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Wissen.
Impulse.
Kontakte.
7
B19126
2. April 2015
€ 9,00
www.elektronikpraxis.de
Stellenmarkt
Seite 19
Der Autofrühling 2015 –
das sind die Highlights
Ob Assistenzsysteme, Gestensteuerung oder Fortschritte bei Elektro- und Hybridfahrzeugen – die ersten Monate dieses Jahres brachten zahlreiche Innovationen
Embedded-Module:
eine Auswahlhilfe
Sicherheit im IoT
mit WLAN?
Gehäuse in rauen
Umgebungen
Nach der Modulwahl kommt
der schwierigere Teil: die
Suche nach der besten
Lösung.
Seite 26
Unternehmen müssen
Antworten auf Fragen der
Netzwerk- und Anbindungssicherheit finden. Seite 52
Wirtschaftlich realisierbare
Gehäuse für Elektronik in
anspruchsvollen Luftfahrtanwendungen.
Seite 64
LOSER
KOSTEN
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TELLUN
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5 €!
ÜBER 6
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EDITORIAL
Neue Chancen durch
Industrie 4.0
F
ünf gute Gründe für Industrie 4.0
sind hohe Wettbewerbsstärke,
flexible Fertigung, individuelle Produktion, innovative Geschäftsmodelle
und Neues Arbeiten.
Deutschland ist der international führende Fabrikausrüster und stark im
Bereich der Embedded-Systeme. Das gibt
uns eine gute Startposition, und indem
wir den Wandel zur Industrie 4.0 aktiv
begleiten, können wir unsere Stellung als
Leitanbieter weiter ausbauen. Nicht zuletzt steigert die stärkere Vernetzung von
Produkten und Maschinen auch die Effizienz der hier produzierenden Unternehmen und fördert ihren Erfolg im globalen
Wettbewerb.
Im Zuge der vierten industriellen Revolution bieten sich zahlreiche Anknüpfungspunkte für neue Geschäftsmodelle
und Dienstleistungen. Die intelligenten
Objekte sammeln vielfältige Daten, auf
Basis derer sich innovative Services und
Angebote entwickeln lassen - zum Beispiel in der Logistik. Gerade Start-ups
sowie kleine und mittlere Unternehmen
mit Ideen können von den Chancen rund
um Big Data profitieren und sich mit
Business-to-Business-Dienstleistungen
am Markt etablieren.
„Industrie 4.0 hilft dabei,
im internationalen
Wettbewerb, schnell auf
Veränderungen reagieren
zu können.“
Holger Heller, Redakteur
holger.heller@vogel.de
Made in Germany - das zählt gerade im
Maschinen- und Anlagenbau als Qualitätssiegel: Deutschland ist führend in der
Ausrüsterindustrie. Damit das auch in
Zukunft gilt, ist es entscheidend, die
Chancen von Industrie 4.0 frühzeitig zu
erschließen. Denn der Wandel, angeschoben durch ITK, wird kommen. Und wir
sollten ihn mitgestalten. Nur so sichert
sich Deutschland dauerhaft eine Spitzenposition im internationalen Wettbewerb.
Neue Chancen auch auf meiner Seite:
Nach 15 ereignisreichen Jahren bei
ELEKTRONIKPRAXIS heißt es für mich,
Ende April Abschied zu nehmen, um neue
Herausforderungen anzunehmen. Für das
langjährige Vertrauen und die enge
Zusammenarbeit bedanke ich mich recht
herzlich bei allen Lesern, Kunden und
presseverantwortlichen Kollegen und
wünsche Ihnen alles Gute!
