Az alkatrész-disztribútorok növekvő szerepe az elektronikai innovációban

A szerző az RS Components nemzetközi alkatrész-disztribútor cég termékmarketingért felelős nemzetközi igazgatója. Első kézből ismeri tehát azt a folyamatot, amely során a disztribútorcégek egyre inkább az innováció szervező erőivé válnak. A cikkben foglalja össze gondolatait az innovációról mint társadalmi jelenségről, és annak egy – jelenleg robbanásszerűen fejlődő – szegmenséről, a Dolgok Internetéről.

(Képünkön: DesignSpark PCB)

Az innováció demokratizálása

A technológia és az elektronikai tudás soha nem volt ennyire hozzáférhető vagy megfizethető, függetlenül attól, hogy mérnökökről, hobbifejlesztőkről, egyetemi hallgatókról vagy középiskolai diákokról beszélünk. Az internet – a modern kor „nyomtatott sajtója” – és a folyamatosan növekvő sávszélesség természetesen nagyban hozzájárult ehhez. A tudáshoz és az információkhoz való hozzáférés sokkal egyszerűbb: ahogy egyre több mérnöki tartalom érhető el online, a mérnökök és a diákok pedig sokkal többet tanulnak a világhálón található videókból, mint az adatlapokból. Ezt az egyre nagyobb teljesítményű és egyre inkább megfizethető mobil eszközök térnyerése tovább egyszerűsíti, mert könnyedén elvégezhetők rajtuk azok a feladatok, amelyekhez régen számítógépek kellettek. A közösségi média szerepe is egyre jelentősebb, mivel válogatott, célzott információkkal árasztja el a mobil eszközöket és felhasználóikat. A fejlesztők pedig egyre több szerepet vállalnak az online tervezési közösségekben, és egyre több fórumot használnak az információkereséshez és a másokkal történő együttműködéshez.
Ezenkívül egyre nagyobb számban érhetők el a megfizethető árú elektronikai technológiák, többek között az olyan platformok, mint a Raspberry Pi vagy az Arduino, valamint az olyan modulok, amelyek vezetékmentes kapcsolatot létesítenek a mobil hálózaton a Bluetooth-, a WiFi- vagy a GPS-technológiák felhasználásával. Ezekkel a platformokkal és modulokkal bármilyen korú és tapasztalatú fejlesztő kísérletezhet a dolgok internetéhez kapcsolódó projektekkel és rendszerekkel. A szoftverprogramozással kapcsolatban olyan kezdeményezések jöttek létre, amelyek révén a fiatalabb generáció könnyedén megtanulhatja a programozható eszközök lehetőségeinek kihasználását – mint az a Raspberry Pi példáján is látható. Léteznek azonban egyéb, sokkal látványosabb kezdeményezések is, mint például a nyaranta a plymouthi egyetemen megrendezésre kerülő „Kódfesztivál”, amely a tizennyolc évnél fiatalabb programozókat és fejlesztőket gyűjti össze.

A „kockák” felemelkedése

Ezek a trendek jelentős mértékben hozzájárultak az iparág átalakulásához, amely révén a globális disztribútorszerep is lényegesen átalakul. Már az RS Components (RS) sem csupán egyszerű elektronikai alkatrész-kereskedő vállalat, hanem egyre inkább olyan forrásként is működik, ahonnan eszközöket, tudást és teljes rendszertechnológiákat is be lehet szerezni. A célközönség is változik: azonkívül, hogy az RS továbbra is céges beszállító (Business to Business ‑ B2B) marad, a hétköznapi fogyasztókat is ellátja (Business to Consumer ‑ B2C), de az egyik szegmens komoly térhódítása miatt lassan akár a „kockák” ellátójának is (Business to Geeks ‑ B2G) hívhatnánk. A „kocka” kifejezést ezúttal nem pejoratív értelmében használom, inkább az elismerésemet kívánom kifejezni a fokozott technikai érdeklődésű fiatalokban rejlő innovatív potenciál iránt. Mindegy is, miként nevezzük őket: kockáknak vagy technológiai rajongóknak, egyre fontosabbá válnak az iparág számára. Ők vezetik be az innováció demokratizálását.
Összefoglalva, ezek az erőteljes erőforrások és eszközök, amelyekhez eddig csak a tervezésben és a gyártásban érdekelt közép- és nagyvállalatok juthattak hozzá, most az egyének, valamint a kisebb vállalkozások és közösségek számára is elérhetőkké válnak. Az egyre növekvő hozzáférhetőség révén az elektronikai tervezés demokratizálása „dominóhatást” indít el az iparágban, továbbá a tervezési folyamat egy sokkal rugalmasabb, gyorsabb megközelítését hozza létre.

