Keysight Technologies Material Didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/04A

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1 Keysight Technologies Material Didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/04A Folha de Dados Despertando Insights em Medição

2 Introdução A internet das coisas (lot) é a próxima mega tendência que mudará a nossa forma de viver e trabalhar e prevê-se que essa mudança atinja quase todas as aplicações industriais e de consumo. As tecnologias que permitem o funcionamento IoT são a comunicação sem fio e o desenvolvimento de sensores, e avanços em andamento nessas tecnologias resultam em desafios únicos. Esses desafios incluem novos padrões de comunicação, maior integração de sensores e gerenciamento de consumo de energia. Isso torna sensível o projeto de dispositivos lot e seu ciclo de validação, e os projetistas precisam inovar constantemente para que rapidamente desenvolvam e implantem com sucesso dispositivos IoT no mercado. A próxima geração de engenheiros desempenhará um papel fundamental no desenvolvimento lot. É importante que os estudantes que se graduem em um programa de engenharia estejam preparados para o desafios de projeto, de teste e de medição eletrônica que precisam ser resolvidas na indústria. Para atingir este objetivo, os institutos de educação precisam não apenas ensinar o básico de teste e projeto de sistema lot aos estudantes, como também prover um completo entendimento do ecosistema lot e relacionar essas experiências com a sua aplicação no mundo real. Com mais de 75 anos de experiência em teste e medição, a Keysight Technologies Inc. está pronta para te ajudar a nutrir a próxima geração de profissionais capacitados em lot. O material didático da Keysight pronto para ensino sobre aplicações IoT Série U3800 é focado no ensino de prática de projeto e técnicas de teste e foi pensado para dar aos estudantes a oportunidade de trabalhar no laboratório com instrumentos de testes e medição de nível industrial - os mesmos instrumentos que usariam quando estiverem no mercado profissional. Existem quatro materiais didáticos aplicados IoT: 1. Fundamentos de IoT - Introduz os fundamentos de IoT. Os alunos que completarem este curso terão uma visão geral da arquitetura, tecnologias e ecossistema de IoT. 2. Projeto de Sistemas IoT - Introduz técnicas de projeto de sistemas IoT, alavancando sistemas embarcados, focando em exemplos IoT específicos. Os alunos serão capazes de projetar e desenvolver um sistema de IoT visando IoT gateway e rede de sensores. 3. Comunicação Wireless IoT - Permite que os alunos desenvolvam aplicações IoT típicas com vários tipos de conectividade sem fio. Os alunos serão capazes de realizar verificação rápida e validação de projeto nestas aplicações IoT. Este material estará disponível na primavera de Sensores e Gestão de Energia IoT - Ensina os alunos a caracterizar o consumo de energia do controlador de bordo do dispositivo IoT, sensores e módulos sem fios. Os alunos compreenderão os princípios de gestão de energia e serão capazes de caracterizar sistemas micro-eletromecânicos (MEMS). Este material estará disponível na primavera de Cada material didático, acompanha um kit de treinamento e slides de ensino. O kit de treinamento inclui um kit de desenvolvimento, um dispositivo sensor IoT, um kit XBee ZigBee, folhas de laboratório e tarefas baseadas em problemas. Os alunos também podem usar este kit para desenvolver seus próprios projetos, uma vez que tenham concluído o curso.

