Getrennte Architektur spart 8 Jahre Laufzeit

Mit »rapidM2M M220« bietet Microtronics ist ein sehr genügsames Modul zur mobilen Datenübertragung an.
Mit »rapidM2M M220« bietet Microtronics ist ein sehr genügsames Modul zur mobilen Datenübertragung an.

In vielen M2M- und IoT-Anwendungen ist ein niedriger Energieverbrauch relevant. Mit einer gut durchdachten Architektur und der Ultra-Low-Power-Technologie von Microtronics sind Laufzeiten von mehreren Jahren mit nur einer Batterie möglich.

Das Modem ist einer der größten Energiefresser bei M2M- und Internet-of-Things-Komponenten. So schnellt der Energieverbrauch bei einer Datenübertragung enorm in die Höhe. Doch gerade der Energieverbrauch ist eine entscheidende Eigenschaft in einer Vielzahl von Applikationen. Man denke nur an die steigende Anzahl diverser Gadgets, Wearables oder auch Smart Home Devices wie Feuermelder oder auch Defibrillatoren in öffentlichen Gebäuden oder Unternehmen. In diesen Anwendungen steht keine feste Stromversorgung zur Verfügung. Dennoch müssen die Geräte über eine lange Zeit funktionieren.

Aufgrund einer Trennung von Modem und MCU ist es möglich das Modem in einen Sleep-Modus zu versetzen ohne Einfluss auf die Ausführung des Skripts. Das Modem wird lediglich bei einer Datenübertragung eingeschaltet. So kann der durchschnittliche Stromverbrauch im Intervall-Modus beim »rapidM2M M220« auf 22 μA reduziert werden. Bei Verwendung einer D-Zelle im Intervall-Modus bedeutet das eine Laufzeit von acht Jahren.

Darüber hinaus stehen weitere Modi zur Verfügung. Während beim Intervall-Modus in einstellbaren Intervallen die Daten übertragen werden, kann im Wake-up-Modus zusätzlich zu den regelmäßigen Intervallen jederzeit eine weitere Übertragung ausgelöst werden. Dieses bedarf natürlich einer gewissen Bereitschaft des Modems, um eine Übertragung von der Server-Plattform auszulösen. Der Energieverbrauch steigt hier auf 3 mA. Im Online-Modus sendet das Modul ständig Daten und das Modem ist dauerhaft eingeschaltet. Dies resultiert in einem durchschnittlichen Stromverbrauch von 27 mA.

Da der Uplink-Baustein bzw. das Modem getrennt von der MCU ist, kann dieser einfach ausgetauscht werden. So ist eine Datenübertragung nicht nur über GSM sondern auch via LoRa, LAN oder Bluetooth möglich. Aber auch die MCU ist austauschbar. Bei rapidM2M M220 wird eine 32-Bit-ARM-Cortex-M3-MCU verwendet. Aufgrund der ARM-Architektur ist das Skript einfach auf andere MCUs portierbar. Der integrierte Flash-Speicher ist erweiterbar. So können selbst einzelne Komponenten an die Anforderungen der Applikationen angepasst werden.

Mit den rapidM2M-PoC-Shields können Anwender unterschiedliche Applikationsschnittstellen nutzen, um schnell einen ersten Proof of Concept (PoC) zu entwickeln: Einfach das rapidM2M-M220-Modul und die PoC-Shields zusammenstecken und schon kann man die Entwicklung starten. Die PoC-Shields sind als Basis-Ausführung sowie mit LAN, CAN, RS232, RS485 oder Bluetooth Smart (BLE)/WiFi verfügbar.

Die rasche Entwicklung eines Proof of Concept ist für den weiteren Verlauf von M2M-, IoT- und Industrie-4.0-Anwendungen relevant. So können bereits in einer frühen Projektphase Erfolge aufzeigt werden. Microtronics geht von nur drei Wochen von der Idee zum Proof of Concept aus.

embedded world 2016: Microtronics, Halle 5, Stand 248f