Rodina xG22E se skládá z BG22E (Bluetooth), MG22E (Zigbee) aFG22E (Proprietary). Jedná se o bezdrátové SoC, které umožní vývoj aplikací s Bluetooth Low Energy, 802.15.4 nebo proprietární konektivitou na frekvenci 2,4 GHz. Bezdrátová zařízení jsou schopny pracovat i bez baterie, jelikož mohou získávat energii z externích zdrojů (harvesting) jako je okolní světlo, okolní rádiové vlny či kinetický pohyb.
Silicon Labs spolupracuje s e-peas, který je poskytovatelem špičkových Power Managed Integrated Circuits (PMIC) určených pro získávání energie. Díky partnerství Silicon Labs a e-peas vznikly dva harvesting čipy, které jsou součástí SoC xG22E.
Duální AEM13920 umožňuje čerpat energii současně ze dvou odlišných zdrojů energie jako je například okolní světlo, teplotní gradienty či elektromagnetické vlny, aniž by došlo ke snížení účinnosti přeměny energie. AEM13920 obsahuje nové ovládací a konfigurační funkce jako je například monitorování průměrného výkonu. Jedná se o obvod, který je schopen měřit celkovou energii přenesenou z každého ze dvou zdrojů do úložiště a celkovou energii dodanou do zátěže. To umožňuje hostitelskému mikrokontroleru vypočítat stav nabití úložného prvku a podrobně monitorovat provoz celého systému.
Dalším vylepšením AEM13920 je rozhraní I2C, které slouží pro ovládání 33 konfiguračních registrů hostitelským MCU a dále slouží pro čtení systémových dat. AEM13920 také nabízí kompletní sadu funkcí pro monitorování a ochranu systému, a to tepelný monitoring akumulačního prvku, volitelné limity přebití a ochranu akumulačního prvku. AEM13920 je kompatibilní s mnoha typy dobíjecích baterií a úložných prvků, včetně lithium-polymerových, LiFP a li-ceramic baterií a hybridních lithiových kondenzátorů.
Druhý společně vyvinutý čip AEM00300 je určen se získávání energie z náhodných pulzních zdrojů energie. Je schopen startovat již při napájecím napětí 275 mV při výkonu 3 μW. Obsahuje regulaci vstupního napětí, která je optimalizována pro přerušovaný a pulzní výkon. Vstupní provozní napětí může být v rozmezí od 140 mV do 4,5 V. Součástí je také adaptivní a inteligentní řízení energie, které automaticky přepíná mezi režimem boost, buck-boost a buck, aby se maximalizoval přenos energie ze vstupu na výstup. Nesmí chybět ochrana proti přebití a nadměrnému vybití pro jakýkoli typ dobíjecí baterie nebo (super)kondenzátoru a dvoučlánkový vyrovnávací obvod superkondenzátoru. Ke svému provozu potřebuje pouze tři externí komponenty. Jednu cívku o velikosti 10 μH a dva kondenzátory 10 μF a 15 μF.
xG22E je navrženo tak, aby řešilo výzvy energetické účinnosti zařízení určených pro internet věcí. Tradiční zdroje, jako je síťové napájení nebo baterie, představují problémy se škálovatelností a údržbou. Proto vzniklo portfolio zařízení Ambient IoT, kde jsou zařízení primárně napájených prostřednictvím získávání energie z okolních zdrojů jako jsou rádiové vlny, světlo, pohyb a teplo. Řada xG22E do tohoto portfolia patří, jelikož je vybavena několika funkcemi navrženými tak, aby minimalizovaly spotřebu energie:
- Velmi rychlý studený start s nízkou spotřebou energie pro aplikace začínající ze stavu nulové energie pro přenos paketů a poté se rychle vrátí do režimu spánku. xG22E se probudí za pouhých osm milisekund a spotřebuje pouze 150 mikroJoulů, tedy zhruba 0,003 % energie potřebné k napájení 60 W žárovky nebo LED diody po dobu jedné sekundy.
- Rychlé probuzení z hlubokého spánku snižuje energii při probuzení o 78 % ve srovnání s jinými produkty Silicon Labs.
- Přechod energeticky úsporného režimu bez proudových špiček nebo náběhů, které mohou poškodit kondenzátor pro skladování energie.
- Více možností probuzení hlubokého spánku jako je například probuzení RFSense, GPIO a RTC z nejhlubšího režimu spánku EM4.
Technologie získávání a uchování energie nabízejí významné výhody napříč odvětvími. Mezi tyto výhody patří snížení nákladů na energii, odstranění závislosti na bateriích a snížení provozní uhlíkové stopy díky změně zdrojů spotřeby energie.
Kde lze využít SoC xG22E?
- Inteligentní domácnost a spotřebiče: U inteligentních domácích spotřebičů Zigbee, jako jsou dveře, vodovodní baterie a spínače, lze eliminovat závislosti na bateriích a související náklady na výměnu baterií.
- Herní elektronika: Dálkové ovladače a počítačové klávesnice vyžadují energeticky efektivní a nákladově efektivní Bluetooth LE SoC.
- Chytré budovy: Sběr kinetických pulsů pro bezbateriové kliky a ovládání světel pomocí xG22E Zigbee Green Power pomáhá snížit potřebu
- Ostatní: Některé další klíčové aplikace jsou například senzory monitorování tlaku v pneumatikách, sledování majetku, ESL, automatizace továren, prediktivní údržba a senzory v zemědělství.
