Internet of Things udviklingssæt

Dette kerneteam har udviklet XDK-konceptet: William Stevenson, Mathias Bründel, Wolf-Bastian Pöttner, Marc Staller

Innovativ hjælp til virksomheder med sensor-ambitioner: Mathias Bründel og Wolf-Bastian Pöttner har udviklet et tids- og pengebesparende udviklingssæt til Bosch Connected and Solutions: XDK.

Vi har fået en idé til en innovativ ”Internet of Things”-anvendelse (IoT), men der er et stadig et par uklarheder: Har vi brug for en accelerationssensor? Eller en omdrejningstæller? Eller begge? Måske også en yderligere sensor, som vi indtil nu ikke har tænkt på? Hvordan kan vi bedst analysere de indsamlede data? Og hvilke algoritmer bruger vi til dette formål? Disse og lignende spørgsmål hører hardwarespecialist Mathias Bründel og software-udvikler Wolf-Bastian Pöttner igen og igen i deres daglige arbejdsliv. De er ansat af deres arbejdsgivers interne kernepartner Bosch Connected and Solutions (BCDS) – en virksomhed, der blev etableret inden for Bosch-koncernen i slutningen af 2013 i Reutlingen. Fokuspunktet er det boomende IoT med alle sine netværks- og styringsløsninger, lige fra Smart Home over selftracking og energibesparelse til fabrikssikkerhed.

bosch_02

Bosch er en af verdens førende udviklere og producenter af sensorteknik

På jagt efter nye sensorverdener i et ”IoT”-kosmos

Bründel og Pöttner har med deres team fundet et svar på de just omtalte spørgsmål: Løsningen er ikke meget større end en tændstikæske, og den rummer et batteri og de otte mest gængse sensorer, der kan styres via USB, Blutetooth Low Energy eller WLAN. Navnet er XDK. Denne forkortelse står for ”Cross Domain Development Kit”. Grundtanken er ret simpel. For det første skal XDK gøre det muligt for udviklere af sensorløsninger at fremstille en fungerende prototype så hurtigt som muligt. For det andet skal XDK hjælpe med at forvandle disse prototyper i samarbejde med Bosch, så produkterne bliver klar til serieproduktion.

Med vores all-in-one platform skal man gøre sig færre tanker om, hvor ens data kommer fra. De kommer fra en sensorbaseret IoT-idé.

bosch_03

Ikke meget større end en tændstikæske og pakket med otte sensorer: Bosch XDK

”Egentlig var XDK kun tænkt som et værktøj til interne formål”, fortæller Bründel. Sammen med sin kollega Pöttner sidder han foran en skærm i InnoLab – et laboratorie, som forskellige afdelinger benytter på virksomhedsområdet. I forretningsåret 2015 producerede Bosch i Reutlingen 1,3 milliarder sensorer. De er placeret i såvel biler som i utallige elektroniske apparater. Teamet sidder så at sige lige midt i sensorkilden. Det er optimale forudsætninger for at styre mod nye verdener i et IoT-kosmos.

Fra internt udviklingsværktøj til start-up fødselshjælper

På bordet foran Pöttner og Bründel ligger XDK-udviklingssættet. Den smukt designede hvide produktindpakning bærer påskriften ”The Sensor X-perience”: Sådan ser værktøjskasser, der er beregnet til ”hjemmebrug” ikke ud. Det minder snarere om et produkt, som et firma helt bevidst ville lancere. XDK’s skabelseshistorie er heller ikke en, der er forløbet efter en strengt kalkuleret businessplan. Den viser meget mere, hvordan en idé gennem fortsatte test og kreativ tænkning får sit eget liv: Fra et internt udviklingsværktøj til en frontløber-fødselshjælper for hardware start-ups. Han åbner pakken, fisker XDK ud og lægger den på bordet, forklarer Pöttner, hvordan han kom frem til produktet: ”Vi fandt ret hurtigt ud af, at vi med vores koncept også ville tiltale eksterne udviklere af IoT-løsninger.” I sidste ende står firmaer over for de samme problemer som de interne Boschkunder.

bosch_04

Praktiske apps, udviklingsværktøjer og Open Source-styresystemet FreeRTOS følger med Bosch XDK.

De personer, der udvikler deres sensorbaserede IoT-funktioner på et traditionelt board, såsom Raspberry Pi eller Arduino, står før eller siden med et uoverskueligt og svært gentageligt virvar af kabler og stikforbindelser. ”Hos nogle varer det som regel meget længe, før prototypen fungerer, hos andre må udvikleren ofte begynde fra scratch, når han vil springe over hurdlen til serieproduktion.”

Industriduelig hard- og software er inkluderet

I XDK er alle gængse sensorer derimod inkluderet i all-in-one pakken. Yderligere komponenter tilsluttes problemfrit og ”rent” via et medfølgende udvidelsesboard. ”Testfasen bliver med vores løsning meget lettere”, siger Mathias Bründel. ”Ved serieproduktionen fjerner man bare de sensorer og komponenter, der ikke er nødvendige.” Dette modulkoncept gælder også for softwaren”, forklarer Wolf-Bastian Pötter, hvorefter han åbner ”XDK-Workbench” på skærmen. Dette er en udviklingsplatform, som enhver XDK-køber kan downloade ganske gratis. Den indeholder typiske brugseksempler og et community-område med fora og tutorials. ”De softwarebyggesten, der er tilgængelige i Workbench, kan anvendes med det samme. De er samtidig lette at modificere for professionelle og er derudover industriduelige.” Som forretningsdrivende mister man altså ingen tid, når man ellers skal omskrive softwaren til den kommercielle brug af IoT-idéen eller bliver nødt til at finde en hardwareløsning, der er serieproduktionsegnet. Løftet fra XDK er: Færre kompromisser, mindre tidsspilde, mere frihed til udvikling og en lettere industrialisering. Det er kort sagt en prototypeaccelerator for IoT. BCDS tilbyder ikke kun sine kunder salg af XDK, men står også til rådighed som samarbejdspartner ved klargørelse til serieproduktion af projekter, der er udviklet på baggrund af XDK.

