Das Prinzipschaltbild vom Innenaufbau des GP30-Beta.

Das Prinzipschaltbild vom Innenaufbau des GP30-Beta.Acam-Messelectronic

Seit kurzem liegt der TDC-GP30 in seiner Beta-Version vor und wird intensiven Tests unterzogen. Erste vorläufige Test-Kits für den Beta-Chip sind ab dem Frühjahr 2014 verfügbar. Die Kunden-Bemusterungsphase der Serienversion ist ab dem 4. Quartal 2014 vorgesehen.

Der GP30 funktioniert als komplette Frontendlösung mit integrierter digitaler Signalverarbeitung (32-Bit µP) bis zum eichfähigen Ausgangssignal funktioniert der SoC und stellt bis zur Volumenausgabe über UART, Puls, SPI eine echte Single-Chip-Lösung dar, sodass die nachfolgende Standard-MCU ausschließlich für das Management des Messgerätes und für die externen Schnittstellen wie beispielsweise Funk eingesetzt werden kann. Wie sein Vorgänger GP22 ist der GP30 mit einer Temperaturmessung für Wärmemengenzähler ausgestattet, die (im Final Chip) 4-Draht-fähig sein wird.

Gegenüber seinem Vorgänger konnte der Stromverbrauch gesenkt werden, was gerade bei Wasserzählern mit ihren höheren Messraten deutlich zum Tragen kommt. Das Frontendelement verbraucht nur noch zirka ein Drittel des Stromes, den der GP22 benötigt. Der integrierte stromoptimierte 32-Bit µP (77µA/MHz) stellt den nächsten entscheidenden Schritt in Richtung Ultra-Low Current des Gesamtsystems dar.

Das Schaltbild zeigt alle notwendigen Komponenten für den Messteil eines Wasserzählers.

Das Schaltbild zeigt alle notwendigen Komponenten für den Messteil eines Wasserzählers. Acam-Messelectronic

Bei einer Messrate von 8 Hz, typisch für Ultraschall-Wasserzähler, benötigt der gesamte GP30 inklusive aller Berechnungen und mathematischen Korrekturen des Flusses etwa 7 µA. Dabei entfallen etwa 2 µA auf permanente Funktionen wie 1,8 V LDO und 32 kHz Oszillator sowie 5 µA auf die Durchführung der Flussmessung und die Berechnung des Flusses. Davon benötigt der 32-Bit-µP ungefähr 2,2 µA, was knapp 0,3 µA/Messung/Sekunde ergibt. Ein auf Low-Power-Standard MCU-Basis nicht erreichbarer Wert. Weitere Stromoptimierungen sind im Final Chip vorgesehen und durch intelligenten Firmwarecode realisierbar.

Mechanische Wasserzähler sind heute immer noch die bei weitem am meisten eingesetzten Zählerarten. Elektronik hat hier noch keinen entscheidenden Einzug gehalten. Das wird sich aber in den nächsten Jahren Schritt für Schritt und konsequent ändern.
Mechanische Wasserzähler ohne Elektronik sind zwar bei den reinen Herstellungskosten nicht zu unterbieten, aber die Summenkosten über die komplette Lebensdauer liegen deutlich über denen von Ultraschall Wasserzählern. Die Vorteile von „Smart Metering“ sind dabei noch nicht berücksichtigt und kommen noch hinzu.