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STMicroelectronics

Neuer IoT-Funkchip auch für Sigfox

24. November 2016, 17:46 Uhr | Heinz Arnold

Der neue Transceiver von ST erlaubt die Anbindung an das globale Sigfox-Netzwerk.

Der neueste Funk-Chip für das IoT von STMicroelectronics zeichnet sich durch seine hohe Energieeffizienz aus: Bis zu zehn Jahre lassen sich damit intelligente vernetzte Objekte ohne Batteriewechsel betreiben. Der Chip ist unter anderem für Sigfox-Geräte ausgelegt.

Der neue Transceiver des Typs S2-LP von ST nimmt im Empfangsmodus nur 6,7 mA auf, während es im Sendebetrieb mit 10 dBm nur 10 mA sind. Im Sleep- und Standby-Modus verringert sich die Stromaufnahme auf 600 nA bzw. 350 nA. Er eignet sich damit für den Einsatz in vernetzten Geräten wie etwa Alarmsysteme, Überwachungs-Ausrüstungen und intelligente Energiezähler. Weil er eine Empfängerempfindlichkeit von -130 dBm erreichen, was je nach den Umgebungsverhältnissen Übertragungsdistanzen bis zu mehreren hundert Kilometern ermöglicht, eignet er sich aber genauso, um größerer Distanzen zu überbrücken, damit beispielsweise Sensoren direkt an die Cloud angebunden werden können, ohne den Umweg über ein lokales Gateway zu nehmen. Weitere Anwendungsgebiete sind die Gebäudeautomation, industrielle Überwachungs- und Steuerungssysteme sowie Systeme für das Beleuchtungs-, Verkehrs- und Parkplatzmanagement in Smart-City-Applikationen.

Der Baustein arbeitet in weltweit verfügbaren, nicht lizenzierten Sub-Gigahertz-Frequenzbändern, beispielsweise in Sigfox-, Wireless-M-Bus- und 6LowPAN-Netzen sowie in den für Energiemanagement-Anwendungen im privaten Bereich geeigneten Standard IEEE 802.15.4g. Der extrem schmalbandige Betrieb sorgt dabei für eine besonders effiziente Nutzung des Frequenzspektrums und für einen zuverlässigen Datenaustausch auch über große Distanzen unter Verwendung von Signalen geringer Leistung.

Darüber hinaus erlaubt der Transceiver die Anbindung an das globale Sigfox-Netzwerk. Es wird auf der ganzen Welt eingeführt, um eine zuverlässige, kosten- und energieeffiziente Kommunikation für Milliarden von Sensoren und ‚Smart Things‘ bereitzustellen.

»Gestützt auf unsere Stärken im Bereich der MEMS-Sensoren, der analogen Bauelemente und der Mikrocontroller erkannten wir bereits 2009 die bevorstehende Notwendigkeit, künftige IoT-Anwendungen mit einem wenig Strom verbrauchenden ISM-Funkbaustein für die drahtlose Kommunikation über mittlere bis große Distanzen zu unterstützen. Wir entwickelten und präsentierten daraufhin unseren stromsparenden Sub-Gigahertz-Funkbaustein SPIRIT1, den man in vielen Anwendungen auf dem heutigen Markt findet«, sagt Benedetto Vigna, Executive Vice President und General Manager der Analog and MEMS Group von STMicroelectronics. »In Zusammenarbeit mit Sigfox läuten wir nunmehr ein neues Zeitalter im Bereich der ISM-Funklösungen für das IoT ein. Ziel ist es dabei, die Batterielebensdauer von wenigen Monaten auf mehrere Jahre zu verlängern, dabei aber die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit der Verbindung zu wahren und die Wartungskosten für entfernte, schwierig erreichbare Sensoren zu senken.«

Tony Francesca, Vice President of Global Ecosystem Partners von Sigfox, ergänzt: »Unser globales Netzwerk, das für ein möglichst geringes Energieverbrauchs- und Kostenniveau der Geräte optimiert wurde, schafft eine völlig neue Möglichkeit zur Anbindung der realen Welt an die Cloud. Die in dem neuen Funk-Baustein S2-LP von ST implementierte Sigfox-Unterstützung wird Systemdesignern bei der Verwirklichung ihrer IoT-Konzepte helfen, indem sie von den Vorteilen unserer schnellen globalen Infrastruktur und des dazugehörigen Ökosystems profitiert.«

Der für große Reichweite und geringe Datenrate konzipierte Transceiver S2-LP ist bereits in die Produktion gegangen. Er sitzt in einem 4 x 4 mm großen QFN24-Gehäuse und kostet 1,15 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Außerdem steht ein umfassend ausgestattetes Software Development Kit (SDK) mit Kompatibilität zur Mikrocontroller-Familie STM32 zur Verfügung sowie zu der STM32-Entwicklungs-Infrastruktur, zu der Prototyp-Boards und ein reichhaltiges Angebot an Softwaretools und Ressourcen gehören. Das fertig zertifizierte Development Kit ermöglicht auch die umgehende Verbindung mit dem Sigfox-Netzwerk für Evaluierungszwecke sowie ein unkompliziertes Prototyping.