Wekkerchip zorgt voor energiezuinige draadloze communicatie

Imec en Holst Centre hebben een ultralaag vermogen wekkerchip ontwikkeld die een draadloze communicatiechip aan- of uitschakelt wanneer deze gegevens moet ontvangen of verzenden. De chip werd ge[presenteerd op de Internationale Solid State Circuit Conferentie, een van ’s werelds belangrijkste conferenties op het vlak van chiptechnologie.

De wekkerchip werkt op 2.4 GHz/915 MHz en verbruikt slechts 51 µW vermogen bij continu gebruik, een recordprestatie. Met deze chip komen elektronische systemen die zonder batterij werken maar zelf hun eigen energie uit de omgeving halen, een stapje dichterbij. De chip is bijvoorbeeld interessant voor draadloze sensornetwerken in gezondheidszorg, intelligente implantaten, grootbereik-RFID's, draadloze sensoren voor logistieke toepassingen, slimme gebouwen enzovoorts.

Zuiniger Bluetooth of WLAN 

Huidige draadloze communicatiesystemen op basis van batterijen, zoals Bluetooth of WLAN, verbruiken heel wat energie, ook op tijdstippen dat de radio geen gegevens moet doorsturen of ontvangen. Dat is een van de oorzaken waarom de batterij van een gsm zo snel leeg is. De nieuwste wekkerchip kan parallel aan de conventionele Bluetooth- of WLAN- radio worden geplaatst om die aan en uit te schakelen wanneer gegevensuitwisseling nodig is.

"Bij imec en Holst Centre ontwikkelen we draadloze sensorsystemen die aangedreven worden door energie-oogsters. Dat zijn toestelletjes die energie uit de omgeving omzetten in stroom (bijvoorbeeld zonne-energie, bewegingsenergie, lichaamswarmte, ...). Zo'n systemen kunnen maar een beperkt vermogen genereren, nominaal tot 100 µW, en dat is niet voldoende om de huidige chips voor draadloze communicatie aan te drijven. Imec en Holst Centre's wekkerchip met een ultralaag vermogenverbruik  is een grote stap voorwaarts naar nieuwe batterijloze en/of energiezuinige toepassingen in draadloze sensornetwerken, langeafstands-RFID, slimme verlichting, ...", zegt Bert Gyselinckx, algemeen directeur van imec Nederland in Holst Centre.

Door 1/f ruis verbruiken de huidige radiochips die data met een lage snelheid doorsturen (10 - 100 kbps) relatief meer energie dan de radiochips met hoge datasnelheid. De nieuwe radiochip  is zo ontworpen dat bij kleinere gegevensdoorvoer de offset en de 1/f ruis vermindert en de gevoeligheid van de ontvanger verbetert. De wekkerchip werd geïmplementeerd in een 90 nm digitale standaard chiptechnologie en is slechts 0,36 mm² groot.