggermente alcalini.

Inoltre, piccoli cambiamenti nel livello del pH, anche all'interno dell'intervallo ottimale, possono incidere direttamente sulla disponibilità dei nutrienti necessari per sostenere la crescita (Figura 3).

Immagine dei piccoli cambiamenti nel livello del pH che influiscono direttamente sulla fisiologia della pianta

Figura 3: Piccoli cambiamenti nel livello del pH influiscono sulla fisiologia della pianta sia direttamente che indirettamente a causa del loro impatto sulla disponibilità di nutrienti nel suolo. (Immagine per gentile concessione di Wikimedia Commons)

Gli sviluppatori possono facilmente aggiungere il rilevamento del pH ai propri sistemi per le serre utilizzando il kit sensore pH SEN-10972 di SparkFun Electronics. Il kit comprende una sonda per il pH, una scheda di interfaccia e soluzioni tampone per la calibrazione. Per comunicare con il microcontroller PSoC, è possibile utilizzare l'uscita UART predefinita della scheda pH.

In alternativa, la scheda sensore pH può essere usata in modalità I2C e collegata tramite l'adattatore Qwiic DEV-14495 I2C di SparkFun. L'adattatore Qwiic di SparkFun separa i pin I2C dei connettori Qwiic e rende disponibili punti di saldatura che consentono agli sviluppatori di usare facilmente i dispositivi I2C esistenti con il sistema di connettori Qwiic.

Misurare il contenuto di acqua nel suolo è altrettanto facile. Il sensore di umidità del suolo SEN-13322 di SparkFun è dotato di due piazzole esposte studiate per essere inserite direttamente nel terreno e fungere da resistore variabile tra la sorgente di tensione fornita e la terra. Un contenuto di umidità maggiore aumenta la conduttività tra le piazzole, per cui la resistenza si riduce mentre la tensione in uscita sale.

Per questo sensore, come sorgente di tensione si può utilizzare il convertitore digitale/analogico (DAC) integrato del microcontroller PSoC, mentre il suo convertitore analogico/digitale (ADC) con registro ad approssimazioni successive (SAR) può essere usato per digitalizzare la tensione corrispondente al livello di umidità del suolo. Inoltre, gli amplificatori operazionali del microcontroller possono essere usati per bufferizzare sia l'uscita DAC che l'ingresso ADC.

Con questo stesso approccio gli sviluppatori possono estendere ulteriormente le loro capacità di gestione del suolo. Il microcontroller PSoC 6, ad esempio, supporta più canali sia sull'uscita DAC che sull'ingresso ADC, per cui è possibile aggiungere più sensori pH. Inoltre, alcune applicazioni potrebbero aver bisogno di misurazioni a risoluzione maggiore che richiedono un intervallo di tensione oltre i 3,6 V (max) della tensione di alimentazione analogica VDDA del microcontroller. In questi casi, la soluzione sta nell'aggiungere amplificatori operazionali buffer esterni e un regolatore di tensione.

Oltre a misurare il contenuto di acqua del suolo, gli sviluppatori con obiettivi di livello superiore possono adottare lo stesso approccio per automatizzare l'irrigazione utilizzando i GPIO di PSoC e la funzionalità PWM (modulazione della larghezza di impulso) per controllare una pompa dell'acqua FIT0563 con una scheda driver DRI0044-A, entrambe di DFRobot.

Per componenti aggiuntivi, come questi o altri, usare l'adattatore Qwiic DEV-14352 di SparkFun. Si potrà in tal modo disporre di connettori Qwiic e di un'ampia area di prototipazione (Figura 4).

Immagine dell'adattatore Qwiic di SparkFun

Figura 4: Con l'adattatore Qwiic di SparkFun, gli sviluppatori possono aggiungere facilmente circuiti personalizzati tramite connessioni Qwiic con lo shield add-on Pioneer oppure utilizzando le basette fornite per impilare sulle schede Pioneer l'adattatore con lo shield add-on. (Immagine per gentile concessione di SparkFun)

Dato che l'adattatore Qwiic è conforme al layout dello shield R3 Arduino, gli sviluppatori possono utilizzare le basette incluse nel kit adattatore Qwiic per impilare i propri circuiti tra la scheda del kit Pioneer e lo shield add-on Pioneer IoT di SparkFun.

