La costruzione di un prototipo di Internet of Things (IoT) è uno dei processi di ingegneria più gratificanti ma anche più frustranti che ci siano. Terminato il processo di ideazione, sono tante le incognite che si palesano, nell’imboccare la strada della prototipazione. Diventare strategici, adottando una metodologia, significa ottimizzare tempi e risorse, evitando di sbattere la testa contro ad un muro per mesi.
Costruire un prototipo IoT: ci vuole una strategia!
"Collegalo, questa volta tutto potrebbe funzionare!" È quello che comunemente si dice, appena prima di avviare un prototipo, solo per vederlo poi tragicamente prendere fuoco o iniziare a contorcersi o, in maniera molto meno spettacolare ma purtroppo frequente, non fare assolutamente nulla.
Cosa hai dimenticato questa volta?!
Certo che per quanto gratificante, il processo di prototipazione può divenire alquanto frustrante a volte…
- È gratificante perché l'Internet of Things rappresenta nuove opportunità per interagire con il mondo che ci circonda e che interagisce con noi in modi sorprendenti e stimolanti.
- È una sfida perché i prodotti IoT - pur apparendo sfavillanti nella loro semplicità - sono progetti di ingegneria estremamente avanzati, che abbracciano molte discipline tra le più disparate: ingegneria elettrica, sviluppo firmware, integrazione meccanica, rete wireless, sviluppo di App mobili, progettazione di database e server, elaborazione cloud.
- È frustrante perché viviamo in un mondo interconnesso: l'IoT è in continua evoluzione e stare al passo con la tecnologia più recente può diventare realmente scoraggiante.
Creare il tuo prototipo IoT senza improvvisazione
Ok, quindi hai finito il processo di ideazione e sei pronto per fabbricare il tuo prototipo. Che la tua idea sia solo abbozzata sul retro di un tovagliolo o già elaborata attraverso un PDS dettagliato (Product Design Specification), saltare direttamente alla costruzione di un prodotto pronto per il mercato, è spesso rischioso.
Le incognite sono molte: quali sono le caratteristiche che più interesseranno ai tuoi clienti? Quali elementi del tuo dispositivo invece semplicemente ignoreranno? Cosa chiederanno che ancora non è implementato nel tuo prodotto? E soprattutto… quale sarà la parte più costosa e difficile del progetto?
Fare congetture sbagliate con l'hardware IoT può rivelarsi molto più costoso che ipotizzare in modo errato lo sviluppo del software, principalmente perché il tempo richiesto per "ricompilare" l'elettronica è maggiore.
Diventa vitale allora progettare un prototipo funzionale per ottenere i primi feedback, testando alcuni di questi presupposti tecnici prima di dedicarsi all'estetica del prodotto finale, e soprattutto prima di spendere l’intero budget a disposizione in costi iniziali di produzione industriale, magari per poi dover cambiare tutto per un dettaglio progettato erroneamente. La soluzione a questo problema delicato e complesso è la prototipazione strategica.
L'obiettivo di questo articolo è di dotarti degli strumenti giusti per avviare con successo la tua fase di prototipazione IoT.
Per alcuni di questi step puoi procedere da solo, tuttavia per arrivare a inventare un oggetto nuovo e sviluppare il prodotto, è bene avere un capitano al timone che sappia da dove iniziare, quali strumenti utilizzare e come progettare il prototipo, consentendoti letteralmente di risparmiare MESI di tempo per lo sviluppo (e di non sbattere troppo la testa contro il famoso muro dell’hardware).
Ora, ci dedicheremo a scomporre e a comprendere le esigenze per uno sviluppo IoT, per identificare gli obiettivi primari del prototipo, avere consapevolezza delle limitazioni e smontare il progetto nelle sue principali parti funzionali.
Anatomia di un prototipo IoT: una metodologia efficace
Un prototipo IoT avrà sempre almeno due -e di solito tre- interfacce integrate:
- Hardware fisico: silicio, fili, saldatura, componenti che ospitano sensori, moduli e funzionalità del dispositivo.
