4 Herausforderungen beim Design von IoT-Hardware

Die IoT-Entwicklung ist komplex und während des gesamten Entwicklungslebenszyklus mit ungewissen Herausforderungen verbunden. Bei weiterer Untergliederung der Entwicklung in verschiedene Komponenten sind Probleme beim Hardwaredesign am kritischsten, da sie nicht zurückgesetzt werden können.

Deshalb sollte häufiger über die Bewältigung von Designherausforderungen in einer IoT-Landschaft gesprochen werden. Im folgenden Artikel führen wir Sie durch 4 große Herausforderungen beim IoT-Hardwaredesign, sagt Yash Mehta, ein Spezialist für IoT und Big Data Science.

Hardware-Designer finden

In den USA gibt es mehr als 50.000 qualifizierte Hardware-Design-Ingenieure. Wenn es nicht an den Fähigkeiten mangelt, warum haben dann so viele Unternehmen Schwierigkeiten, die richtigen Talente zu finden?

Die meisten Unternehmen sind nicht in der Lage, ein kompetentes Team aufzubauen, weil sie nicht die richtigen Kanäle genutzt haben. Im Gegensatz zu Software-Profis, die fast überall verfügbar sind, erfordert das Hardware-Design Fingerspitzengefühl. Beim IoT ist der Grad an Expertise höher und Organisationen müssen sorgfältig an ihrem Team arbeiten.

Abgesehen von sozialen Netzwerken sind öffentliche Marktplätze eine wertvolle Option, um mit Fachleuten in Kontakt zu treten. Marktplätze wie Upwork , Ioterra und Kupplung richten sich an IoT-Experten und bieten eine umfassende Liste von Ressourcen aus verschiedenen Disziplinen, einschließlich Hardware-Design.

Diese Plattformen beherbergen qualifizierte Fachleute, die sich direkt mit Unternehmen verbinden können, die nach ähnlichen Projektanforderungen suchen. Diese Marktplätze für Hardwareentwicklung bieten mehrere Ebenen von Suchhilfefiltern, die Ihre Suche schnell eingrenzen. Darüber hinaus können Unternehmen Hardware-Designer nach spezifischen Produktanforderungen filtern.

Wenn Sie neu in dieser Branche sind, empfehlen wir Ihnen, zuerst ein Hybrid-Team aufzubauen. Das Hybridteam besteht aus einer Mischung aus internen Vollzeitressourcen und bestimmten Rollen, die zur schnelleren Entwicklung an Produktentwicklungsunternehmen ausgelagert werden.

Ebenso gibt es Veranstaltungen und Konferenzen, bei denen Sie sich mit anderen Unternehmen austauschen können. Machen Sie keine Kompromisse bei der Suche nach den richtigen Designern. Schließlich hängt das Schicksal der folgenden Herausforderungen davon ab, wer an ihnen arbeitet.

Herausforderungen beim PCB-Design

Eine Print Circuit Board (PCB) ist das Gehirn eines IoT-Netzwerks. Es besteht aus zahlreichen Sensoren, drahtgebundenen und drahtlosen Komponenten, die dicht beieinander installiert sind. Lassen Sie uns ein typisches PCB-Design visualisieren. Ein regulärer Stromkreis, der in einer Ecke positioniert ist, erzeugt Strom für die gesamte Platine. Es gibt mehrere Beam-Mikrofone, um ein Audio-Response-System zu implementieren. Es gibt Motorsteuerkreise, Sensoren und ein Netz zufälliger Schaltkreise für verschiedene Anwendungsanforderungen.

Dies war nur eine allgemeine Ansicht einer typischen kleinen Leiterplatte. Für größere Anwendungsanforderungen könnte es zu einem größeren Arbeitsbereich erweitert werden.

Hier kann das Design schief gehen, da es anfällig für Störungen durch Spuren ist. Darüber hinaus kann es bei Störungen analoger Komponenten zu starkem Rauschen kommen.

Schon ein kleiner Fehler kann dazu führen, dass die Gerätefunktionalität gestört wird, während Sie verwirrt sind, was und wo genau im Netzwerk der Prozess schief gelaufen ist. Von Türen bis hin zu Industrieanlagen spielen Leiterplatten eine entscheidende Rolle und deshalb sollten Unternehmen die Hilfe von Experten nicht ignorieren.

Optimale Nutzung von Prototypen

Prototyping ist eine wesentliche Phase im Lebenszyklus der IoT-Hardwareentwicklung. Es ermöglicht Ihnen, die Konformität der Systemfunktionalität in Bezug auf verschiedene Szenarien und Bedingungen zu bewerten. Da es schwierig ist, Entwicklungen in der IoT-Landschaft rückgängig zu machen, ist es wichtig, die Prototypen im Detail zu testen. Die meisten Entwickler verwenden die Prototypen nicht in dem Umfang, wie sie sollten und verpassen am Ende wichtige Details, die sich in ein Problem im Hauptprodukt verwandeln. Obwohl Sie die Geräte und deren Design nicht ständig ändern können, ist es wichtig, mehr Zeit zu investieren, bevor Sie einen Prototyp freigeben.

Bevor Sie mit der Produktion beginnen, sollten Sie daher das Prototyping in das iterative Modell wie Agile einbeziehen. Bringen Sie Endbenutzer dazu, daran zu arbeiten, ihr Feedback zu analysieren, Änderungen vorzunehmen und Inkonsistenzen so weit wie möglich zu beseitigen. Je mehr Sie in dieser Phase ablehnen, desto weniger leiden Sie in der Produktion.

Design für unsicheren Leistungsbedarf

Ein IoT-System besteht aus mehreren einzelnen Hardwarekomponenten, wobei jede Komponente mehrere Transistoren aufweisen kann. Die kollektive Verlustleistung aller Transistoren summiert sich zu einem erheblichen Betrag, der mit der Zeit zwangsläufig zunehmen wird. Wenn wir uns mehrere kleine IoT-Netzwerke für einen einzigen Haushalt vorstellen, stellen Sie sich die Zunahme der kollektiven Verlustleistung aller Geräte vor. An der Spitze stehen der ununterbrochene Datenaustausch und andere analytische Vorgänge, die die Zahlen weiter erhöhen würden. Nicht zu übersehen sind die Stromanforderungen zur Aufrechterhaltung der Funkkonnektivitätsinfrastruktur einschließlich Wi-Fi, Bluetooth, Mobilfunk usw. mit erheblichen Anforderungen.

Hardware-Designer müssen diesen unsicheren Anstieg der Verlustleistung berücksichtigen. Sie sollten Lösungen schaffen, um den Strombedarf effizient zu senken, ohne den Nutzen des Netzwerks zu beeinträchtigen. Schließlich soll das IoT Routinekosten abkürzen und nicht umgekehrt.

Eine Größe passt nicht für alle

Das Internet der Dinge richtet sich an Benutzer unabhängig von ihrer Technologie und ihrem kulturellen Hintergrund. So wie sich das Internet nicht auf einen bestimmten „Typ“ von Benutzern beschränkt, wird das IoT einen ähnlichen Einfluss haben. Von automatisierten Thermostaten bis hin zu Turbinen führt uns das IoT in eine Welt, die vollständig von Code und Geräten beherrscht wird. Daher ist es zwingend erforderlich, dass wir unseren Plänen ein vorausschauendes Verständnis potenzieller Herausforderungen und Fehler hinzufügen.

Der Autor ist Yash Mehta, ein Spezialist für IoT und Big Data Science.