LINKIT ONE: Um Mundo de Conexões IOT!

O QUE É A LINKIT ONE?

A placa LinkIt One é uma placa de desenvolvimento aberta (você pode baixar os esquemáticos), voltada para aplicações de IoT (Internet das Coisas) e dispositivos vestíveis (os tão chamados “wearables”).

Em seu coração está o MediaTek Aster (MT2502), um microcontrolador ARM7 EJ-S™, que possui módulos para GSM, Bluetooth 4.0 LE e até mesmo rádio FM. Para completar o pacote, colocaram também o chip MT5931, que é responsável pelo WiFi, e o MT3332, que cuida do GPS com louvor, pois suporta os sinais GPS/GLONASS/BEIDOU, ou seja, suporta as sinalizações de geolocalização americana, russa e chinesa.



Um ponto muito interessante do MT2502 é que este módulo também possui integrado controlador para cartão SD, codec para áudio e inclusive controle para carregamento de baterias de lítio. Ou seja, é basicamente um “tudo-em-um”. É um módulo capaz de fazer controles de sinais, acionamento de componentes, receber comandos via GSM/GPRS, é capaz de fazer interface com dispositivos Bluetooth, pode fazer leitura e escrita de arquivos em cartão SD e até mesmo lidar com áudio MP3/AAC/WAV e até AMR.

Para quem já teve alguma experiência com módulos GSM, o MT2502 é compatível com as frequências 850/900/1800/1900 MHz. Em outras palavras, possui pleno suporte às bandas utilizadas por operadoras no Brasil.

Os outros módulos que acompanham a LinkIt One são adicionais muito bem vindos, que permitem a conexão da placa em ambientes com redes WiFi, e permite também o seu uso em aplicações que requerem geolocalização.

E sem sobrar nada, o fato de possuir a pinagem do Arduino UNO R3 torna a LinkIt One compatível com uma grande gama de shields projetados e fabricados para o Arduino, expondo sinais digitais, analógicos, sinais de PWM, I2C, SPI e até mesmo Serial-UART.

CARACTERÍSTICAS DA LINKIT ONE

Vamos ver em detalhes na tabela abaixo o que a LinkIt One agrega em termos de características técnicas:

É muita coisa pra pouco tamanho, não?

Poucas plaquinhas agregam em tão pouco espaço tantas formas diferentes de conectividade quanto a LinkIt One, desenvolvida pela SeeedStudio em conjunto com a MediaTek.



Não sei se repararam no nome, mas LinkIt é a junção de “link it”, que em inglês significa “conecte isto”. E o “One”, uma alusão ao número um em poder. Não é pra menos, pois em dimensões tão próximas quanto à do Arduino UNO, a LinkIt One agrega GSM, GPS, WiFi, Bluetooth e até mesmo tocador de MP3 com suporte a microSD, somado a bateria de lítio recarregável.

UM BREVE UNBOXING

Ao receber a LinkIt One em mãos, uma coisa que já chama a atenção é a sua caixa: bem colorida, mas ao mesmo tempo pequena e sutil. E ao abrir, é possível ver que o fabricante encaixou com maestria todos os acessórios que compõem, literalmente, o pacote. Nessa diminuta caixa está a própria LinkIt One, a bateria de lítio, e as antenas de WiFi/Bluetooth, GSM e GPS. Isso mesmo, antenas no plural, pois cada conectividade exige uma antena e possui a sua interface.



Outro ponto que chama a atenção é: ao visualizar a placa em sua face superior é possível observarmos a pinagem do padrão Arduino Uno R3, um par de conectores Grove, conector de áudio 3.5mm, microUSB e o conector de energia da bateria de lítio, além de alguns switches que controlam a forma de operação da placa. Mas… Onde está o microcontrolador? Onde está a estrela do show?



Por incrível que pareça, todos os componentes-chave da LinkIt One estão na parte de baixo! Isso mesmo. Protegidos por um encapsulamento metálico, dado o fato de operarem com rádio-frequência. E esse conector ao lado dessa caixa metálica, de cara já é possível constatar que é um conector para SIM card, pois a placa possui conectividade GSM, e assim precisa do SIM card para se vincular a uma operadora móvel. O que você não imagina é que nesse mesmo conector, em uma outra posição, também é encaixado um cartão microSD! Ficou indagado sobre como o SIM card e o microSD são encaixados? Veja mais abaixo, na sequência do post.



E comparado com o próprio Arduino Uno R3, a diferença de tamanho é de uns 2 ou 3 centímetros, ou seja, muito pouco. E veja, um é apenas um microcontrolador. O outro, é praticamente um “smartphone” – Pense bem: possui bateria, faz ligação, manda mensagem, tem bluetooth, WiFi, GPS e até toca música!