- Applicazione front-end mobile: l'App che apri sul tuo cellulare, che ti consente di leggere i dati del sensore del tuo hardware, di attivare le funzioni e interfacciarti con il tuo dispositivo.
- Applicazione Web (back-end): la visualizzazione delle informazioni elaborate su cloud, trasmesse dal tuo device.
Ciò che rende lo sviluppo di un prototipo IoT così difficile è l’insieme di competenze richieste per creare un dispositivo hardware: per questo succede che un ingegnere esperto di software si dibatta quando deve sviluppare uno schema per un prototipo hardware o un ingegnere elettronico si gratti la testa di fronte allo sviluppo di un'applicazione mobile iOS standard del settore, per controllare il dispositivo.
Questa metodologia che ti presentiamo, può tornarti utile allora per avere una tabella di marcia e avanzare con il tuo prototipo IoT, selezionando gli strumenti giusti per realizzare il tuo dispositivo correttamente.
1: Obiettivi
Qual è lo scopo del tuo prototipo? Presumibilmente stai costruendo un prototipo IoT perché lavori per creare qualcosa che non esiste... ancora.
Di cosa tratta il tuo dispositivo, che lo rende speciale? Che cosa fa? Come funziona? Lo chiamiamo "obiettivo" del prototipo ed è la chiave per mappare il flusso di informazioni all'interno del dispositivo e dei suoi livelli. Ecco come impostare gli obiettivi per il tuo prototipo.
Guarda ciascuno dei pezzi del prototipo. Guarda il dispositivo fisico. Qual è il suo scopo? Cosa sta facendo? E come comunica con l'applicazione mobile e / o l'applicazione web? Guarda l'App mobile e poniti le stesse domande. E ancora per l'applicazione web.
2: Limitazioni
Porsi le giuste domande significa ricercare risposte concrete in grado di mostrare la direzione di marcia ottimale. Quali sono le limitazioni più comuni ad un prototipo IoT? Dimensione, costi, durata della batteria, funzionalità primarie e secondarie da testare, sicurezza…
Capire quali sono le limitazioni-chiave per il prototipo ti aiuta ad avanzare nel progetto ma soprattutto ti permette di individuare quali sono i “vincoli” secondari e quali invece i non-problemi da bypassare, durante il processo di prototipazione.
3: Moduli
È giunto il momento di scomporre il tuo prototipo nelle sue diverse parti funzionali, al fine di individuare per ognuna di esse gli strumenti e l’hardware più adatti. Tutti i prodotti IoT richiedono almeno uno dei seguenti elementi:
- Modulo di comunicazione: Come si collega il dispositivo a Internet?
- Modulo di alimentazione: Come viene alimentato il dispositivo?
- Moduli processore: Cosa deve eseguire il firmware del dispositivo?
Inoltre, la maggior parte dei prodotti IoT avrà anche alcuni dei seguenti moduli supplementari:
- Moduli di input / output per l’utente: Per consentire a un utente di interagire fisicamente con il dispositivo
- Moduli sensoriali: Per raccogliere e registrare sul dispositivo le informazioni sull'ambiente circostante
- Moduli di azione: Per consentire al dispositivo di controllare ed interagire con altri oggetti
Conclusione
La prototipazione è un elemento fondamentale dello sviluppo del prodotto IoT. Tuttavia, se non si definiscono preventivamente e con precisione gli obiettivi, le limitazioni e i moduli del prototipo IoT, determinare come e dove avviare il processo di prototipazione può diventare difficile e scoraggiante.
L'utilizzo del processo illustrato in questo articolo, per predefinire tutti i percorsi del prototipo IoT, fornisce chiarezza sugli obiettivi del prototipo e può fungere da bussola nella selezione degli strumenti adeguati, per iniziare rapidamente in un processo di prototipazione gratificante e privo di ostacoli.
Una volta identificati tutti i moduli funzionali del dispositivo, la ricerca dell'hardware corretto dai fornitori online diventerà molto più rapida e priva di errori e potrai finalmente avviare la costruzione del tuo prototipo IoT!
