ML7421, nuovo dispositivo LSI multibanda ottimizzato per smart metering globale

LAPIS Semiconductor, società del gruppo ROHM, ha recentemente annunciato la disponibilità di un dispositivo wireless multibanda (sub-1GHz / 2.4GHz) LSI, ML7421, ottimizzato per applicazioni che richiedono un basso consumo energetico su distanze relativamente lunghe, come contatori intelligenti, allarmi gas / antincendio, sistemi intelligenti di sicurezza per l’agricoltura e la casa / edificio.

Negli ultimi anni, l’aumento globale di consumo di energia da risorse naturali ha sottolineato la necessità di migliorare l’efficienza energetica al fine di mitigare gli effetti del riscaldamento terrestre. Per rispondere a questa esigenza, l’uso di contatori intelligenti è aumentato notevolmente in Giappone dal 2015 e il sistema Wireless M-bus è stato lanciato in Europa. Allo stesso tempo, c’è una tendenza a raccogliere e gestire i dati dei sensori utilizzando le reti wireless non solo per ottimizzare il consumo di energia e l’illuminazione negli edifici, ma anche per la prevenzione della criminalità e dei disastri. Inoltre, queste reti di sensori wireless vengono sempre più utilizzate per migliorare la produttività anche in agricoltura.

In risposta a questa esigenza, LAPIS Semiconductor ha sviluppato un nuovo dispositivo wireless LSI, l‘ML7421, che offre prestazioni ad alto livello. Oltre a coprire la banda di frequenza inferiore a 1 GHz (da 400 MHz a 960 MHz), copre anche la banda di frequenza 2,4 GHz, fornendo una compatibilità universale. Il nuovo dispositivo LSI presenta caratteristiche wireless molto stabili anche in presenza di consistenti variazioni di temperatura o di tensione. Le fluttuazioni di temperatura (da -40 °C a + 85 °C) producono solamente 0,5 dBm di variazione nella potenza di uscita e 1,0 dB nella sensibilità RX. Inoltre, il convertitore DC- DC, l’amplificatore di potenza di classe E ad alta efficienza e una funzione di controllo delle onde radio ad alta velocità consentono di ridurre il consumo medio di corrente del 15% rispetto ai prodotti LAPIS convenzionali, riducendo i consumi energetici del sistema e prolungando la durata della batteria.

LAPIS Semiconductor prevede che molto presto verranno adottati nuovi LSI con basso consumo energetico e compatibilità mondiale in contatori intelligenti e reti wireless in tutto il mondo. Lapis Semiconductor è impegnata a continuare lo sviluppo di dispositivi wireless sempre più semplici per una società sempre più intelligente.

Funzionalità chiave

Caratteristiche wireless multibanda e stabili e compatibilità mondiale

ML7421 supporta sia Sub-1GHz (da 400 MHz a 960 MHz) sia 2,4 GHz. In precedenza, era necessario selezionare LSI wireless per ciascun paese e sviluppare dispositivi per essi. Supportando la banda a 2,4 GHz, disponibile in tutto il mondo, un singolo dispositivo può essere distribuito a livello globale. Inoltre, in ambienti in cui la comunicazione a 2,4 GHz è instabile, è disponibile la comunicazione Sub-1GHz a lunga distanza. Per questo motivo, 2,4 GHz e Sub-1 GHz possono essere utilizzati come comunicazione a ponte a seconda dell’applicazione o dell’ambiente. L’LML7421 può essere utilizzato in stazioni radio conformi a ETSI EN 300 200, FCC PART15 e ARIB STD-T66, T67, T108 con diverse funzioni di gestione dei pacchetti basate su Wireless M-Bus e IEEE802.15.4g. Inoltre, questo LSI ha caratteristiche wireless molto stabili anche in presenza di variazioni della temperatura o della tensione di alimentazione. Le fluttuazioni di temperatura (da -40 °C a + 85 °C) producono solamente 0,5 dBm di variazione nella potenza di uscita e 1,0 dB nella sensibilità RX. Inoltre, il miglioramento degli ADC Delta-Sigma consente di ottenere una demodulazione flessibile della velocità dei dati fino a 300 kbps per un utilizzo globale, migliorando al contempo la sensibilità del ricevitore. Di conseguenza, ML7421 è adatto per apparecchiature utilizzate all’aperto come contatori intelligenti e sensori IoT di vario genere. Queste caratteristiche particolarmente stabili consentono di estendere ulteriormente la comunicazione a lungo raggio con un amplificatore di potenza.

Il convertitore DC-DC riduce il consumo di corrente mentre la funzione di controllo delle onde radio ad alta velocità riduce il consumo medio di corrente.

La tecnologia di progettazione a bassa potenza, nella quale Lapis Semiconductor è specialista, ha consentito di ridurre il consumo medio di corrente del 15% durante il funzionamento generale del sensore (incluse modalità con intervallo di 5 secondi, modalità sleep, modalità trasmettitore (TX) e modalità ricevitore (RX)). Il miglioramento del convertitore DC-DC e dell’amplificatore di potenza di classe E ad alta efficienza riduce il consumo di corrente in modalità trasmettitore (TX) fino a 27 mA a 13 dBm di uscita. Inoltre, la funzione di controllo delle onde radio ad alta velocità riduce il tempo necessario per l’avvio della ricezione, riducendo al minimo il tempo totale per il rilevamento della potenza del ricevitore (circa 1 ms). Di conseguenza, il consumo energetico dei nodi wireless all’interno di una rete viene ridotto, contribuendo a un consumo energetico complessivo inferiore e ad una maggiore durata della batteria.