3 03 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Visão geral do material didático O material didático de projeto de sistemas U3803A/04A é um pacote de ensino pronto sobre o tema IoT com o objetivo de proporcionar aos alunos a capacidade de desenvolver um sistema embarcado com as funcionalidades IoT. O material didático é desenvolvido em formato de apresentação e contém slides de ensino e um kit de treinamento. Disciplina universitária alvo: sistema IoT e sistema embutido. Ano de estudo alvo: estudantes do segundo ao último ano. Pré-requisitos: Programação Básica. Slides de Ensino Slides editáveis de Microsoft PowerPoint Abrange mais de 36 horas de ensino em sala de aula. Kit de Treinamento Kit de desenvolvimento lot Sensor lot Kit XBee ZigBee Folhas de Laboratório (Microsoft Word) e respostas modelo. Aprendizagem baseada em resolução de problemas. Abrange 18 horas de sessões de laboratório. Objetivos de aprendizagem Estudantes serão capazes de: Projetar um gateway IoT embarcado e dispositivos IoT. Configurar sistemas lot de ponta a ponta de dispositivos IoT à nuvem. Criar operações para vários dispositivos de E/S. Configurar conexão sem fio WLAN , Bluetooth LE e Zigbee. Aplicar os padrões de ferramentas de software industrial no desenvolvimento lot. Avaliar sinais de E/S e depurar sistemas IoT usando instrumentos de teste e medição de nível industrial. Principais características e benefícios O material didático de projeto de sistemas em lot é desenvolvido para um semestre inteiro de ensino e vem com slides de ensino e o kit de treinamento. Os educadores podem usar esta solução completa para acelerar a criação de um novo curso focado em IoT. O material didático integra experiências práticas relevantes para a indústria e aplicações reais de projeto e teste de IoT, permitindo que os estudantes aprendam técnicas de projeto e teste usadas na indústria. O material será atualizado anualmente durante três anos sem custo adicional. Isso permite que educadores e estudantes acompanhem as tendências evolutivas em lot e suas tecnologias, que vão mudar rapidamente nos próximos anos. O kit de desenvolvimento IoT é baseado em uma placa padrão Arduino UNO e um módulo ZigBee. Vários sensores externos podem ser conectados à placa, permitindo que os estudantes implementem diferentes tipos de aplicações IoT. O kit de desenvolvimento permite que os estudantes realizem experimentos com a rede LAN sem fio (WLAN), Bluetooth Low Energy (LE) e conectividade ZigBee sem fio. Por conta do design modular o kit pode ser facilmente expandido para incluir outras conexões wireless e sensores. O kit de desenvolvimento oferece vários pontos de teste para depuração, medição de consumo de energia em sub-circuitos e verificação de sensores. Os blocos de construção de hardware são visíveis na placa de desenvolvimento. O kit de desenvolvimento é equipado com um módulo de computação Intel Edison que roda no Yocto Linux e é compatível com o Intel System Studio IoT Edition, que é um ambiente de desenvolvimento integrado baseado em Eclipse (IDE). Isso permite aos alunos compilarem arquivos C / C ++ ou executar scripts Python.

4 04 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Conteúdo do material didático Slides de ensino Os slides de ensino são editáveis e abrangem mais de 36 horas de ensino em um semestre inteiro. Os slides abordam os seguintes tópicos: Elementos essenciais de sistemas IoT Tecnologias que permitem o funcionamento de sistemas IoT Fundamentos de sistemas embarcados para lot Conectividade para lot Projeto de aplicações lot para sistemas embarcados Introdução a computação em nuvem Estudos de caso Introdução a sistema embarcado habilitado para IoT, blocos de construção lot, o passado, presente e o futuro dos sistemas lot e como os dispositivos funcionam. Introdução a sistemas embarcados de baixa potência, processadores Intel Atom e baseados em ARM, HDD e SSD, processo de inicialização, BIOS, co-processadores GPU e os desafios relacionados com o projeto de sistemas IoT. Introdução a sistemas embarcados para lot, incluindo modelos de programação e linguagens, programação shell, sistemas operacionais embarcados e RTOS. Introdução a várias tecnologias importantes com e sem fio utilizadas na implementação de sistemas IoT. Introdução ao que é um toolchain e a como compilar e testar programas em Linux, fazer a comunicação entre programas e realizar multitarefas em um programa. Introdução à interligação de redes, computação em nuvem e serviços web. Assim como segurança e gerenciamento de identidades. Estudos de caso abrangendo aplicações automotivas inteligentes e gerenciamento de desastres.

5 05 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Kit de treinamento Kit de desenvolvimento lot Este é um kit de desenvolvimento de sistema embarcado personalizável que pode ser configurado como um gateway ou um dispositivo sensor. Ele incorpora o módulo de computação Intel Edison que é projetado para especialistas, empresários e aplicações IoT industriais. O sistema roda no Yocto Linux com desenvolvimento de software livre compatível com Eclipse (C, C ++, Python). Amostras de projetos iniciais também estão disponíveis para aprimorar o processo de aprendizagem e permitir uma ampla gama de aplicações potenciais. Todo o material didático de IoT usa o mesmo kit de desenvolvimento. O kit de desenvolvimento vem com os seguintes recursos: Ambiente de desenvolvimento de software livre Alto desempenho, processador dual-core e microcontrolador de núcleo único suportam coleta de dados complexos em um encapsulamento de baixa potência. Suporte a conectividade wireless WLAN , Bluetooth LE e ZigBee 1 GB DDR e 4 GB de memória flash, simplificando a configuração e aumentando a escalabilidade Suporte a interfaces Arduino UNO e XBee UARTs, I 2 C, SPI, 40 GPIO, conector de cartão SD e LCD Micro USB (UART), micro USB OTG Opções flexíveis de fonte de alimentação: Adaptador de alimentação CA ou host USB Vários pontos de teste para verificação Conectores para sensores tanto para sinais analógicos, como digitais Dispositivo sensor lot O kit TI SensorTag inclui dez sensores de baixa potência: luz ambiente, microfone digital, sensor magnético, umidade, pressão, acelerômetro, giroscópio, magnetômetro, temperatura do objeto e temperatura ambiente. Kit XBee ZigBee O kit inicial de XBee ZigBee é uma plataforma compacta que provê uma comunicação serial UART para um módulo XBee ZigBee. A interface lógica 5 V TTL oferece uma interface simples com o microcontrolador para o desenvolvimento wireless embarcado. Acessórios Os seguintes acessórios estão incluídos no kit de hardware: Item Quantidade Micro cabo USB, 1 m 2 Mini cabo USB, 1.2 m 1 Kit TI SensorTag 1 Kit XBee ZigBee 1 Sensor analógico de temperatura 1 Sensor digital de temperatura 1 Relay actuator 1 Cartão micro SD 1