Illuminazione per l'orticoltura con i LED

Come notato in precedenza, la salute delle piante dipende dall'illuminazione fornita a specifiche lunghezze d'onda. Sebbene i progressi nell'illuminazione a LED abbiano fornito soluzioni per l'illuminazione industriale, i fari dei veicoli e altro ancora, i LED convenzionali non hanno le caratteristiche spettrali richieste per la fotosintesi. La serie WL-SMDC di LED ceramici monocromatici di Wurth Electronics risponde alla necessità di illuminazione a lunghezze d'onda che vanno dal blu scuro all'iper rosso (Figura 5).

Grafico della serie WL-SMDC di Wurth Electronics

Figura 5: I singoli componenti della serie WL-SMDC di LED ceramici monocromatici di Wurth Electronics forniscono illuminazione alle lunghezze d'onda specifiche richieste per la crescita e lo sviluppo delle piante. (Immagine per gentile concessione di Wurth Electronics)

Utilizzata in combinazione, la serie SL-SMDC fornisce le lunghezze d'onda necessarie per favorire numerosi aspetti della crescita delle piante:

  • Il LED blu scuro (lunghezza d'onda di picco di 450 nm) 150353DS74500 e il LED blu (dominante di 460 nm) 150353BS74500 forniscono illuminazione nell'intervallo delle lunghezze d'onda associate alla regolazione della concentrazione di clorofilla, della crescita laterale delle gemme e dello spessore delle foglie.
  • Il LED verde (picco di 520 nm) 150353GS74500 e il LED giallo (dominante di 590 nm) 150353YS74500 forniscono l'illuminazione in un intervallo di lunghezze d'onda che una volta non erano ritenute importanti ma il cui ruolo nelle risposte delle piante all'elusione dell'ombra è oggi riconosciuto.
  • Il LED rosso (dominante di 625 nm) 150353RS74500 e iper rosso (picco di 660 nm) 150353HS74500 forniscono l'illuminazione alle lunghezze d'onda più coinvolte nella fotosintesi, ma anche in diverse fasi della pianta tra cui la fioritura, la dormienza e la germinazione dei semi.
  • Il lontano rosso (picco di 730 nm) 150353FS74500 fornisce l'illuminazione alle lunghezze d'onda associate alla germinazione delle piante, al tempo di fioritura, alla lunghezza dello stelo e all'elusione dell'ombra.
  • Infine il bianco 158353040 (luce diurna) non solo aumenta la copertura della lunghezza d'onda del blu ma contribuisce anche ai livelli complessivi del DLI (Daily Light Integral), cioè della quantità di fotoni che colpisce un'area di 1 mq in 24 ore, per la crescita complessiva della pianta.

Gli sviluppatori possono trovare diversi driver LED come 171032401 di Wurth MagI3C o ALT80800 di Allegro MicroSystems per pilotare le stringhe di LED. Molti di questi dispositivi supportano la regolazione del dimmeraggio mediante PWM e/o tensione analogica, semplificando l'implementazione dei driver grazie a solo pochi componenti aggiuntivi (Figura 6).

Schema di driver LED avanzati come ALT80800 di Allegro MicroSystems

Figura 6: Driver LED avanzati come ALT80800 di Allegro MicroSystems richiedono solo pochi componenti in più per pilotare le stringhe di LED con dimmeraggio controllato da PWM o ingresso analogico. (Immagine per gentile concessione di Allegro MicroSystems)

Al momento di progettare una funzione di dimmeraggio, tuttavia, gli sviluppatori dovrebbero essere consapevoli dei cambiamenti molto rapidi nel livello di illuminazione istantanea. A velocità PWM elevate, la pupilla di un occhio umano potrebbe rispondere solo a un'intensità luminosa media, permettendo che impulsi di luce a livelli di intensità dannosi raggiungano la retina. L'uso di driver LED a corrente costante come ALT80800 di Allegro contribuisce a mitigare questo effetto.

Progettazione software

Utilizzati assieme, la scheda Pioneer PSoC, lo shield e le schede add-on menzionate in precedenza consentono agli sviluppatori di costruire fisicamente un sistema di controllo per serra in gran parte collegando fra loro le schede hardware. Grazie alla disponibilità dei componenti nella libreria di driver per periferiche (PDL) di Cypress, lo sviluppo di software per la gestione dei sensori o il pilotaggio dei LED è quasi altrettanto semplice.

