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Welche Optionen gibt es?

Drahtlose Konnektivität für das IoT

9. Juli 2015, 11:45 Uhr | Von Rui Ramalho, Product Manager Connectivity Modules von Murata Europe

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Auswahl der Bauelemente

In einer Branche, in der es in hohem Maße auf die Kosten ankommt, werden die Preise der verwendeten Bauelemente häufig zum wichtigsten Argument. Hier müssen sich Ingenieure allerdings die wichtigen Unterschiede zwischen Preis und Kosten vergegenwärtigen. Werden die reinen Stückpreise einer diskreten Konnektivitäts-Lösung und eines Moduls verglichen, ist das Modul meist geringfügig teurer. Es versteht sich, dass bei einem Modul die Montagekosten sowie die Aufwendungen für Entwicklung, Prüfung und Zertifizierung Berücksichtigung finden müssen. Dem Ingenieur sollte stets bewusst sein, dass das Modul als Einzelbaustein bei der Fertigung umfassend geprüft wurde und direkt in die Leiterplatte eingebaut werden kann. Meist ist es sogar gemäß den regionalen Vorschriften fertig zertifiziert. Es gibt auch Module mit vorab integrierter Firmware, mit denen sich die Softwareintegration vereinfacht. Auch für die Einkaufsabteilung wird die Arbeit leichter, denn es müssen weniger Bauteile logistisch betreut werden, um eine reibungslose Produktion zu gewährleisten. Das Management schließlich wird die Tatsache zu schätzen wissen, dass keine zusätzlichen Ressourcen für die Entwicklung benötigt werden, wie zum Beispiel teure Prüfsysteme oder mindestens ein speziell im Bereich der drahtlosen Kommunikation geschulter Designingenieur. Module vermeiden nicht zuletzt die verdeckten Kosten beispielsweise für das Redesign einer HF-Platine, wenn sich durch ein mangelhaftes Layout EMI-Probleme einstellen.

Sobald sich ein Ingenieur entschlossen hat, die Wi-Fi-Konnektivität mit einem Modul zu implementieren, hat er auf dem Markt die Auswahl unter mehreren geeigneten Produkten. Ein Beispiel ist der Typ YD (LBWB1ZZYDZ) von Murata. Mit Maßen von nur 33 x 18 x 2,5 mm enthält dieses kompakte, FCC/IC- und CE-konforme Modul einen Funk-Transceiver vom Typ Broadcom BCM43362, einen ARM-Cortex-M3-basierten STM32-Mikrocontroller von STMicroelectronics und eine Antenne. Es lassen sich mehrere Softwarearchitekturen unterstützen. Kommt das auf der Broadcom-WICED-Lösung basierende SNIC-Protokoll (Simple Network Interface Controller) von Murata zum Einsatz, steht ein vorgefertigtes Firmware/Software-Paket zur Verfügung, das die Host-Integration und die Funk- und Peripheriesteuerung einfacher macht und darüber hinaus auch den Aufwand für die Firmwareentwicklung vermeidet. Das gleichsam als Blackbox arbeitende Modul lässt sich per UART oder SPI von jedem beliebigen Mikrocontroller aus ansteuern.

Hingewiesen werden sollte auch auf die Tatsache, dass das Modul nicht nur als Kommunikationsschnittstelle verwendbar ist: Vielmehr kann der Ingenieur auf dem internen ARM-Cortex-M3-Mikrocontroller des Moduls eine komplette Applikation entwickeln. Ideal wäre dies für einige Anwendungen, in denen es darum geht, beispielsweise eine kleine Zahl von Sensoren mit einer Cloud-Applikation zu verbinden, ohne dass ein Host-Mikrocontroller erforderlich ist. Das Modul hält hierfür eine Reihe ungenutzter GPIO-Pins bereit, mit denen dies (abgesehen von den ADCs des Mikrocontrollers) möglich ist. Ausgestattet mit einem Broadcom WICED Software Development Kit, kann der Ingenieur eine solche Applikation entwickeln. Die finale Firmware lässt sich anschließend so in das Modul laden, dass es zum zentralen Element des gesamten Geräts wird.
Entscheidet man sich für ein fertig zertifiziertes Wireless-Modul, anstatt selbst eine diskrete Lösung zu entwickeln, lassen sich enorme Designressourcen und Kosten einsparen. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass das projektierte Produkt so schnell wie möglich auf den Markt kommen kann.