Conhecendo a Electron 3G-U260: Dispositivos conectados à nuvem utilizando a internet 3G

Em se tratando de IoT (Internet of Things ou Internet das Coisas), grande parte dos desenvolvedores de firmware buscam estratégias que conectem seus dispositivos à nuvem por meio da rede Wi-Fi. Geralmente isto acontece pelo fato de que os módulos Wi-Fi apresentam-se para o mercado com baixos custos, vasta gama de recursos disponíveis na internet, compatibilidades com diversas plataformas, GPIOs, conversores AD, etc.

Porém a rede Wi-Fi tem seu alcance limitado, o que para algumas aplicações pode ser um grande obstáculo. Levando isto em consideração, a empresa americana Particle IO, criadora da plataforma Photon (Wi-Fi) foi além e disponibilizou para o mercado a plataforma Electron 3G -U260 (figura 1). Neste artigo iremos abordar algumas características introdutórias da plataforma Electron.

O que é a Electron?

A Electron é uma plataforma de código aberto baseada em Arduino, que permite a conexão de um hardware com a nuvem. Para tal recurso ela utiliza um módulo U-blox SARA-U260 que é capaz de integrar os modos 2G e 3G de celular. O microcontrolador utilizado na Electron é um STM32F205 de 120MHz, ARM Cortex-M3. Vale ressaltar que a Electron é certificada FCC, CE e IC.

Outros aspectos importantes que envolvem a parte de hardware voltam-se para os periféricos e GPIOs. A plataforma Electron entrega:

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• 30 pinos digitais;
• 12 pinos analógicos (ADC);
• 2 pinos analógicos (DAC);
• 3 pinos UART;
• 2 canais de SPI;
• 1 canal de I2S;
• 1 canal de I2C;
• 13 pinos de PWM;
• Tensão de pperação : 3,3V;
• Botão de WKP (Wake Up);
• Botão para selecionar os modos de conectividade;
• Botão de Reset;
• VIN de 5.0 VDC a 12.0 VDC.

Quais dispositivos precisam estar integrados junto à Electron, para que tenha conectividade?

Junto à plataforma Electron é disponibilizado um cartão SIM (semelhante ao da figura 2) que contém planos de dados para aplicações com baixas larguras de banda. Este cartão deve ser ativado para que o hardware conecte-se à nuvem. Os planos do cartão podem variar de acordo com a quantidade de dispositivos, localização e a quantidade de dados utilizados. É importante salientar que o cartão SIM da Particle está disponível em mais de 100 países e na compra de uma Electron, é disponibilizado para o usuário um plano de 1MB por durante 3 meses. Outra opção, é a utilização de um chip de uma operadora local, porém devem ser mudadas algumas configurações para que haja a conectividade.

Não basta apenas o cartão SIM para a Electron conectar-se com a nuvem. É necessária a utilização de uma antena e uma bateria, como ilustra a figura 3 a seguir. A antena fornecida junto à Electron é da fabricante Taoglas e tem um ganho de 1dBi a aproximadamente 2.39 dBi. Já a bateria é uma LiPo (Lithium-Ion Polymer) que fornece 3,7V e 2000mAh. Há uma unidade de gerenciamento de energia, para que a bateria tenha maior durabilidade.

E como programar para conectar os dispositivos na nuvem ?

Para programar a Electron, há duas opções:

• IDE online (build) ou;
• IDE offline (Particle Dev).

A IDE online apresenta de forma simplificada alguns recursos, como: inclusão de bibliotecas baseadas em Arduino, ícones para compilação da flash OTA (Over The Air), download do firmware para compilação via USB, documentação, dashboard e configurações. Já a Particle Dev disponibiliza os mesmos recursos, porém conta com um Serial Monitor. A vantagem da IDE online é que ela possibilita também a programação do código por meio de qualquer computador conectado à internet. Para isto, basta cadastrar um e-mail e senha.

Uma vez que seja gerado um firmware que utilize a função Particle.publish() e ao mesmo tempo a Electron esteja com conexão 3G, basta abrir a dashboard que está na IDE online e todos os eventos serão publicados na nuvem da Particle, junto com os dados, a data de publicação e qual dispositivo está gerando o evento, como demonstra a figura 5 abaixo.

Em meio a estes recursos, é possível controlar módulos ou sensores de qualquer lugar que tenha sinal 2G ou 3G no mundo.

E para quem não tem muita familiaridade com programação ?

A Particle criou um aplicativo voltado para prototipagem de aplicações mais simples, proporcionando ao usuário a possibilidade de realizar o acionamento de pinos digitais, leituras de pinos analógicos, etc; sem a necessidade de conhecimentos em programação baseada em C para microcontroladores. Este aplicativo é compatível com os sistemas Android e iOS e está demonstrado na imagem 6 a seguir.

E o custo ?

Um KIT Electron 3G está custando U$69,00 e pode ser adquirido através do site da própria Particle.

São fornecidos:

• 1 Electron – U260;
• 1 Antena Taoglass;
• 1 Cartão SIM Particle;
• 1 Bateria de LiPo 3,7V – 2000mAh;
• 1 Protoboard;
• Led, Sensor LDR e Resistores;
• Cabo USB;
• Adesivo Particle (Este eu colei no meu notebook).

Referências