Económico e de grande alcance para a IoT: o novo chip de rádio da STMicroelectronics
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case study
A comunicação sem fios é um aspeto chave de todas as aplicações IoT. Contudo, em muitas áreas de aplicação ela tem de cobrir distâncias maiores de forma mais eficiente em termos energéticos. Por isso, a Rutronik preenche o espaço entre o clássico rádio de curto alcance e a comunicação móvel, com o novo chip de rádio S2-LP da STMicroelectronics.
Sem necessidade de trocar a bateria durante 10 anos podem ser ligados em rede objetos com o S2-LP, tornando-os inteligentes: No modo de receção, ele consome apenas 6,7 mA, no modo de transmissão com 10 dBm apenas 10 mA, no modo Sleep e Standby apenas 600 ou 350 nA. “Assim, o S2 LP consegue uma posição única no mercado”, explica René Hermanns, gerente de produto para a tecnologia sem fios na Rutronik. “Não é fácil conseguir estes valores tão baixos, e apenas alguns fabricantes dispõem das competências necessárias para tal, como no design de circuitos analógicos de alta frequência com eficiência energética ou a integração com secções funcionais digitais para a banda base. No S2-LP da ST, a eficiência energética não põe em causa a segurança de funcionamento e a estabilidade de conexão”. Com estas caraterísticas, o transcetor é ideal para aparelhos ligados em rede, como sistemas de alarme, equipamentos de monitorização e soluções inteligentes de medidores de energia e também para a automação predial, sistemas de comando e monitorização industrial, assim como sistemas para a gestão de iluminação, tráfego e estacionamento em aplicações Smart City.
É especialmente recomendado para todas as aplicações em que se tem de cobrir distâncias maiores para ligar, por exemplo, sensores externos diretamente à cloud, sem passar por um gateway local. “Com esses sensores amplamente distribuídos por uma área maior, que também são muitas vezes difíceis de alcançar, a durabilidade muito longa bateria ajuda a reduzir significativamente os custos de manutenção”, salienta René Hermanns. O chip de rádio programável opera nas bandas de frequências sub-gigahertz sem licença e pode ser ajustado de acordo com as exigências de cada um dos diferentes continentes. Protocolos populares de comunicação onde pode ser aplicado o chip são, por exemplo, Wireless M-Bus, Sigfox, 6LowPAN e IEEE 802.15.4g,
que é adequado para a gestão de energia e aplicações de controlo de processos, fornecendo assim a base para futuras Smart Grids. “Isso permite que o S2-LP seja aplicado de forma flexível em várias bandas de frequência ISM, usado mesmo assim, em cada banda, a camada física global uniformemente definida e tudo o que se encontra acima”. Devido à operação de banda muito estreita de apenas alguns kilohertz, é necessário muito menos energia para a modulação de dados do que na maioria das outras tecnologias sem fios, que necessitam quase sempre entre 1 MHz e 20 MHz. Com sinais de alta potência até 16 dBm, o transcetor também providencia o intercâmbio seguro dos dados em longas distâncias. A sua sensibilidade do recetor de -130 dBm permite, consoante as condições ambientais, distâncias de transmissão até várias dezenas de quilómetros, garantindo, assim, uma cobertura de rede ampla.
FIÁVEL, ENERGETICAMENTE EFICIENTE E RENTÁVEL GRAÇAS À INTEGRAÇÃO SIGFOX “O Sigfox é particularmente interessante para dispositivos com um volume de dados reduzido, uma vez que foi desenvolvido especificamente para esta finalidade. Graças à integração do Sigfox no S2-LP, a conetividade IoT com o chip de rádio é mais fiável, energeticamente eficiente e rentável. Além disso, os designers de sistemas beneficiam do grande ecossistema Sigfox”, afirma René