La flexibilité s'invite dans les plateformes hardware de l'Internet des objets

Est-ce que vous vous rappelez des modes que vous avez suivies de manière quasi obsessionnelle pendant votre enfance ? Quand j’étais plus jeune, tout le monde adorait Pokémon et les gadgets électroniques étaient très recherchés. Ces deux tendances se sont rejointes pour donner naissance à l'invention ultime : le Tamagotchi. Le succès a été énorme, car il s'appuyait sur la fièvre de l'électronique portable et sur l’amour des enfants pour les adorables monstres de poche. Récemment, deux tendances en vogue dans le secteur des circuits imprimés ont fusionné : l'électronique flexible et l’Internet des objets (IoT). Certaines plateformes hardware, comme les cartes de développement customisables, ont contribué à donner naissance à l’IoT ; à présent, l'électronique hybride flexible (FHE) fait entrer l'Internet des objets dans une ère nouvelle. Les ingénieurs commencent à concevoir des cartes et des périphériques flexibles compatibles avec de grandes marques comme Arduino. Pour suivre le mouvement, il suffit de concevoir des cartes faciles à utiliser et pourvues des composants recherchés par les développeurs de l'IoT.

Les avantages des plateformes hardware flexibles

Les circuits imprimés flexibles et flex-rigides ont longtemps été limités à des secteurs de pointecomme l’aérospatiale, où ils aident les rovers à se poser sur d’autres planètes. À présent, on peut profiter de leurs avantages sur le plancher des vaches, dans des cartes de développement et leurs périphériques. L'électronique hybride flexible combine le faible coût et les performances de l’électronique traditionnelle avec les avantages des circuits souples en matière d'occupation de l'espace.

Tandis que certains rêvent d'un avenir complètement flexible, pour l'heure, nous allons devoir nous contenter d’une solution hybride. L'électronique hybride flexible permet de monter des composants traditionnels sur des substrats souples. Or, le coût, la vitesse et la consommation d’énergie des composants électroniques traditionnels ont été fortement optimisés au cours de ces dernières années. Bien qu’il existe déjà deséquivalents entièrement flexibles, les performances de ces derniers ne tiennent pas la comparaison. Par ailleurs, nous sommes plus familiers avec les cartes qui ont fait leur preuves, et que l'on peut insérer sans crainte dans nos appareils.

Ceci étant, les circuits imprimés rigides ont de nombreux défauts ; les principaux étant leur tendance à casser au lieu de plier, sans oublier leur taille et leur incapacité à gérer les forces dynamiques. Le montage des composants sur un substrat flexible permet d'éviter tous ces problèmes. Cela va sans dire, les FHE sont conçus pour être pliés, et certains peuvent mêmese courber jusqu'à 200 000 fois sans problème. Outre leur fiabilité, les cartes flexible sont discrètes et peuvent se pliées pour se loger dans des espaces inaccessibles à un circuit normal.

Les circuits flexibles sont l'avenir.

Les FHE, l'IoT et Arduino

Ces avantages font des pièces électroniques hybrides flexibles (FHE) un aspect crucial de l’Internet des objets. L’IoT comptera plusieurs milliards d’appareils d’ici à 2020. Beaucoup d'entre eux abriteront des réseaux de capteurs, chargés de surveiller la structure depuis ses recoins. Ces dispositifs devront adopter des facteurs de forme inédits, capables de s’insérer dans n'importe quel environnement. Non seulement ces gadgets devront être petits, mais ils devront être simples. Personne n’a le temps de concevoir individuellement des milliards d’appareils ; et c’est là que nous avons besoin d'Arduino.

Depuis bien longtemps, Arduino estun nom familierdans le domaine des cartes de développement et de l'électronique à élaborer soi-même. Dans un premier temps, les cartes semblaient être réservées aux dilettantes, mais les opportunités d'applications commerciales sont loin d'être négligeables. C’est pourquoi plusieurs entreprises développent aujourd'hui des cartes et des périphériques de FHE compatibles avec Arduino – notamment, la société Seeed Studio, avec son prototype de carte. Cette preuve de concept avait pour objectif de pousser à l'extrême la miniaturisation d'une carte de type Arduino. Seeed n'est pas seule à se lancer dans cette aventure : une autre entreprise,Printoo, développe toute une gamme de plateformes compatibles avec Arduino et destinées au marché de l’IoT. Attendez-vous donc à voir d'autres entreprises et concepteurs s'efforcer de rétrécir et de plier des cartes Arduino dans un futur proche.

Même les voitures vont rejoindre l'Internet des objets.

Votre part du gâteau

L'un de ces créateurs pourrait bien être vous ! Le marché du hardware open source a été estimé àun milliard de dollars en 2015 et ne fera que croître avec la montée de l’IoT. Si vous voulez vous approprier des parts de ce marché et convaincreles concepteurs, vous devez imaginer des cartes et des périphériques simples, familiers et utiles.

Même si j’aime apprendre de nouvelles choses, je ne veux pas devoir me former à une nouvelle technologie à chaque projet. C’est une des clés du succès de l’Arduino, ne l'oubliez pas. Si vous souhaitez concevoir vos propres plateformes hardware pour l’IoT, assurez-vous qu'elles soient compatibles avec les systèmes les plus utilisés. Les utilisateurs doivent pouvoir programmer votre carte avec les environnements de développement intégrés (IDE) qu'ils utilisent le plus souvent : Arduino, Cloud9, BlueJ, Geany IDE, etc. Puisez dans les marchés de développement de cartes open source déjà établis, dont les concepteurs raffolent.

Votre carte ne doit pas seulement sembler familière, elle doit aussi prouver son utilité. Tentez d'imaginer les produits qui vont être fabriqués dans le cadre de l’IoT. Je peux vous donner quelques pistes : les appareils portables ont évidemment le vent en poupe,même pour les personnes âgées, et réclament des solutions flexibles pour répondre aux exigences de facteur de forme.Les réseaux étendus à basse consommationdevront renfermer des centaines de capteurs minuscules pour recueillir des données. Les voitures sont aussi un débouché inattendu de l’IoT : elles doivent se doter de cartes et de capteurs petits et légers pour satisfaire aux exigences de forme et de poids. Les véhicules devront communiquer avec tout ce qui se situe aux alentours, depuis les infrastructures jusqu'aux piétons. Tous les aspects de cette nouvelle technologie nécessiteront des cartes et des périphériques faciles à intégrer.

La course à l’Internet des objets a déjà commencé, et la technologie flexible est un candidat de poids. Arduino est un concurrent de longue date, et les entreprises les plus innovantes commencent à combiner les deux technologies. Vous pourriez aussi vous lancer dans la compétition en concevant des cartes qui cadrent avec les technologies existantes et répondent aux besoins des applications de l’IoT.

Mais comment concevoir des cartes flexibles ? L'électronique flexible hybride est une technologie relativement nouvelle, que la plupart des concepteurs ne maîtrisent pas encore. Heureusement, Altium Designerprend en charge les circuits flexibles et flex-rigides. Pourvu d’excellents outils d'aide à la conception, Altium Designer peut même générer un modèle 3D de votre circuit pour vérifier qu'il s’adapte à son boîtier.

Vous avez d'autres questions concernant les circuits flexibles ? Contactez un expert Altium.