6 06 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Folhas de laboratório O material didático de sistemas IoT inclui sete folhas de laboratório editáveis. Cada aula de laboratório requer 2-3 horas para ser concluído. As respostas dos modelos são fornecidas nas folhas de laboratório. Os instrumentos necessários para este curso são um multímetro digital (DMM) e um osciloscópio com gerador de onda incorporado. Consulte a seção de Informações sobre pedidos na página 9 para obter os modelos recomendados. Tópicos das Folhas de Laboratório 1. Introdução ao kit de desenvolvimento IoT - Use o kit de desenvolvimento IoT para configurar o sistema, fazer a conexão entre host e target além de testar a execução de um programa simples usando o Ellipse C/C ++ IDE. 2. Introdução aos periféricos do kit de desenvolvimento IoT - Explore várias funções do kit de desenvolvimento IoT e desenvolva programas para interfacear com o botão, LCD, armazenamento externo, UART e GPIO. 3. Interface para dispositivo lot - Configure o kit de desenvolvimento para a interfacear com sensores externos e atuadores e aprenda como fazer a interface do gateway com os dispositivos sensores e a exibir os resultados no LCD. 4. Protocolos de comunicação digital para lot - Escreva aplicações e configure sensores digitais para usar os protocolos I2C e SPI em comunicação serial. 5. Redes de sensores sem fio para lot - Use a comunicação sem fio no Bluetooth LE e ZigBee desenvolvendo nos dispositivos que se comunicam entre si. 6. Explorando o protocolo Cloud Messaging - Aprenda a chamar e usar serviços na nuvem. Use protocolos HTTP e MQTT para se conectar à nuvem, configurar e testar com dispositivos móveis. 7. Operações habilitadas para a nuvem - Implemente um dispositivo de IoT na nuvem e visualize os resultados em um dispositivo de usuário final, como um dispositivo vestível para o monitoramento de atividades. Instrumentos Necessários Não Não Não Sim, osciloscópio Sim, DMM Não Não Nuvem WLAN Gateway Conectividade Bluetooth LE Dispositivo de Sensor lot Conectividade ZigBee Kit XBee ZigBee Figura 1. Configuração típica do laboratório.

7 07 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Tarefas baseadas em problemas As tarefas baseadas em problemas abaixo permitem que os estudantes melhorem suas habilidades de solução de problemas. Lâmpada de rua inteligente Automóvel inteligente Desenvolver uma lâmpada de rua inteligente usando os sensores e atuadores disponíveis. A lâmpada de rua pode ser controlada através de uma rede baseada na intensidade da luz do ambiente ao redor. Desenvolver um rastreador para carros usando os sensores disponíveis e registrando os resultados em um cartão SD que pode ser visto com um smartphone para que os motoristas possam acompanhar a performance e a segurança de seus carros. Características do kit de desenvolvimento lot Kit de desenvolvimento lot Dimensões 20 cm (l) x 8,5 cm (c) x 5 cm (a) Módulo de computação Intel Edison (Um CPU Intel Atom dual-core, dual threaded a 500 MHz e um microcontrolador Intel Quark de 32 bits a 100 MHz) RAM e armazenamento flash Comunicação Wireless Geral Tensão de alimentação Garantia 1 GB de memória LPDDR3 PoP e 4 GB emmc WLAN a/b/g/n, Bluetooth LE (versão 4.0) e conectividade sem fio ZigBee Adaptador de 6 a 12 V CA (pino CC de 2mm) Entrada USB 1 ano 3 meses para acessórios Requisitos do sistema e de instalação Sistema operacional Interface Windows 8 e 10 (64-bit) USB (3 entradas)

8 08 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Visualize os conteúdos do material didático de lot Dê uma olhada no conteúdo do material didático de IoT. Amostras dos slides de ensino e das folhas de laboratório estão disponíveis em Amostras dos slides de ensino - Capítulo 5, projeto de aplicações IoT para sistemas embarcados. Veja mais amostras no link acima. Amostras das folhas de laboratório - Laboratório 5, Explorando o protocolo de Cloud Computing. Veja mais exemplos no link acima.

