- Extrem stromsparendes Design zur Verlängerung der Batterielebensdauer in Sensor-Applikationen für die Bereiche Smart Home, Smart City und Smart Industry
- Der eingebaute Sigfox-Support erleichtert den Zugang zu zuverlässiger, effizienter und kosteneffektiver IoT-Konnektivität
- Der programmierbare Baustein unterstützt mehrere Protokolle und ISM-Frequenzbänder (Industrial, Scientific and Medical) im Sub-Gigahertz-Bereich
Der neueste Funk-Chip für das Internet of Things (IoT) von STMicroelectronics, einem weltweit führenden Halbleiterhersteller mit Kunden im gesamten Spektrum elektronischer Applikationen, überzeugt durch seine extrem hohe Energieeffizienz, sodass intelligente vernetzte Objekte bis zu zehn Jahre ohne Batteriewechsel betrieben werden können.
Der neue Transceiver des Typs S2-LP von ST eignet sich ideal für vernetzte Geräte wie etwa Alarmsysteme, Überwachungs-Ausrüstungen und intelligente Energiezähler-Lösungen, aber auch zum Überbrücken größerer Distanzen, damit beispielsweise Fernsensoren direkt an die Cloud angebunden werden können, ohne den Umweg über ein lokales Gateway zu nehmen. Weitere Anwendungsgebiete sind die Gebäudeautomation, industrielle Überwachungs- und Steuerungssysteme sowie Systeme für das Beleuchtungs-, Verkehrs- und Parkplatzmanagement in Smart-City-Applikationen.
Der Baustein arbeitet in weltweit verfügbaren, nicht lizenzierten Sub-Gigahertz-Frequenzbändern. Der extrem schmalbandige Betrieb sorgt dabei für eine besonders effiziente Nutzung des Frequenzspektrums und für einen zuverlässigen Datenaustausch auch über große Distanzen unter Verwendung von Signalen geringer Leistung.
Darüber hinaus erlaubt der Transceiver die Anbindung an das globale Sigfox-Netzwerk. Dieses wird auf der ganzen Welt eingeführt, um eine zuverlässige, kosten- und energieeffiziente Kommunikationslösung für Milliarden von Sensoren und ‚Smart Things‘ bereitzustellen.
„Gestützt auf unsere Stärken im Bereich der MEMS-Sensoren, der analogen Bauelemente und der Mikrocontroller erkannten wir bereits 2009 die bevorstehende Notwendigkeit, künftige IoT-Anwendungen mit einem wenig Strom verbrauchenden ISM-Funkbaustein für die drahtlose Kommunikation über mittlere bis große Distanzen zu unterstützen. Wir entwickelten und präsentierten daraufhin unseren stromsparenden Sub-Gigahertz-Funkbaustein SPIRIT1, den man in vielen Anwendungen auf dem heutigen Markt findet“, berichtet Benedetto Vigna, Executive Vice President und General Manager der Analog and MEMS Group von STMicroelectronics. „In Zusammenarbeit mit Sigfox läuten wir nunmehr ein neues Zeitalter im Bereich der ISM-Funklösungen für das IoT ein. Ziel ist es dabei, die Batterielebensdauer von wenigen Monaten auf mehrere Jahre zu verlängern, dabei aber die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Verbindung zu wahren und die Wartungskosten für entfernte, schwierig erreichbare Sensoren zu senken.“
Tony Francesca, Vice President of Global Ecosystem Partners bei Sigfox, ergänzt: „Unser globales Netzwerk, das für ein möglichst geringes Energieverbrauchs- und Kostenniveau der Geräte optimiert wurde, schafft eine völlig neue Möglichkeit zur Anbindung der realen Welt an die Cloud. Die in dem neuen Funk-Baustein S2-LP von ST implementierte Sigfox-Unterstützung wird Systemdesignern bei der Verwirklichung ihrer IoT-Konzepte helfen, indem sie von den Vorteilen unserer schnellen globalen Infrastruktur und des dazugehörigen Ökosystems profitiert.“
Der für große Reichweite und geringe Datenrate konzipierte Transceiver S2-LP ist bereits in die Produktion gegangen. Er besitzt ein 4 x 4 mm großes QFN24-Gehäuse und kostet 1,15 US-Dollar (ab 1.000 Stück).
Technische Hinweise
Realisierbar war der hochintegrierte Transceiver S2-LP dank der breit gefächerten Kompetenzen von ST, die das Design stromsparender HF-Analogschaltungen ebenso umfassen wie die Integration mit digitalen Funktionsabschnitten für das Basisband. Der Baustein…
- …unterstützt Netzwerke mit Punkt-zu-Punkt-, Stern- und Maschen-Topologie und stellt deshalb einen äußerst flexiblen Transceiver für vernetzte Objekte dar.
- …verbraucht extrem wenig Strom. Er nimmt im Empfangsmodus nur 6,7 mA auf, während es im Sendebetrieb mit 10 dBm nur 10 mA sind. Im Sleep- und Standby-Modus verringert sich die Stromaufnahme auf nur mehr 600 nA bzw. 350 nA.
- …bietet eine Empfängerempfindlichkeit von -130 dBm. Dies gestattet je nach den Umgebungsverhältnissen Übertragungsdistanzen bis zu mehreren hundert Kilometern und sorgt damit für eine große Netzabdeckung.
- …lässt sich als flexible Lösung für den Betrieb in mehreren weltweit genutzten ISM-Frequenzbändern im Sub-Gigahertz-Bereich einsetzen. Unterstützt werden Sigfox, Wireless M-Bus und 6LowPAN sowie der für Energiemanagement-Anwendungen im privaten Bereich geeignete Standard IEEE 802.15.4g.
- …stützt sich auf ein umfassend ausgestattetes Software Development Kit (SDK) mit Kompatibilität zur Mikrocontroller-Familie STM32, die sich im energiebewussten IoT-Segment bereits verdient gemacht hat, sowie auf die umfangreiche STM32-Entwicklungs-Infrastruktur, zu der Prototyp-Boards und ein reichhaltiges Angebot an Softwaretools und Ressourcen gehören.
- …ist Sigfox-tauglich. Das zugehörige, fertig zertifizierte Development Kit ermöglicht die umgehende Verbindung mit dem Sigfox-Netzwerk für Evaluierungszwecke sowie ein unkompliziertes Prototyping.