Men hvilke IoT-anvendelser bliver egentlig en mulighed med XDK? ”I princippet alle, hvor sensorerne spiller en rolle”, siger Wolf-Bastian Pöttner. XDK indeholder som standard accelerationssensor, omdrejningssensor.

Med XDK udvikler man lige på målhardwaren, som også senere vil blive brugt i industrialiseringen.

luftfugtighedssensor, magnetometer, lufttrykssensor, lufttemperatursensor, lydstyrkesensor og omgivelseslyssensor. Dermed tilbyder XDK en udviklingsplatform for fuldstændigt nye IoT-serieprodukter, men denne kan også anvendes til fejlsøgning inden for allerede eksisterende anvendelser af enhver art. Man kan eksempelvis ønske at optimere opsynet af maskiner på fabrikkerne. ”Ved hjælp af de forskellige sensorer kan man relativt let indsamle en stor mængde data, som er relevant for anlæggets sikkerhed og opstille en algoritme til en kvalificeret fejlanalyse”, siger Mathias Bründel. Deraf opstår der en typisk ”bevægelsesprofil” for hver maskine. Et XDK-baseret program giver da et ”alarmsignal”, så snart der er afvigelser fra profilen, eksempelvis hvis noget har løsnet sig i en turbine. ”Derefter bliver en tekniker målrettet bestilt til et tjek”. Merværdien for brugeren ligger i, at det årlige maskineftersyn bliver erstattet af et, der har en målrettet tilpasning, og man undgår dermed maskinstilstand. Fejlen bliver opdaget, før den har konsekvenser: ”I optimale tilfælde ved teknikeren allerede, hvilken del der skal skiftes på baggrund af de indsamlede data.”

Målgruppe: Forretningsdrivende, softwareudviklere, start-ups, videnskabsfolk, studerende og private tekkies

bosch_05

Grænseløs konnektivitet via Bluetooth Low Energy, WLAN, en Debug- og Extension USB-port samt et MicroSD-slot

Internt er XDK blevet testet og optimeret igennem et halvt års tid med Boschs kernepartnere. Ved den nuværende eksternt orienterede version koncentrerer BCDS sig om B2B-kunder med sensor-ambitioner. Lige ”fra 5-personers start-ups til store industriforetagender”. Langsigtet satser man også på forskere og studerende, såvel som de krævende private tekkies. ”Her står vi i en meget tæt kontakt med Bosch IoT på St. Gallen Universitet”, fortæller produktmanager William Stevenson, som er stødt til kredsen. Han er sikker: ”Inden for IoT-området vil der ske meget i de kommende år, og vi befinder os endnu i begyndelsen af en udvikling, som vil komme til at påvirke vores liv endnu mere fremover.”

Tekkie teamspirit i en verdenskoncern

Stevenson og hans kolleger stråler af en oprigtig begejstring for ”deres” XDK. Det er ikke uden grund, at der bag på forpakningen er påtrykt underskrifterne fra alle 30 medarbejdere: De er selv målgruppen. Med XDK har de fået en IoT-gave, som gør deres arbejdsdag nemmere, og som nu også skal hjælpe andre. Professionalitet møder en legende lethed: ”Under udviklingen har kolleger fået stablet anvendelser på benene i løbet af en dag, som vi aldrig havde troet kunne realiseres så hurtigt.” I den sammenhæng blev en XDK placeret ved kaffemaskinen. På baggrund af det indsamlede vibrationsmønster fra pumpen kunne enhver kaffetype – Cafe Creme, Cappucino, Latte Macchiato – tildeles et personligt ”fingeraftryk”. William Stevenson udtaler i denne forbindelse: ”Ud fra de indsamlede data kunne vi præcist analysere, hvor meget kaffe der blev drukket, og hvilke typer der var de mest populære”. Softwareudvikler Wolf-Bastian Pöttner har sågar taget XDK med hjem til et privat eksperiment og placeret den i kælderen: ”Ved hjælp af luftfugtighedssensoren og en hurtigt sammensat datalogger kunne jeg

Folk vil udvikle løsninger med XDK, som vi endnu ikke har tænkt på

lagre hændelserne på et SD-kort og på den måde vise, at kælderen er fugtig.” To små eksempler, som afspejler hvor bredt det yderst fleksible anvendelsesspektrum er tænkt. Mathias Bündel opsummerer: ”Selvfølgelig kan man med XDK udvikle forretningsidéer inden for det sædvanlige IoT-område, men jeg synes, det er meget mere spændende, at folk vil udvikle løsninger med XDK, som vi endnu ikke har tænkt på.”

Er du også en rigtig Tekkie? Se mere her.