Arduino

A tervek megalkotói

Az innováció és a terméktervezés megközelítését három fő trend formálja. Az első a nyílt forrású mozgalom, valamint a nyílt forrású hardverek és szoftverek növekvő hozzáférhetősége. Az ingyenes és nyílt forrású szoftvermozgalom kétségkívül jó alapokon áll, az összes vezető szoftvergyártó elfogadja és egyetért vele. Ezzel szemben a nyílt forrású hardvermozgalom még csak gyerekcipőben jár, de gyorsan növekszik. A félvezetőgyáraktól és egyéb gyártóktól származó, kipróbált hardver referenciatervek és szoftverprotokollok révén a mérnökök gyorsan kipróbálhatják a terveket ahelyett, hogy „nulláról” kellene elkezdeniük a folyamatot. Ráadásul a Raspberry Pi-hez és az Arduinóhoz hasonló platformok révén lehetőség nyílik a moduláris építőelemeken alapuló termékek gyors megalkotására is. Az Arduino talán a nyílt forrású hardvermozgalom egyik legnagyobb sikertörténete. Sikerének alapvető oka, hogy egy eleven ökoszisztémát hozott létre, ahol az összes hardvertervezési fájl elérhető, a fejlesztők tehát tanulmányozhatják a tervet, és saját céljuk szerint bővíthetik azt.
A második tényezőt az egyre több ingyenesen elérhető tervezőszoftver jelenti. Nyilvánvalóan szokatlan lenne, ha nem említeném meg az RS szerepét ezen a területen, és nem hivatkoznék a DesignSpark PCB, valamint a DesignSpark Mechanical szoftverre mint az ingyenes tervezőszoftverek kulcsfontosságú példáira. A DesignSpark PCB megszüntette a speciális NyÁK-tervező programok használatának szükségességét, vele a mérnökök gyorsan készíthetik el új terveiket. A közvetlen modellezési technikán alapuló DesignSpark Mechanical révén sokkal több ember használhat hatékony, 3D-s tervezőszoftvert, és hozhat létre gyorsan mechanikai koncepciókat és terveket.
A harmadik tényezőt a gyors prototípuskészítéshez való egyre könnyebb hozzáférés jelenti. Az egyik ilyen erőforrás a NyÁK-gyártók széles csoportja, akik pár nap leforgása alatt, igen kedvező áron képesek kiszállítani a prototípuskártyákat. Egy másik fontos erőforrás a 3D-nyomtatás, amely nagy hatással van a gyors prototípuskészítésre és a mechanikai tervek megvalósítására. Ezek a 3D-s prototípuskészítésre használható gépek egyre megfizethetőbb áron érhetők el. Napjainkban a műanyaggal működő 3D-nyomtatók már majdnem olyan áron vásárolhatók meg, mint a csúcsteljesítményű 2D-lézernyomtatók.

Gyors, rugalmas megközelítés

Ez a három tényező a tervezés és prototípuskészítés „gyors és rugalmas” megközelítését teszi lehetővé, amely révén jelentősen egyszerűsödnek a kezdéshez szükséges követelmények. A jóval magasabb szinten azonosított, nélkülözhetetlen funkcionalitás révén a végcél elérése is jelentősen könnyebb lehet, mivel segítségével teljes mérnöki osztályok is bevonhatók az ötletelésbe. Digitális módszerekkel több terv is elkészíthető és párhuzamosan fejleszthető. A forradalmi és folyamatosan ismétlődő folyamatban a legjobb tervek továbbfejleszthetők, míg a leggyengébbek gyorsan elhagyhatók. A prototípusok elkészítését gyorsan követheti a felhasználói és a piaci tesztelés, a teljes tervezési folyamathoz mindössze néhány darab prototípusra van szükség.
Ennek a megközelítésnek rengeteg előnye van, többek között, hogy gyorsabban lehet reagálni a piaci igényekre; csökken a piaci bevezetés ideje; teljes részlegek mérnökeinek bevonásával nagy lendület adható az innovációnak; valamint egy közös tudásbázis építhető ki, még akkor is, ha a lehetséges terv nem is valósul meg.