9 09 Keysight Material didático de Projeto de Sistemas IoT U3803A/U3804A - Folha de Dados Assista a um vídeo de apresentação ou a uma demonstração ao vivo Visite a lista de músicas do Keysight Educators na rede YouTube do Keysight em Assista ao vídeo de apresentação para conhecer mais sobre o material didático de IoT e veja como o kit de treinamento pode ser aplicado em seu laboratório de ensino. Informações sobre pedidos Número do Produto Descrição Material Didático de Sistemas IoT U3803A U3804A Instrumentos Recomendados 34465A-DIG 1 EDUX1002G Material Didático de Sistemas IoT, apenas com o kit de treinamento. Material Didático de Sistemas IoT, com o kit de treinamento e os slides de ensino. Multímetro digital Truevolt de alta performance de 6½ dígitos com digitalização de alta velocidade e disparo avançado. Osciloscópio de educação InfiniiVision da Série 1000X com gerador de forma de onda, 50 MHz, 1 GS/s, 2 canais analógicos. 1. Outros modelos de DMMs Truevolt da Série podem ser usados, porém o 34465A DIG é recomendada já que vem com a opção de digitalização para usar com o material didático aplicado de sensores IoT e gerenciamento de energia. (disponível na primavera de 2017).

10 10 Keysight Material didático de Sistemas IoT U3803A/04A - Folha de Dados Evoluindo Nossa combinação única de hardware, software e pessoas pode ajudá-lo na sua próxima inovação. Estamos abrindo caminho para tecnologias futuras. Para mais informações sobre produtos, aplicações ou serviços, contate a Keysight mais próxima de você. A lista completa está disponível em: Américas Brasil Canadá (877) Estados Unidos (800) México Da Hewlett-Packard e Agilent até a Keysight mykeysight Veja apenas o que é relevante para você. Ásia e Pacífico Austrália China Cingapura Coreia Hong Kong Índia Japão 0120 (421) 345 Malásia Taiwan Outros países (65) SERVIÇOS KEYSIGHT Acelere a adoção de tecnologias. Diminua os custos. anos GARANTIA Serviços da Keysight Nossa grande oferta de serviços para design, teste e medição emprega pessoas, processos e ferramentas líderes de mercado. O resultado? Ajudamos a implementar novas tecnologias e a desenvolver processos aprimorados que reduzem custos. Três Anos de Garantia Um compromisso da Keysight para produtos com qualidade superior e custo total de propriedade mais baixo. A única empresa de teste e medição com três anos de garantia padrão para todos os instrumentos, no mundo todo. Além disso, oferecemos um ano de garantia para muitos acessórios, serviços de calibração, sistemas e produtos personalizados. Planos de Garantia Keysight Até dez anos de proteção sem surpresas orçamentárias para garantir que seu equipamento esta funcionando de acordo com o especificado e você poder contar medições precisas. Rede de Distribuidores da Keysight Tenha o melhor dos dois mundos: o conhecimento em medição e a extensa linha de produtos Keysight com a conveniência do distribuidor autorizado. Europa e Oriente Médio Alemanha Áustria Bélgica Espanha Finlândia França Irlanda Israel Itália Luxemburgo Países Baixos Reino Unido Rússia Suécia Suíça Opção 1 (AL) Opção 2 (FR) Opção 3 (IT) Para outros países, acesse: (BP ) Bluetooth e os logotipos Bluetooth são marcas comerciais de propriedade da Bluetooth SIG, Inc., E.U.A. e licenciado para Keysight Technologies, Inc. ZigBee é uma marca registrada de propriedade da ZigBee Alliance, e licenciada para Keysight Technologies, Inc DEKRA Certified ISO9001 Quality Management System Keysight Technologies, Inc. Certificação DEKRA ISO 9001:2015 Sistema de Gestão de Qualidade Despertando Insights em Medição Esta informação está sujeita a alterações sem aviso prévio. Keysight Technologies, 2017 Published in USA, February 24, PTBR