Power-Management-IC Mit niedriger Leistungsaufnahme für Energy Harvesting in batterielosen drahtlosen Sensor-Nodes

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

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(Bild: SE Special-Electronic)

Cypress Semiconductor hat eine Familie von Power-Management-ICs (PMIC) für das Energy Harvesting vorgestellt, die winzige solarbetriebene Funksensoren für das Internet der Dinge (IoT) ermöglichen. Es handelt sich laut Hersteller um die weltweit ersten Single-Chip-PMIC mit niedrigster Leistungsaufnahme für das Energy Harvesting. Sie lassen sich mit Solarzellen ab einer Mindestgröße von 1 cm2 einsetzen. Die PMIC sind vollintegriert und eignen sich daher optimal für batterielose drahtlose Sensor-Nodes (WSN), die physikalische und Umgebungsgrößen für Smart Homes, Gewerbegebäude, Infrastruktur und Landwirtschaft überwachen. Cypress bietet eine Komplettlösung zum batterielosen Energy Harvesting an, die mit dem S6AE101A-PMIC, dem ersten Bauteil der neuen Familie, einemEZ-BLE-PRoC-Modul für Bluetooth-Low-Energy-Konnektivität und zugehöriger Software in einem.

Im Markt für WSN-IoT-Geräte wird bis 2020 ein Wachstum auf 5 Mrd. Einheiten erwartet, wobei das Schwergewicht auf batterielosen Implementierungen liegt, um Kosten und Wartungsbedarf zu reduzieren. Der Einbau eines WSN kann die Größe und die Menge des verfügbaren Lichts beschränken und so die Größe und Leistungsausbeute des Solarmoduls reduzieren, wodurch beim Start des Energy-Harvesting-PMIC weniger Energie zur Verfügung steht. S6AE101A-PMIC lösen diese Herausforderung mit einem Energiebedarf beim Einschalten von 1,2 µW – viermal weniger als der nächste Mitbewerber – und einer Stromaufnahme von nur 250 nA. So steht ein Maximum der Energie für die Mess-, Verarbeitungs- und Kommunikationsfunktionen der eigentlichen Anwendung zur Verfügung. Das voll zertifizierte PRoC-Modul EZ-BLE mit kleinem Formfaktor, das auf dem Programmable Radio-on-Chip PRoC-BLE aufbaut, arbeitet mit dem PMIC zusammen.

„Die interessantesten drahtlosen Sensor-Nodes die das Wachstum im Bereich IoT voranbringen werden, sind batterieunabhängig, können überall mit Lebenserwartungen von über 10 Jahren eingesetzt werden und verursachen minimale Einsatz- und Wartungskosten“, erklärt Kiyoe Nagaya, Vizepräsident des Geschäftsbereichs Analog bei Cypress. „Mit unserem neuen Energy Harvesting PMIC und dem Bluetooth-Smart-Modul EZ-BLE PRoC bietet Cypress eine Komplettlösung, die es den Entwicklern ermöglicht, solarbetriebene WSN für batterielose IoT-Geräte zu erstellen.“

Die preisgekrönte Energy Harvesting PMIC

Cypress PMIC ermöglichen ein effizientes Harvesting aus Sonnenlicht, Vibrationen und Temperaturschwankungen. Sie haben zwei Eingänge, um zwei Quellen gleichzeitig zu nutzen. Dadurch sind sie eine zuverlässige und flexible Option, wahlweise für die gesamte Spannungsversorgung oder die Verlängerung der Batterielebensdauer in IoT-Anwendungen:

Das PRoC-Modul EZ-BLE

Das PRoC-Modul EZ-BLE ist eine End-to-End-Bluetooth-Low-Energy-Lösung mit Bluetooth 4.1-Qualifizierung und entspricht den Vorschriften für drahtlose Geräte in den USA, Kanada, Japan, Korea und Europa. Es vereinfacht die Entwicklung und verkürzt die Zeit bis zur Markteinführung ganz erheblich. Das Modul bietet die Programmierfähigkeit und den ARM Cortex-M0 Core des PRoC BLE, zwei Quarze, eine Onboard-Chip-Antenne, eine metallische Abschirmung und passive Komponenten, alles in einer kompakten Bauform mit 10 mm x 10 mm x 1,8 mm. Kunden, die das Modul in ihre Designs integrieren, können auf Antrag das Bluetooth-Logo zu ihren Produkten hinzufügen, indem sie auf die Qualification Design Identification (QDID) 67366 verweisen, die Cypress von der Bluetooth SIG zugewiesen worden ist. Cypress bietet Bauteile, Software, Firmware, Hardware und Modulhardware aus einer Hand und erleichtert die Optimierung der Entwicklung von Fernbedienungen, Gesundheits- und Fitnessgeräten, Hausgeräten, Spielzeug und anderen Bluetooth-Smart-Anwendungen.

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