Demokratizálás

A tömegek számára az elektronikai technológiák soha nem voltak ennyire hozzáférhetők vagy megfizethetők, mint most. Továbbra is számos tényező befolyásolja az iparág fejlődési irányát, többek között a tudás egyre növekvő elérhetősége, a megfizethető rendszer-technológiai platformok, a nyílt forráskódok sikere, az egyre több tervezői erőforrás, amelyeket a szilíciumeszközök és technológiai berendezések beszállítói, valamint a nagyobb disztribútorok, mint például az RS kínál; az ingyenes NyÁK- és 3D-s tervezőeszközök elérhetősége, illetve a gyors prototípuskészítési lehetőség, ezen belül a 3D-nyomtatók használata. Ezek a tényezők együttesen demokratizálják a tervezési folyamatot, és teszik elérhetővé egyre több mérnök és fejlesztő számára. Emellett egy új megközelítést is létrehoznak, amellyel jelentősen növekszik az innováció lehetősége, valamint csökken a tervtől a termék elkészítéséig szükséges idő.
E folyamat meghatározó szereplőjeként, az innovatív folyamat elkötelezett támogatójaként az RS felismerte a demokratizálás térnyerését, ezért áthelyezte fókuszát, hogy az új piaci elvárásoknak is megfeleljen. Egyetlen helyen biztosítja a megfelelő termékeket, eszközöket és tervezési erőforrásokat. Kétségtelen, hogy a disztribúció egyre fontosabb szerepet tölt majd be ebben a gyorsan fejlődő tervezési paradigmában.

Az RS Components és a dolgok internete

A dolgok internete (Internet of Things ‑ IoT) néven ismert paradigma lényege, hogy a gépek, intelligens mobil eszközök és háztartási készülékek egyre nagyobb mértékben kapcsolódnak egymáshoz. A piackutató vállalatok előrejelzései szerint az évtized végére több tízmilliárd, önálló IP-címmel rendelkező eszköz csatlakozik majd az internethez. Az IoT tulajdonképpen nem is igazi újdonság, hanem csupán az eszközök egyre több szálon egymáshoz kapcsolódó rendszerének kibővülése. Olyan eszközöké, amelyeket munkahelyeinken és otthonainkban már eddig is használtunk, és amelyek közül az okostelefon egyre inkább egyfajta személyes vezérlőeszközzé válik, amivel a körülöttünk működő készülékek jó részét irányítani tudjuk.

Alkalmazások

Ezt a folyvást növekvő intelligenciájú, IP-alapú hálózatot több trillió érzékelő, több milliárd mikrokontroller, valamint felhőinformatikai adatszerverek és a „big data” néven ismert adattömeget kezelő intelligens rendszerek felé vezető több millió átjáró alkotja. Az IoT számtalan intelligens és vezérelhető alkalmazás előtt nyitja meg a kapukat az épület- és háztartás-automatizálásban – például az intelligens világítási , energia- és vízellátó hálózatok terén –, az ipari rendszerekben, illetve az autóipar és a szállítás piacán. Egyszerű példa a háztartási világítás: a költségek miatt nem éri meg egy ház minden helyiségének összes lámpájához vezérlőkábeleket kiépíteni. A kisfogyasztású érzékelők és működtetők, a vezetékmentes mikrokontrollerek és a kis energiaigényű vezetékmentes kommunikáció használata azonban lehetővé teszi az intelligens, szabályozható és személyre szabható világítási minták alkalmazását.

