IoTデバイスをよりコンパクトに、ミシガン大が極小・超低消費電力のBluetooth無線チップを開発!

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低消費電力の近距離無線通信を実現するBluetooth Low Energy(BLE)は、IoTを支える技術の1つだ。このほど、ミシガン大学の研究チームは世界最小クラス、ミリスケールのBLE無線チップを開発した。

BLE無線チップは、一般的に電池の交換をせず永年使用できるように設計されているが、新しいトランスミッタ(送信機)は、より消費電力が低いのが特徴だ。

面積0.5mm2の同トランスミッタの消費電力はわずか0.6mW(ミリワット)のとのことで、一般的なコイン電池を使用して11年間の通信を実現する。

・アンテナにアンプの機能を

IoTデバイスをよりコンパクトに、ミシガン大が極小・超低消費電力のBluetooth無線チップを開発!
トランスミッタはすでに限界まで小さくなっているが、研究チームはアンテナに他の機能を持たせることでこの限界を突破している。

通常のトランスミッタは、無線周波を生成するための発振回路、電力を増幅するためのアンプ、そしてアンテナが主要パーツ。そして、アンプに含まれる「インダクタ」は電気を磁気の形にして蓄積する重要なパーツだ。

研究チームは、アンプをなくして、アンテナにアンプの機能を組み合わせることで、コンパクトさを実現した。アンテナに載ったインダクタは、発生する磁界をそのまま電波の放出に利用する。

・精度の向上でも革新

サイズだけではなく、品質に関しても革新的で、インダクタの品質を示す「Qファクター」が、サイズが14mmのものの約5倍だった。

さらには、アンテナへの電力供給を効率的におこなうために、オンチップの変圧器を開発している。

研究チームはミリスケールのセンサーも開発しており、次のステップとしては、トランスミッタをこれらのセンサーに統合することだ。

ミリスケールのBLE無線チップは、センサーのサイズをよりコンパクトにしてIoT活用の幅を広げてくれるだろう。

参照元:Teeny-Tiny Bluetooth Transmitter Runs on Less Than 1 Milliwatt/IEEE Spectrum

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2019年4月2日のIT記事

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