Emerald GP500C – der erste echte Low-Power Transceiver von GreenPeak

Mit dem Emerald GP500C hat GreenPeak - einer der führenden Anbieter für batterielose Datenfunklösungen - den ersten Transceiver für echte Ultra-low-power Datenfunk-Netzwerke vorgestellt.
Der Emerald GP500C ist der erste dem Standard IEEE 802.15.4 entsprechende Transceiver-Chip, der die Realisierung von Funknetzwerken mit extrem geringen Strombedarf und somit auch die Energieversorgung mittels „Energy-Harvesting“ ermöglicht.
Auf Basis des Emerald GP500C sind somit wartungsfreie Funknetzwerke tatsächlich realisierbar.

Der Emerald GP500C besteht aus einem Transceiver-Teil mit integriertem Kommunikationslayer (MAC) und einem chipinternen Energy Manager. In Gegensatz zu anderen Lösungen ist der GP500C ein „autonomer“ Transceiver, der die Datenkommunikation völlig unabhängig vom Mikrocontroller regelt und das Sensornetz synchronisiert. Dieser revolutionäre Ansatz resultiert in einer ganz erheblichen Energieeinsparung, die es ermöglicht, den gesamten Bedarf eines Sensornetzwerks durch „energy-harvesting“  Techniken abzudecken und somit ein batterie- und kabelloses Funknetzwerk aufzubauen.

Laut Cees Links (CEO GreenPeak) ist der extrem geringe Stromverbrauch eine entscheidende Voraussetzung, um drahtlose Sensornetzwerke zu etablieren. Der geringe Stromverbrauch ermöglicht batterielose Sensorknoten, die umweltfreundlich und wartungsfrei sind. Darüber hinaus ist der GP500C ein Transceiver, der den Aufbau standardisierter Netzwerke zur drahtlosen Steuerung von Lichtschaltern und Dimmern sowie zur Zugangskontrolle und Verbrauchszählerauslesung erlaubt. Hierfür ist es entscheidend, eine wartungsfreie, verlässliche Datenfunklösung zu bieten.
Roy Freeland (CEO Perpetuum, Marktführer für Vibrations Energy-Harvester) ergänzt, dass mit dem GP500C eine Transceiver-Lösung zur Verfügung steht, die sich perfekt für den Einsatz mit Energy-Harvestern eignet.
Neben dem geringen Stromverbrauch zeichnet sich der GP500C durch eine Reichweite von  30-50m bei 2.4GHz in geschlossenen Räumen aus. Eine in die Hardware integrierte Antennen-Diversity verringert zudem Auslöschungseffekte („Funklöcher“), die gerade beim Einsatz innerhalb von Gebäuden auftreten.

Als weitere Features zur Erhöhung der Zuverlässigkeit und Robustheit der Funkverbindungen  sind zu nennen: „message-over-message enabling“, eine exzellente Empfängerempfindlichkeit von –96dBm, robuste DSP-Algorithmen sowie Interferenzdetektions- und -vermeidungsmechanismen.
Designs mit dem Emerald GP500C  Transceiver sind voll IEEE 802.15.4 konform. Zudem hat der Entwickler die Möglichkeit, GreenPeaks LPR-Netzwerkstack einzusetzen, der weit über bisherige Implementierungen hinausgeht, die Standardkonformität jedoch erhält.
Der GP500C erfüllt folgende Funk-Regulierungen: ETSI EN 300 328, EN 300 440, FCC CFR-47 Part 15 und ARIB STD-T66.

Der Energieverbrauch des GP500C Transceivers liegt bei lediglich 10-25% eines traditionellen Mikrocontroller-Designs. – Dies wird ermöglicht durch eine wesentlich verringerte  Spitzenstromaufnahme, einen extrem niedrigen Leckstrom und sehr kurze Übertragungszeiträume, die von einem „just-in-time transmission scheduler“ verwaltet werden.
Diese Innovationen ermöglichen drahtlose Sensorsysteme mit einem Spitzenstrom von ca. 20mA (halb soviel wie bisher üblich!) und einer Stromaufnahme von unter 100nA im Schlafmodus (ein Zehntel der üblichen Stromaufnahme!)  ohne die Zuverlässigkeit der Funkübertragung zu beeinflussen.

Zum Emerald GP500C ist sowohl ein Referenzdesign, sowie ein spezielles Development Kit  verfügbar, das es OEMs auf einfache Weise ermöglicht, eigene Kommunikationsmodule und -applikationen zu entwickeln. Der GP500C Transceiver unterstützt eine große Palette von Kommunikationsstacks, die auf verschiedenen Prozessorarchitekturen lauffähig sind (z.B. ZigBee PRO, LowPowerRouting, LowPowerSensing, MicroStack,…).

Zusätzlich zu allen Vorteilen auf Seiten der Software und des Energieverbrauchs verringert sich durch den Einsatz des GP500C der Aufwand an Hardwarekomponenten (BOM) stark. Alle Schlüsselkomponenten - inklusive einer programmierbaren Takterzeugung für den Applikationsmikrocontroller - sind im GP500C integriert und lediglich minimale externe Beschaltung ist notwendig, was den GP500C zum Spitzenreiter im Vergleich der Systemkosten macht.

Productsheet

Greenpeak