Vezetékmentes csatlakoztathatóság

Az IoT lelke a kis energiaigényű, vezetékmentes csatlakoztathatóság: a 2,4 GHz-es ZigBee hálózati protokoll például széles körben elterjedt a gép–gép (M2M) alkalmazásokban, mivel könnyen adhatók új csomópontok a hálózathoz, alacsony adatsebességű (250 kbit/s) kapcsolatokon csatlakozva az átjáró eszközökhöz. A protokoll legújabb verziója, a ZigBee IP már IPv6-szabványt használ. Ez lehetővé teszi az érzékelő csomópontok közvetlen elérését az internetről. A ZigBee Green Power változatában ráadásul az eszközök begyűjtött „hulladékenergiával” is könnyedén táplálhatók. Egy másik fejlődő protokoll a használaton kívüli tévés frekvenciákon működő Weightless, amit kifejezetten M2M-alkalmazásokhoz fejlesztettek ki. Különböző fejlesztési fázisokban bár, de a WiFi és a Bluetooth (BLE – Bluetooth Low Energy) is rendelkezik új, alacsony energiaigényű verzióval, sőt a BLE már megjelent a fogyasztói piacokon is, és várhatóan fontos szerepe lesz például a viselhető eszközök akkumulátor-élettartamának meghosszabbításában.

Kisfogyasztású mikrokontrollerek

Az IoT kulcsfontosságú elemei a kisfogyasztású mikrokontrollerek, például az ARM Cortex mikroprocesszorra épülő MCU-k olyan vezető szilíciumvölgyi gyártóktól, mint az NXP, az ST, a TI és sokan mások. A Silicon Labs legújabb Gecko mikrokontrollerei például olyan speciális, alacsony energiafelvételű üzemmódokra képesek, amelyekben a vezérlők csak az érzékelők jelére kapcsolnak be, elküldik az adatot, majd újra leállnak. Ezeket a készülékeket érzékelőhálózatokhoz vagy intelligens energiahálózati alkalmazásokhoz optimalizálják 3,6 V-ról működő akkumulátorokkal, amelyek 10-20 évig üzemképesek. Az MCU-k energiafogyasztása olyan alacsony, hogy akár napelemekkel vagy a környezet rádiófrekvenciás vagy termikus hulladékenergiájával is táplálni lehet őket – tehát még akkumulátorokra sincs szükség.

Raspberry Pi

Az IoT-fejlesztések támogatása

Az IoT-alkalmazások fejlesztésében további lehetőségeket nyitnak meg a mérnökök számára az olyan fejlesztési platformok, mint az mbed, az Arduino és a Raspberry Pi, amelyek immár egyre több csatlakozási lehetőséget kínálnak, többek közt a WiFi- és a Bluetooth-szabványokat. A SparqEE CELLv1.0 kártya pedig, amit dugaszolható illesztőkártyákkal vagy „shieldekkel” az Arduino- vagy Raspberry Pi-alaplapra is csatlakoztatni lehet, egy aprócska fejlesztőkártya, ami a 2G/3G mobil technológia kihasználásával tesz lehetővé globális, vezetékmentes kapcsolatot.
Ezek a fejlesztőplatformok természetesen mind kaphatók az RS Componentsnél, de a vállalat ennél nagyobb szerepet is vállal az IoT révén elérhető további innovációban azáltal, hogy a közelmúltban elindította IoT Design Centre tervezési központját a DesignSpark online közösségén belül. Az IoT Design Centre olyan szoftveres tervezési eszközöket és számos egyéb erőforrást bocsát a tervezők rendelkezésére, amelyek jelentős segítséget tudnak nyújtani a gyors prototípuskészítésben és a termékalkalmazások fejlesztésében. A felület emellett az RS partnerei, a DesignSpark közösség tagjai és az iparág vezető szakértői által írt blogoknak és cikkeknek is helyet ad. A kiemelt cikkekből megismerhető az IoT részletes háttere, kezdve onnan, hogyan kezdődött a folyamat, merre tart, miért van rá szükségünk, és legfőképpen arra, hogy a „dolgok”, vagyis objektumok hogyan kapcsolódnak egymáshoz a hardverek, az alkalmazások, a hálózati infrastruktúra révén, az adatbiztonságot is szem előtt tartva.

hu.rs-online.com

Még több RS Components

Címkék: innováció | IoT Design Centre | Designspark