PINAGEM E INTERFACES DA LINKIT ONE

Já foi mostrado unboxing, já foi mostrado também legenda de componentes, mas vamos ver então um mapa dos pinos expostos na LinkIt One. Demais funcionalidades, como switches e modos de operação serão expostos em um próximo post.

No mapa de pinos, apresentado abaixo, é possível observar que a pinagem de alimentação é praticamente idêntica a do Arduino Uno R3 tradicional. As diferenças já começam na parte das entradas analógicas, onde, conforme apresentado na tabela anterior, pode-se constatar a presença de somente 3 entradas analógicas. Um ponto positivo é que as entradas analógicas suportam sinais de 5V!

Já os demais sinais da LinkIt One são, em sua maioria, sinais digitais. Ao contrário dos sinais analógicos, os sinais digitais operam em 3.3V, ou seja, tomem o devido cuidado para interfacear sinais com tensões diferentes! Alguns dos sinais digitais são passíveis de serem usados para comunicação I2C, SPI e UART. Para modulação de PWM em hardware, há somente 2 sinais expostos para essa funcionalidade.

Os conectores grove presentes no meio da placa servem para expor conexão com I2C e UART, correspondentemente.


Pinagem da Linkit One. Fonte: SeeedStudio.com

Apesar de não possuir um maior número de entradas analógicas e sinais PWM, isso não é um limitante grave. Hoje existem módulos expansores de PWM via I2C, e uma grande quantidade de sensores é digital, não sendo necessário a presença de muitas entradas analógicas, salvo alguns cenários bem específicos de aplicação.

Fazendo apenas um resumo bem apanhado do esquemático anterior, adiante está uma exibição dos tipos de sinais, conexões e interfaces presentes na Linkit One, para ficar evidente as regiões onde estão sinais GPIO, SPI, Switches, dentre outros.



Observando essa imagem acima e a outra logo acima dela também, você deve ter observado 3 Switches na Linkit One. Switches são essas chaves que podem ser posicionadas em 1 de 2 posições. Vamos falar brevemente do que se trata cada switch:
SD / SPI Switch: caso você queira usar e acessar um cartão microSD, deixe o switch no modo SD. Infelizmente, isso usará a SPI da LinkitOne exclusivamente para comunicação com o cartão microSD. Na posição SPI, não há acesso ao cartão microSD, e os sinais SPI estão disponíveis para uso externo.
Mass Storage / Normal Mode: é a forma de transmissão de arquivos via USB para a LinkitOne. Na forma Mass Storage, a Linkit One irá aparecer para um computador como um pendrive USB de 10 MB, e o que você transmitir ficará gravado na memória Flash dela, podendo ser lido por programas que vocês depois escrever. Todavia, nesse modo não é possível programar a placa! Para programá-la é preciso setar o switch no modo Normal Mode. Assim, a placa é enxergada como dispositivo de gravação, e pode ser programada pelo Arduino IDE.
USB / Battery Power: é o modo de controle para carregamento ou não da energia da bateria de lítio. No modo USB a bateria não é carregada, é o modo indicado quando você não está usando a LinkitOne com bateria. Já se há uma bateria conectada à LinkitOne, deixe o switch no modo Battery Power, que assim a placa é ao mesmo tempo energizada, e a bateria de lítio é carregada via USB por meio dos mecanismos de controle do MT2502.

E… Não devemos esquecer das antenas, certo?

Cada tipo de sinal trabalhado pela LinkitOne usa uma antena diferente, por conta das propriedades de rádiofrequência de cada sinal. Dessa forma, veja abaixo como ficam as conexões da antena de GPS/Glonass, da antena de WiFi/Bluetooth e da antena de GSM. WiFi e Bluetooth compartilham a mesma antena, pois trabalham na banda de 2.4GHz. É importante que as antenas sejam apropriadamente conectadas para que haja a devida e correta operação do mecanismo de radiofrequência!

SUPORTE AO ARDUINO IDE

Em um próximo post, irei detalhar em etapas a configuração da LinkIt One para o ambiente de desenvolvimento Arduino IDE, mas a boa notícia é que a placa possui suporte nativo ao desenvolvimento com o Arduino!


Suporte à Linkit One no Arduino IDE.

Presente desde a versão 1.5.6 e continuamente aprimorada até a versão atual, o suporte da LinkIt One ao Arduino é caracterizado por uma ampla gama de bibliotecas e aplicações-modelo, que permitem ao desenvolvedor e entusiasta de IoT aprender e desenvolver utilizando todos os recursos presentes na placa.