I componenti della PDL riassumono in sé funzionalità degli PSoC come periferiche analogiche programmabili, UDB e I/O intelligenti. Gli sviluppatori possono implementare rapidamente una funzione software che riattiva il microcontroller quando l'uscita del sensore raggiunge un determinato livello. Ad esempio, quando la tensione di uscita dal sensore di umidità del suolo indica che il terreno è più asciutto, utilizzando PSoC Creator di Cypress possono configurare uno dei comparatori a bassa potenza integrati del microcontroller PSoC per generare un interrupt se il livello sullo specifico pin analogico scende al di sotto (o sale al di sopra) del livello di tensione di riferimento.

Cypress dimostra questa funzionalità con il codice di esempio che illustra il modello di progettazione di base per utilizzare il blocco del comparatore a basso consumo (LPComp) (Listato 1). Qui, quando un interrupt risveglia il processore dalla modalità di ibernazione, il codice controlla il valore LPComp. Questo codice di esempio usa un GPIO per commutare un LED se il risultato che emerge dal confronto è alto ogni 500 ms. Quando alla fine il risultato scende, il codice ripristina lo stato del processore in modalità di ibernazione.

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int main(void)
{
    #if PDL_CONFIGURATION
        /* Enable the whole LPComp block */
        Cy_LPComp_GlobalEnable(LPCOMP);
        
        /* Configure LPComp output mode and hysteresis for channel 0 */
        Cy_LPComp_Init(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0, &myLPCompConfig);
        
        /* Enable the local reference voltage */
        Cy_LPComp_UlpReferenceEnable(LPCOMP);
        /* Set the local reference voltage to the negative terminal and set a GPIO input on the 
           positive terminal for the wake up signal */
        Cy_LPComp_SetInputs(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0, CY_LPCOMP_SW_GPIO, CY_LPCOMP_SW_LOCAL_VREF);
 
        /* Set channel 0 power mode - Ultra Low Power mode */
        Cy_LPComp_SetPower(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0, CY_LPCOMP_MODE_ULP);
        
        /* It needs 50us start-up time to settle in ULP mode after the block is enabled */
        Cy_SysLib_DelayUs(MY_LPCOMP_ULP_SETTLE);
    #else
        /* Start the LPComp Component */ 
        LPComp_1_Start();
    #endif
   
    /* Check the IO status. If current status is frozen, unfreeze the system. */
    if(Cy_SysPm_GetIoFreezeStatus())
    {   /* Unfreeze the system */
        Cy_SysPm_IoUnfreeze();
    }
    else
    {
        /* Do nothing */    
    }
    
    for(;;)
    {
        /* If the comparison result is high, toggles LED every 500ms */
        if(Cy_LPComp_GetCompare(LPCOMP, CY_LPCOMP_CHANNEL_0) == MY_LPCOMP_OUTPUT_HIGH)
        {
            /* Toggle LED every 500ms */
            Cy_GPIO_Inv(LED_0_PORT, LED_0_NUM);
            Cy_SysLib_Delay(TOGGLE_LED_PERIOD); 
        }
        /* If the comparison result is low, goes to the hibernate mode */
        else    
        {   
            /* System wakes up when LPComp channel 0 output is high */
            MyLPComp_SetHibernateMode(CY_SYSPM_LPCOMP0_HIGH);         
        }
    }
}

Listato 1: Il codice di esempio di Cypress dimostra gli schemi di progettazione chiave, come l'uso del comparatore a basso consumo PSoC 6 per risvegliare il microcontroller da una modalità operativa a basso consumo. (Codice sorgente per gentile concessione di Cypress Semiconductor)

Per il sistema di controllo di una serra, si potrebbe utilizzare lo stesso schema di progettazione per accendere una pompa dell'acqua in risposta a una bassa umidità del suolo, accendere i ventilatori in risposta a una temperatura ambiente elevata, avvisare il proprietario della serra se il livello di pH esce dall'intervallo desiderato, o rispondere con le molte altre azioni tipicamente richieste per ripristinare le condizioni di una serra ottimali per la crescita delle piante.

Gli sviluppatori possono utilizzare anche altri componenti della PDL per supportare altri requisiti di interfaccia e di controllo con uno sviluppo minimo del codice. Ad esempio, per utilizzare il componente PWM per controllare l'intensità del LED, è sufficiente trascinarlo nell'area di progettazione di PSoC Creator e utilizzare il relativo popup di configurazione per impostare specifici parametri PWM come modalità di esecuzione, periodo e risoluzione (Figura 7).

