Funk-Chip von STMicroelectronics Bis zu zehn Jahre ohne Batteriewechsel

Die drahtlose Kommunikation ist ein Schlüsselaspekt aller IoT-Anwendungen. Rutronik besetzt das Feld zwischen klassischem Kurzstreckenfunk und Mobilfunk daher mit dem neuen Funk-Chip S2-LP von STMicroelectronics.

Bis zu zehn Jahre ohne Batteriewechsel lassen sich Objekte mit dem S2-LP vernetzen und somit intelligent machen: Im Empfangsmodus nimmt er lediglich 6,7 mA auf, im Sendebetrieb mit 10 dBm sind es nur 10 mA, im Sleep- und Standby-Modus gerade einmal 600 bzw. 350 nA. »Damit erreicht der S2-LP tatsächlich eine Alleinstellung im Markt«, erklärt René Hermanns, Produktmanager für Funktechnik bei Rutronik. »So geringe Werte sind nicht einfach zu erzielen, und nur wenige Hersteller haben die hierfür notwendigen Kompetenzen, etwa im Design stromsparender HF-Analogschaltungen oder der Integration mit digitalen Funktionsabschnitten für das Basisband. Denn die Energieeffizienz darf nicht zu Lasten der Betriebssicherheit und Verbindungsstabilität gehen – das ist ST mit dem S2-LP gelungen.«

Mit diesen Merkmalen eignet sich der Transceiver ideal für vernetzte Geräte wie Alarmsysteme, Überwachungs-Ausrüstungen und intelligente Energiezähler-Lösungen, außerdem für die Gebäudeautomation, industrielle Überwachungs- und Steuerungssysteme sowie Systeme für das Beleuchtungs-, Verkehrs- und Parkplatzmanagement in Smart-City-Applikationen.

Ganz besonders empfiehlt er sich für alle Anwendungen, in denen größere Distanzen überbrückt werden müssen, um beispielsweise Außensensoren ohne Umweg über ein lokales Gateway direkt an die Cloud anzubinden. »Bei solchen weitläufig verteilten Sensoren über ein größeres Areal hinweg, die auch oft schwierig zu erreichen sind, hilft die sehr lange Batterielaufzeit außerdem, die Wartungskosten deutlich zu reduzieren«, merkt René Hermanns an.

Der programmierbare Funk-Chip arbeitet in lizenzfreien Sub-Gigahertz-Frequenzbändern und kann auf die Anforderungen der einzelnen Kontinente entsprechend eingestellt werden. Populäre Kommunikationsprotokolle, die bei dem Chip Anwendung finden, sind beispielsweise Wireless M-Bus, Sigfox, 6LowPAN sowie IEEE 802.15.4g, das sich für Energiemanagement- und Prozesssteuerungsanwendungen eignet und somit die Grundlage für zukünftige Smart Grids liefert. »Damit lässt sich der S2-LP flexibel für mehrere ISM-Frequenzbänder einsetzen und verwendet dennoch in jedem Band die global einheitlich definierte Bitübertragungsschicht und alles, was darüber liegt.« Durch den sehr schmalbandigen Betrieb von nur einigen Kilohertz wird zur Datenmodulation weit weniger Energie benötigt als bei den meisten anderen Funktechnologien, die meist zwischen 1 MHz und 20 MHz benötigen. Mit Signalen hoher Leistung bis zu 16 dBm stellt der Transceiver zudem den zuverlässigen Datenaustausch auch über große Distanzen sicher. Seine Empfängerempfindlichkeit von –130 dBm erlaubt je nach Umgebungsverhältnissen Übertragungsdistanzen bis zu mehreren Dutzend Kilometern und sorgt damit für eine große Netzabdeckung.