Exemplos de Projetos para Linkit One no Arduino IDE.

BATERIA – UM NOTÁVEL DIFERENCIAL

Uma das coisas que primeiramente chama a atenção na Linkit One é a presença de uma bateria recarregável de lítio, de 3.7V e 1000mAh. Item raro, não comumente visto em outros embarcados, permite energizar tanto a própria placa como alguns periféricos que não demandem de muita potência. Dessa forma, sua aplicação em wearables pode usufruir desse recurso com mais facilidade e praticidade.



De acordo com análises do Fórum de desenvolvedores da MediaTek para a Linkit One, foi possível medir esse seguinte padrão de consumo de acordo com os periféricos embarcados na placa:
Uso de GPS: +/- 2.43mA
Uso de rede GSM/GPRS: +/- 1.56mA
Uso de WiFi: +/-0.95mA
WiFi em modo Scan (procurando redes): +/- 45.26 mA
Uso de Bluetooth: +/- 0.46mA a +/- 0.89mA – depende dos modos de operação
Modo Sleep: ~0.39mA (Modo avião)
APLICAÇÕES

Na gama de aplicações possíveis com a LinkIt One, podemos citar as seguintes:
Internet das Coisas – A conectividade com GPRS e WiFi permite a integração da LinkIt One via rede telefônica e redes de computadores com a nuvem. Conecte um sensor, ligue mecanismos de ação e reação, e pronto! Acabou de criar um dispositivo IoT.
Casas Inteligentes - Pelo fato de possuir uma boa quantidade de sinais digitais, somado às suas conectividades com BLE e WiFi, com bateria, a LinkIt One pode ser embutida em elementos de controle para casas inteligentes, tais como sistemas de irrigação, sistemas de iluminação, monitoramento de consumo elétrico e hídrico, e até para controlar a cafeteira.
Wearables – O Aster MT2502 é um processador de baixo consumo com controle de bateria integrado. Pode ser bem aplicado em aplicações vestíveis, tais como sensores de batimento, pedômetros, sensores de movimento, dentre outros.
Industrial – Novamente, a conexão com rede telefônica permite a integração da LinkIt One com sistemas de monitoramento diversos. Você pode usar de sensores para aplicação industrial, como por exemplo sensores de gás, sensores de vazão, sensores de radiação, dentre outros, levando os dados à nuvem com monitoramento.
Sensor Hub – A interface com Bluetooth 4.0 LE permite a conexão com sensores de baixo consumo que estão se popularizando no mercado. Somado à conexão WiFi e GPRS, a LinkIt One pode obter dados dos sensores via BLE e transmitir para nuvem.
Automação e Transporte – Pelo fato de possuir GPRS e GPS integrados, você pode fazer, literalmente, rastreadores com a LinkIt One. Pelo GPS é possível captar a localização do objeto/veículo, e via GPRS transmitir os dados para nuvem.

APRESENTAÇÃO NO TDC2016 SÃO PAULO

No The Developers Conference 2016 que ocorreu na cidade de São Paulo, apresentei a palestra “Conhecendo o Ecossistema Linkit para Makers”, em que falei sobre a Linkit One e a Linkit Smart 7688 Duo (tópico de outro artigo), suas possibilidades, arquiteturas, dentre outros. Veja abaixo os slides da minha apresentação.


TDC2016 – Conhecendo o Ecossistema LinkIt para Makers from André Curvello

Sinta-se à vontade para fazer o download dos slides e usar como ferramenta de estudo complementar para a Linkit One!

ALGUMAS CONSIDERAÇÕES

A LinkIt One é uma placa que compensa, e muito. Faça as contas. Quanto você gastaria comprando um Arduino (lembre-se, teria que ser um Arduino para bater com ARM, então, Arduino DUE para cima), somado a um módulo WiFi, juntamente com um módulo GSM, módulo Bluetooth, módulo GPS, e módulo carregador de bateria de lítio e a própria bateria de lítio? Com certeza passaria alguns dígitos do preço da LinkIt One. Eu tenho uma, e recomendo!

Por se tratar de um dispositivo que emite sinais de rádio-frequência (WiFi/GSM/Bluetooth), sua aplicação comercial está sujeita à aprovação dos órgãos responsáveis em cada país. Assim sendo, caso tenha interesse em usar o MT2502 ou literalmente embutir a Linkit One em uma aplicação comercial, será preciso homologar o produto frente à Anatel para garantir sua operação conforme as normas exigidas pela
corrente legislação, e também para garantir
que a sua aplicação não irá interferir em demais aplicações.


FONTE: Blog Filiflop