Hardware für IoT-Entwickler

Funk-Sensorknoten mit 22FDX-Technik

24. August 2021, 12:57 Uhr | Markus Haller

Mit dem Modul »Kallisto« lassen sich im Baukastenprinzip verschiedene Sensorkonfigurationen testen. Der Anbieter Sensry aus Dresden unterstützt bis zum Produktionsanlauf und bietet als Globalfoundries-Partner Zugang zur 22FDX-Technik.

Kallisto ist eine 28 mm x 11,5 mm große Leiterplatte, die sich in Kernbereich und Erweiterungsbereich aufteilt. Das Modul enthält die nötige Hardware, um darauf IoT-Geräte mit Sensorik, Funkmodul und Stromversorgung aufzubauen. Eine Hardware-Abstraktionsschicht gibt dem Entwickler Zugriff auf die Modul-Funktionen, Updates für Firmware und Anwendungssoftware können über die Funkschnittstelle eingespielt werden und zur Programmierung steht ein SDK zur Verfügung.

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Der Kernbereich der Leiterplatte enthält Antenne, Multiprotokoll Bluetooth LE und einen Low-Power 32 bit Mikrocontroller ARM Cortex M4F (Nordic nRF52). Als Sensoren können Beschleunigungs-, Temperatur-, Magnet-, Feuchte- und Drucksensoren integriert werden. Welche Sensorbausteine tatsächlich verbaut werden sollen, kann der Anwender selbst festlegen oder aus einer von drei Standard-Versionen des Kallisto-Moduls wählen.

Bosch-Bausteine im Kernbereich

Als Sensorbausteine stehen drei Modelle von Bosch zur Verfügung: Der BMI160 für Beschleunigungs- und Winkelmessungen in 3-Achsen, der BME280 für Temperaturmessungen von – 40 °C bis +85 °C, Druck- und relative Feuchtemessungen und der BMM150 als 3-Achsen-Magnetometer.

Erweiterte Sensorik von Texas Instruments und AMS

Spulen und ICs für kontaktloses Laden und eine USB-Ladebuchse sind auf dem Erweiterungsbereich der PCB ausgelagert. Auf dem restlichen Platz können zusätzliche Sensorbausteine integriert werden: Ein Lichtsensor von Texas Instruments (Modell TI OPT3002), der im optischen Wellenlängenbereich von 300 nm bis 1000 nm Lichtleistungen über einen Messbereich von nW/cm² bis 10 mW/cm² misst und ein Sensor zur Messung der Luftqualität von AMS (Modell CC811).

Der Eingangsspannungsbereich des Moduls beträgt 2,2 V bis 5,5 V und ist damit kompatibel mit den gängigen Batterie-Typen. Eine steckbare JTAG-Schnittstelle für das Debugging gehört zum Modul dazu und verlängert es auf rund 37 mm.

Fraunhofer- und Globalfoundries-Start-up

Sensry adressiert mit dem Kallisto-Modul Mittelständler und kleine Unternehmen, für die eine Eigenentwicklung von IoT-Geräten aufgrund von Kosten und verfügbaren Entwicklungsressourcen nicht in Frage kommt.

Sensry wurde 2019 als Start-up der sächsischen Fraunhofer-Institute und Globalfoundries gegründet mit der Idee, KMUs ein Eintrittstor zu hochintegrierten Low-Power-Sensorsystemen zu bieten. Die Zielsetzung formulierte Geschäftsführer Konrad Herre bei der Unternehmensgründung: »Sensry bietet Start-ups und KMUs einen unkomplizierten Zugang zu hochmoderner IoT-System-on-a-Chip-Technologie, um anwendungsfertige Module zu bauen. Die Komplexität von Komponenten, Modulen und Funktionsgruppen ist dadurch keine Innovationsbremse mehr.«

Durch die Partnerschaft mit Globalfoundries besteht Zugriff auf die 22FDX-Technik, mit der der Halbleiterfertiger an seinem Dresdner Standort produziert. Das Baukastenprinzip und die Software-Entwicklungsumgebung ermöglichen laut Anbieter eine schnelle Überführung von Prototypen-Design in eine Serienfertigung.

Für Start-ups bietet Sensry ein erweitertes Support-Paket an mit individueller technischer Unterstützung und zwei Web-Seminaren zur allgemeinen Inbetriebnahme des Kallisto-Moduls und für erweiterte Funktionen.