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Flexible Chip-Plattformen ermöglichen kostengünstige intelligente Zähler

Hochintegrierte ICs für Smart Meters

6. März 2013, 12:43 Uhr | Von Günter Neidhardt, STMicroelectronics

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Geringe Energieaufnahme für Gas- und Wasserzähler

Besonders in Zählern für Gas und Wasser mit Batterieversorgung kommt drahtlose Kommunikation mit Trägerfrequenzen von 2,4 GHz oder im Bereich kleiner 1 GHz zum Einsatz. Dabei wird sehr viel Wert auf geringen Stromverbrauch gelegt, weil solche Zähler zehn Jahre und mehr im Einsatz sind und während dieser Zeit kein Batteriewechsel vorgesehen ist. Im Bereich unter 1 GHz bietet ST den RF-Transceiver SPIRIT1 an, der innerhalb der Frequenzbänder von 300 - 348 MHz, 387 - 470 MHz und 779 - 956 MHz frei programmiert werden kann und auch den Bereich von 169 MHz bedient. Die maximale Datenrate beträgt 500 kBit/s. Eine Reihe von zusätzlichen Funktionen wie CRC, FEC, Datawhitening, Kodierung/Dekodierung, AES-128-Verschlüsselung, Antenna diversity, Frequency Hopping und Link-Layer-Operationen sind integriert. Dabei liegt der Stromverbrauch im Empfangsmodus bei nur 9 mA und die Empfindlichkeit bei -120 dBm.
Der Spirit ermöglicht eine Vielzahl von Modulationsverfahren und unterstützt den Wireless-MBus-Standard in allen Modi.

Im 2,4-GHz-Bereich bietet ST die 32-Bit-MCU STM32W an, auf der ein 32-Bit-ARM-Cortex-M3-Core und eine Funkeinheit nach IEEE 802.15.4 2.4 GHz Radio integriert sind. Die offene und flexible Plattform arbeitet mit einer Vielzahl weit verbreiteter Protokoll-Stacks wie ZigBee, 6LowPAN und andere.

Für die Stromversorgung der Smart Meter werden in verstärktem Maße geschaltete Stromversorgungen mit hoher Effizienz und niedrigen Ausgangslasten eingesetzt. So eignet sich zum Beispiel der ALAIR04-900 von ST mit integriertem 900-V-MOSFET für den Einsatz in Smart-Metern mit Power-Line-Kommunikation, weil zwei oder mehr Ausgangsspannungen generiert werden können, ohne ein isoliertes Feedback über Optokoppler zu benötigen.

ST Microelectronics nimmt aktiv an allen wichtigen Smart-Grid-Initiativen zur Standardisierung teil und kann die umfangreichen Erfahrungen sowohl auf dem Gebiet des Smart Metering als auch der dazugehörigen Kommunikationstechnologien einbringen.

Günter Neidhardt ist Technical Marketing Engineer Industrial Power Products EMEA Region von STMicroelectronics.