Neuer LSI-Baustein für die drahtlose Kommunikation einsetzbar in Smart Metern auf der ganzen Welt

Für die Betreibung von Funknetzwerken mit klassenbesten Zuverlässigkeits- und Stromverbrauchs-Eigenschaften

 

Das zur ROHM Group gehörende Unternehmen LAPIS Semiconductor gab heute die Verfügbarkeit eines LSI-Bausteins für die drahtlose Kommunikation im Sub-GHz-Bereich bekannt. Der Chip adressiert Anwendungen, die bei relativ kurzen Übertragungsdistanzen nach geringer Verlustleistung verlangen. Beispiele sind der Smart-Home-Bereich, Gas- und Feuermelder, Smart Meter sowie Haus- und Gebäudesicherheitssysteme.

Die Steigerung der Energieeffizienz mit dem Ziel, die Erderwärmung einzudämmen, ist in den letzten Jahren in allen Bereichen zu einer moralischen und sozialen Pflicht geworden. Dies hat dazu geführt, dass der Einsatz von Smart Metern seit 2015 weltweit drastisch zugenommen hat, dass in Europa Technologien wie z.B. Wireless M-bus eingeführt wurde und dass in China Smart Meter auf der Basis unterschiedlicher Systeme installiert wurden. Gleichzeitig besteht die Tendenz das Erfassen und Verwalten von Daten mithilfe drahtloser Netzwerke auch für weitere Anwendungen einzusetzen. Beispiele hierfür sind u.U. die Optimierung der Stromversorgung und Beleuchtung in Büros und Gebäuden, als auch die Steigerung der Produktivität und des Ertrags in Primärindustrien wie etwa der Landwirtschaft.

Das neue Sub-GHz Wireless-IC von LAPIS Semiconductor ermöglicht eine leistungsfähige Kommunikation bei geringem Stromverbrauch und dürfte damit in Smart Metern und Funknetzwerken auf der ganzen Welt große Verbreitung erlangen. Der Baustein des Typs ML7345 deckt einen weiten Bereich von Sub-GHz-Frequenzen (160 MHz bis 960 MHz) ab und bietet universelle Kompatibilität. Durch die Verbesserung von Hochfrequenz-Verstärkern wird es möglich, klassenbeste Funk-Performance und Umgebungsbeständigkeit zu erreichen (die Temperaturstabilität verbessert sich um den Faktor 3). Dies vereinfacht die Einrichtung von Funk-Netzwerken (und damit auch von Smart Metern) und verbessert die Zuverlässigkeit, indem beispielsweise die Zahl der Relaisstellen verringert werden kann. Darüber hinaus sorgt eine schnelle Radio Wave Check-Funktion, die den Empfänger in kurzer Zeit hochfährt, in Verbindung mit der deutlich reduzierten Stromaufnahme im Standby-Betrieb (auf den der Großteil der Kommunikationszeit entfällt) für eine Reduzierung der durchschnittlichen Stromaufnahme um 48 % gegenüber konventionellen Produkten. Dies wiederum senkt die Leistungsaufnahme des Gesamtsystems und verlängert die Batterielebensdauer. In der Zukunft wird LAPIS Semiconductor die Entwicklung drahtloser Geräte weiter vereinfachen und damit zu einer intelligenteren Gesellschaft beitragen.

 

 

Wichtige Eigenschaften

1. Unterstützung einer Vielzahl weltweit gebräuchlicher Sub-GHz-Frequenzen

Der ML7345 bietet verbesserte RF-Performance und unterstützt einen weiten Frequenzbereich von 160 MHz bis 960 MHz. Dementsprechend ist zu erwarten, dass der Baustein in den unterschiedlichsten Sub-GHz-Anwendungen weltweit Verbreitung finden wird – von Smart Metern über Telemetrie-Ausrüstungen bis zu Sensor- und Funknetzwerken.

a) Kompatibel zu Smart Metern in aller Welt

Die weitreichende Kompatibilität (160 MHz - 960 MHz) sorgt für Kompatibilität zum japanischen Standard ARIB STD-T108 sowie zu IEEE 802.15.4g, was globale Unterstützung für Anwendungen wie etwa Smart Meter und Energiemanagement-Systeme (EMS) ergibt.

b) Konform zu den neuesten Wireless M-bus-Spezifikationen

Der ML7345 entspricht der neuesten Version (2013) des Wireless M-bus-Standards. Die darin enthaltenen Verbesserungen gegenüber dem konventionellen Wireless M-bus Packet Handler unterstützen die neuesten erweiterten Paket-Spezifikationen.

c) Hohe Ausgangsleistung (100 mW) optimiert für den chinesischen Markt (ML7345C)

LAPIS Semiconductor bietet einen LSI-Baustein speziell für den chinesischen Markt an. Neben einer Antennen-Ausgangsleistung von 100 mW wartet der ML7345C mit programmierbaren Empfängerbandbreiten-Einstellungen auf, die eine umfangreiche Palette von Spezifikationen unterstützen – von Strom-, Gas-, Wasser- und Wärmezählern bis zu Systemen zur Verhinderung von Straftaten und Unglücksfällen.

