IoT ja 3D-tulostus Riku Immonen
Tekniikan kehitys teollisuudessa I Teollinen vallankumous Mekanisaatio (Kangaspuut 1784) - Höyrykone - Vesivoima - II Teollinen vallankumous Massatuotanto (Tuotantolinjat 1870) - Sähköntuotanto - Polttomoottori - Puhelin - Autot ja lentokoneet III Teollinen vallankumous Automaatio (PLC-logiikka 1969) - Elektroniikka - Informaatioteknologia - Internet IV Teollinen vallankumous Robotisaatio ja digitalisaatio (NYT) - Tekoäly - Esineiden internet (IoT) - 3D-tulostus - Big Data 2 Riku Immonen
IoT esineiden internet Tarkoitetaan internettiin ja toisiinsa yhdistettyjä laitteita Esineiden internet on digitalisaatiossa avainasemassa Arvoketjut muuttuvat digitalisaation myötä, kuten olemme nähneet esim. musiikkiteollisuudessa ja matkustamisessa Hyvä IoT-sovellus tarvitsee aina substanssiosaamista alalta, johon sitä räätälöidään erilaisten IoT-laitteiden/sovellusten tarve on suuri Esineiden internetin avulla koneet pystyvät valvomaan omaa käyttöään ja kuntoaan, ja pystyvät raportoimaan näistä asioista eteenpäin Laitevalmistajat pystyvät valvomaan asiakkaita, että heidän koneita käytetään takuuaikana asianmukaisesti molemmat hyötyvät Koneista ja prosesseista aletaan löytämään uusia syy-seuraussuhteita ja sääntöpareja tekoälyn avulla laitteiden elinikä pitenee Sensoriverkko toimii tuntoaistina, josta syntynyt data analysoidaan tekoälyn avulla tekoäly ja/tai ihminen tekevät johtopäätökset 3 Riku Immonen
IoT-laitteiden tiedonsiirtoteknologiat PAN LAN WAN LAN LPWAN 4 Riku Immonen
LPWAN tiedonsiirtoteknologiat (Low Power Wide Area Network) - Verkko IoT-laitteille - Digita rakentaa koko Suomen kattavaa LoRaWAN-verkkoa - Taajuus 868Mhz - Tiedonsiirtonopeus - max 50 kbps - Kantama < 15 km - Pariston kesto max 10 vuotta - LoRaWAN-radio + MCU ~ 25 - Ei SIM korttia - Jyväskylän yliopistolla vapaasti opiskelijoiden käytettävissä - Verkko IoT-laitteille - Elisa, Telia ja DNA päivittävät parhaillaan 4G LTE-tukiasemia tukemaan NB-IoT:tä - Taajuus 800 Mhz ja 1800 Mhz - Tiedonsiirtonopeus max 1Mbps - Kantama < 35 km - Pariston kesto max 10 vuotta - NB-IoT-radion + MCU ~ 35 - SIM-kortti - Jyväskylän yliopistolla testissä 5 Riku Immonen
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys Proof of Concept - demovaihe - Tehdään koekytkennät koekytkentälevyillä ja LoRaWANkehitysmoduuleilla (esim. Pycom LoPy 30 tai Sodaq Explorer 80 ) (työkalut ja tarvikkeet < 200 ) 6 Riku Immonen
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys Protovaihe - Suunnitellaan ja tulostetaan prototyypille 3D-kotelo, johon kehitysmoduulit, anturit ja johdot mahtuvat sisälle - Kotelossa voidaan demoilla jo tuotteen lopullisia muotoja - Kasataan laite ja viedään se kenttätestiin (tarvikkeet < 120 ) 7 Riku Immonen
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys Nollasarja - Suunnitellaan piirilevy ja lopullinen 3D-tulostettava kotelo (myös piirilevyn voi 3D-tulostaa erityisellä tulostimella) - Kotelo kannattaa suunnitella siten, että tuotantomäärien kasvaessa voidaan siirtyä jouhevasti esim. ruiskuvaluun - Piirilevyllä kannattaa käyttää pidemmälle integroituja piirejä, koska niissä on jo osaltaan CE ja FCC hyväksynnät valmiina pycom LoPy L01: LoRaWAN, WiFI, Bluetooth ja MCU ~20 Piirilevy ~50 (tarvikkeet < 80 ) 8 Riku Immonen
LoRaWAN-tuotteen tuotekehitys Tuotantosarja - Tuotantomäärien kasvaessa 3D-kotelo voidaan korvata tarvittaessa ruiskuvaletulla tai polyuretaanivaletulla kotelolla - Laitteen ohjeet, DoC, CE-merkintä ja testaus: EMC-, LV-, RE-direktiivit ja tietoturva (tarvikkeet < xx ) 9 Riku Immonen
IoT/3D-esimerkkejä Ajoneuvon havaitseminen (LoRaWAN-radio) - Tunnistus äänenpaineen avulla - 3D-tulostettuun koteloon integroidut äänenpaineanturit 10 Riku Immonen
IoT/3D-esimerkkejä 3D-tulostettu ohjelmointijigi - Mikropiirien ohjelmointiin ennen juottamista voi halventaa IoTlaitteen kustannuksia, jos valmistetaan pieniä eriä, ohjelmointipiiri jää silloin pois - Jousikuormitteiset sauvat/kontaktit 11 Riku Immonen
IoT T&K 3D-tulostusta hyödyntäen Havaintoja/yhteenveto - IoT-tuotteen kehitys on suhteellisen halpaa - 3D-tulostus halventaa kustannuksia entisestään - IoT ja 3D-tulostus ovat kuin luotu yhteen, koska IoT-laite on usein pakko räätälöidä ja valmistus määrät jäävät pieniksi - Jokaisesta laitteesta ja jokaiselta alalta löytyy enemmin tai myöhemmin joku digitalisaatioon liittyvä megatrendi, johon kaikki alalla lähtevät mukaan (vrt. internet) - Kannattaa lähteä rohkeasti kokeilemaan ja integroimaan IoT-ratkaisuja omiin tuotteisiin - Apua kehitykseen saa alueen korkeakouluilta (JYU/JAMK) - IoT-hankkeisiin voi myös saada rahallista tukea 12 Riku Immonen
Kiitos!!