USB muss sich den Energieeffizienz-Anforderungen stellen

Inhalt des Artikels:

Seite 1: USB muss sich den Energieeffizienz-Anforderungen stellen
Seite 2: Stärkere Ausrichtung auf die Stromversorgung
Seite 3: Der neue Low-Energy-Modus für USB

Anbieter zum Thema

Silicon Labs

MicroConsult Academy GmbH

Heitec AG

ISH Ingenieursozietät GmbH

Stärkere Ausrichtung auf die Stromversorgung

Ein weiterer Punkt für den Erfolg von USB ist die Stromversorgungsmöglichkeit angeschlossener Geräte mit 5 V und mindestens 100 mA bis zum erlaubten Maximalwert von 500 mA. Dies vereinfacht die Entwicklung von Peripheriegeräten, die so keine Energiequelle oder Leistungswandler mehr brauchen, was letztlich Gewicht, Größe und Kosten spart.

Die USB-Stromversorgungsfunktion ergab sich durch die ursprüngliche Auslegung des Standards, Geräte an einen PC anzuschließen, der über das Stromnetz versorgt wird. Diese effektive Energiefülle hat die Weiterentwicklung von USB für stromsparende Anwendungen behindert. Heute ist Energieeffizienz jedoch ein wichtiges Thema. Der Markt für tragbare Geräte wie Smartphones wächst immer weiter. Dazu zählen auch Windmesser und persönliche Alkoholtestgeräte. Das IoT stellt neue Anforderungen an die Energieeffizienz und Datenanbindung – von persönlichen Fitness-Monitoren bis hin zu Home-Automation-Systemen und industriellen Steuerungen.

Bildergalerie

Bild 2: Vergleich des Stromverbrauchs im Low-Energy-Modus mit einem herkömmlichen USB-Transceiver im Empfangsmodus, der 3- 5 mA Strom im Leerlauf verschwendet.(Bild: Silicon Labs)

Bild 1: Das Aktivierungssignal für den Low-Energy-Modus schaltet verbrauchsintensive Teile der USB-Schnittstelle ab, wenn keinen Datenverkehr auf dem Bus vorhanden ist.(Bild: Silicon Labs)

Entwickler wollen keine wertvolle Batteriekapazität eines Tablets oder Laptops verschwenden, nur um mit Peripherie zu kommunizieren oder um einfache Zusatzanwendungen für Smartphones zu bedienen, die einen hohen Batterieverbrauch aufweisen. USB muss daher den Forderungen nach mehr Energieeffizienz entsprechen und das sowohl im Consumer- als auch im Industrie-Bereich.

Die einfache Anwendbarkeit, Plug&Play-Funktionalität und Robustheit von USB beim Aufrüsten von herkömmlichen seriellen Kommunikationsschnittstellen stellt für Embedded-Entwickler allerdings eine Herausforderung dar. Das Hinzufügen von USB als Kommunikationsschnittstelle kann den Stromverbrauch kleiner und tragbarer Geräte mindestens verdoppeln. Das verleitet Entwickler zum Einsatz größerer Batterien, was zusätzlich höhere Gerätekosten verursacht. Eine ebenso unattraktive Alternative ist das Weglassen differenzierender Leistungsmerkmale, um das Stromverbrauchsbudget zu verringern.

Der Stromverbrauch von Standard-USB muss daher adressiert werden, damit Mobilgeräte von der Einfachheit und Plug&Play-Funktion profitieren können, ohne Kompromisse bei der Baugröße, beim Gewicht oder den Kosten eingehen zu müssen.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Embedded Systems Development II (kostenlose ePaper-Version)

Link: Heftausgabe als pdf

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Stand: 08.12.2025

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