 

2. Klassenbeste Umgebungsbeständigkeit: Temperaturabhängigkeit unter ±1 dB

Abgesehen von der Leistungssteigerung zeichnet sich der Baustein durch eine geringe Schwankung der Sendeleistung um weniger als ±1 dB über den gesamten Temperaturbereich aus, womit er um mehr als den Faktor 3 stabiler ist als konventionelle Produkte. Beim Design beispielsweise von Smart Meter-Netzwerken, die den Multi-Hop-Betrieb erfordern, müssen deshalb keine Sicherheitsspannen einkalkuliert werden, um Änderungen der Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen, sodass die Kosten sinken und die Netzwerk-Konfiguration einfacher wird (z. B. durch den Wegfall von Relaisstellen). Außerdem lässt sich mit relativ einfachen Drahtlosnetzwerken zur Verhinderung von Straftaten und Unglücksfällen eine hochzuverlässige, von wechselnden Einsatzbedingungen unbeeinflusste Kommunikation erreichen.

 

 

 

3. Schnelle Radio Wave Check-Funktion und niedrigere Sleep-Stromaufnahme senken den durchschnittlichen Stromverbrauch

Die über viele Jahre hinweg weiterentwickelte, Low Power Designtechnologie befähigt LAPIS Semiconductor, die durchschnittliche Stromaufnahme im Standby-Betrieb um 48 % zu senken (in 10-Sekunden-Intervallen, die den Großteil der Kommunikationszeit ausmachen).

Eine spezielle, schnelle Radio Wave Check-Funktion verringert außerdem den Zeitaufwand zum Hochfahren des Empfängers, sodass sich die Zeit zum Detektieren der Empfangsfeldstärke verkürzt (ca. 1 ms). Dies reduziert die Stromaufnahme im Sleep-Zustand (wenn nur der Timer eingeschaltet ist) auf 0,9 µA, das sind 58 % weniger als bei aktuellen Produkten. Folglich verringert sich der Stromverbrauch drahtloser Knoten in einem Netzwerk, was wiederum den Verbrauch des Systems insgesamt reduziert und die Batterielebensdauer verlängert.

 

 

4. Umfassende Entwicklungs-Unterstützung

Ein mit dem ML7345 bestücktes Evaluation Kit wird ebenso angeboten wie Referenzdesign-Daten für kompakte Module (z. B. Schaltplan, Stückliste, Leiterplatten-Layoutvorschlag), mehrere Testszenarien und Beispielprogramme (einfache MAC-Implementierung). Weiteres nützliches Material wie etwa Benutzerhandbücher und Tools können von der Website von LAPIS Semiconductor heruntergeladen werden (Registrierung erforderlich). Die URL lautet: https://www.lapis-semi.com/cgi-bin/MyLAPIS/regi/login.cgi

Please refer to the following URL:

https://www.lapis-semi.com/cgi-bin/MyLAPIS/regi/login.cgi

 

Specifications

 

Vertriebsplan

Typ.: ML7345/7345C

Produktionsbeginn: Dezember 2015

Produktionsstückzahl: 500,000 St./Monat

Gehäuse: Tape and Reel (2.000 St./Rolle)

Anmerkung: Zum Evaluieren des Sende- und Empfangsbetriebs sind zwei Boards erforderlich

 

Anwendungen

Smart Meter auf der ganzen Welt, Sensornetzwerke, Messausrüstungen und anderes industrielles Equipment, das auf drahtlose Kommunikation angewiesen ist.

 

Terminologie

Wireless M-bus

Europäische Norm für Kommunikationssysteme für Verbrauchsmesser und Fernablesung. Spezifiziert sind Frequenzbereiche von 868 MHz in den Betriebsarten S, C und T, 433 MHz in der Betriebsart F und 169 MHz in der Betriebsart N.

 

ARIB STD-T108

Japanische Norm für drahtlose Ausrüstungen für Datenübertragung, Telemetrie und Fernsteuerung im 920-MHz-Band.

IEEE 802.15.4g

Eine vom IEEE in den USA etablierte Norm für Netzwerke von Versorgungsunternehmen.