Immagine di PSoC Creator di Cypress Semiconductor

Figura 7: Per costruire in modo schematico delle funzionalità con la libreria di driver per periferiche (PDL) di Cypress si può utilizzare PSoC Creator. Per lavorare esclusivamente a livello di codice, invece, si può utilizzare l'interfaccia di programmazione dell'applicazione PDL. (Immagine per gentile concessione di Cypress Semiconductor)

Dopo aver configurato il componente e ultimato il progetto, PSoC Creator viene utilizzato per generare la struttura di base del codice, aggiungendo codice personalizzato in base alle esigenze. In alternativa, gli sviluppatori che preferiscono saltare la fase di immissione dello schema possono servirsi dell'API PLD di Cypress per accedere direttamente alla funzionalità sottostante. Possono anche mescolare gli approcci, utilizzando il codice generato da PSoC Creator per acquisire una comprensione più profonda della PDL prima di sviluppare il proprio codice di produzione utilizzando l'API PDL.

Con questo approccio è possibile implementare rapidamente il codice richiesto per supportare tutte le funzionalità descritte in questo articolo. Quando applicano a una piccola serra il progetto risultante del sistema di controllo, gli sviluppatori potrebbero idealmente utilizzare un'unica scheda Pioneer e lo shield add-on PSoC Pioneer IoT per supportare i sensori, gli attuatori e i LED necessari.

Per l'applicazione in una serra più grande, un approccio economicamente vantaggioso distribuirebbe funzionalità come la misurazione del pH del suolo e la misurazione della temperatura ambiente in una serie di schede a livello del terreno, utilizzando set di schede separati per controllare le stringhe di LED per orticoltura. Gli sviluppatori potrebbero ridurre ulteriormente i costi utilizzando la scheda PSoC 4 BLE Pioneer per supportare funzionalità di rilevamento e controllo periferiche.

Dato che lo shield add-on PSoC Pioneer IoT è compatibile anche con questa scheda, è facile riconfigurare ogni set di schede con il corredo appropriato di dispositivi. In questa situazione, i set di schede basate su PSoC 4 si collegherebbero tramite Bluetooth a una o più schede PSoC 6 oppure sfrutterebbero la connettività Wi-Fi del kit PSoC 6 Wi-Fi-BT Pioneer per connettersi ai servizi basati su cloud come ThingSpeak per l'analisi e la visualizzazione dei dati (Figura 8).

Schema dei sistemi basati su PSoC inclusi il kit PSoC 4 BLE Pioneer e il kit PSoC 6 Pioneer

Figura 8: Gli sviluppatori possono combinare più sistemi basati su PSoC, tra cui il kit PSoC 4 BLE Pioneer e il kit PSoC 6 Pioneer, per supportare applicazioni complesse legate a servizi basati su cloud come ThingSpeak. (Immagine per gentile concessione di Cypress Semiconductor)

In questo caso, gli sviluppatori possono sfruttare il supporto Bluetooth di Cypress per completare le funzionalità di connettività sicura (vedere "Come realizzare una rete Bluetooth di hub e sensori sicura e a basso consumo).

Conclusione

Un tempo, i sistemi di controllo automatizzati delle serre richiedevano controller di livello industriale collegati a sensori, attuatori e sistemi di illuminazione complessi. Come è stato mostrato, ora gli sviluppatori possono usufruire di schede microcontroller a basso costo e di schede add-on per realizzare piattaforme economicamente convenienti in grado di sfruttare l'ampia gamma dei sensori e degli attuatori disponibili.

Oltre a IoT e alla disponibilità di LED specializzati per l'orticoltura, gli sviluppatori dispongono di un corredo completo di componenti necessari per implementare applicazioni sofisticate in grado di monitorare e controllare da remoto molti dei fattori associati alla crescita e allo sviluppo di piante sane.

Riferimento

  1. LED - Il futuro dell'illuminazione per orticoltura

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Informazioni su questo autore

Stephen Evanczuk

Stephen Evanczuk ha più di 20 anni di esperienza come autore sull'industria elettronica e ha scritto su una vasta gamma di argomenti tra cui hardware, software, sistemi e applicazioni, incluso l'IoT. Ha ricevuto un Ph.D. in neuroscienze sulle reti neuronali e ha lavorato nel settore aerospaziale su sistemi di sicurezza ampiamente distribuiti e sui metodi di accelerazione algoritmica. Attualmente, quando non scrive articoli su tecnologia e ingegneria, lavora su applicazioni di deep learning per i sistemi di riconoscimento e di raccomandazione.

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