Herzlichst, Ihr
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
3
INHALT Nr. 7.2015
AUTOMOTIVE ELECTRONICS
Der Autofrühling 2015 –
das sind die Highlights
Ob der futuristische Mercedes F 015, der Audi A7,
der die 700 Kilometer vom Silicon Valley bis Las
Vegas autonom zurücklegte, die Gestensteuerung
im neuen Golf R Touch oder der elektrisch angetriebene und aus einer Flusszelle gespeiste Quant F mit
1000 PS und einer Reichweite von 800 Kilometern
- die ersten Monate des laufenden Jahres brachten
so manche überraschenden Innovationen in Sachen
Autoelektronik und Elektromobilität.
23
ELEKTRONIKSPIEGEL
6
Zahlen, Daten, Fakten
8
News & Personalien
18
Branchen & Märkte
SCHWERPUNKTE
Automotive Electronics
TITELTHEMA
23 Der Autofrühling 2015 – das sind die Highlights
Neue Assistenzsysteme, Autofahren per Gestensteuerung
und Fortschritte bei Elektro- und Hybridfahrzeugen – die
ersten Monate dieses Jahres brachten eine ganze Reihe
interessanter Innovationen.
Embedded Computing
26 Die Module im Embedded Markt – eine Auswahlhilfe
Nachdem die Entscheidung für den Einsatz eines Moduls
gefallen ist, kommt der weitaus schwierigere Teil der
Entscheidung – die Suche nach der besten Lösung. Diese
Auswahlhilfe soll Ihnen die Entscheidung erleichtern.
30 Der richtige Flash-Speicher für M2M-Applikationen
M2M-Anwendungen im IoT benötigen Verbindungstechnik,
über die Embedded-Applikationen, Prozessoren, Sensoren
und andere Peripherie miteinander kommunizieren. Ein
wachsendes Datenvolumen beansprucht zudem mehr Ressourcen zum Speichern und zum Ausführen von Aktionen.
4
Elektronikfertigung
38 Elektronikkomponenten mit dem Laser kapseln
Baugruppen, die sich in rauer Umgebung behaupten müssen, erfordern preiswerte und sichere Housing-Lösungen.
Das Laser-Kunststoffschweißen punktet mit einer prozessintegrierten Qualitätssicherung.
Internet of Things
48 Schutz für vernetzte Geräte durch sicheres Booten
Der sichere Bootvorgang bildet das Fundament der Vertrauenswürdigkeit eines Geräts im IoT. Der Artikel zeigt,
wie sich die Sicherheit von Geräten implementieren lässt
und wie Updates im Feld möglich sind.
52 Wie sicher ist das Internet der Dinge mit WLAN?
Da das IoT für das vernetzte Leben und Arbeiten immer
wichtiger wird, müssen Unternehmen Antworten auf Fragen der Netzwerksicherheit finden. Private Pre-Shared Keys
(PPSK) können hier Hilfe leisten.
Verbindungstechnik
54 Was man über Koaxial-Kabel aus PTFE wissen sollte
Die Zusammenhänge zwischen Material, Temperatur,
Druck und Messgenauigkeit sind bei PTFE meist unbekannt. Wir geben einen Überblick zum Stand der Technik
und den Anwendungen.
Gehäuse
64 High-Tech-Gehäuse unter extremen Bedingungen
Die Elektronik in Luftfahrtanwendungen ist enormen Belastungen ausgesetzt. Gefordert sind nicht nur Zuverlässigkeit,
sondern auch wirtschaftlich realisierbare Gehäuse.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
26
Auswahlhilfe für Module
im Embedded Markt
38
Elektronikkomponenten
mit dem Laser kapseln
52
Wie sicher ist das Internet der Dinge mit WLAN?
64
Gehäuse unter extremen
Bedingungen
TIPPS & SERIEN
16
Gratulation.
Pole Position!
Analogtipp
Überlegungen zum Takteingang von A/D-Wandlern
ZUM SCHLUSS
Mit EBV Automotive starten Sie von Platz 1
74 Andreas Lapp, Lapp Gruppe
Unser Dienstleistungsspektrum deckt die komplette Palette ab, an-
Risiken für die Wirtschaft durch mangelnde Investitionen
gefangen bei Personenwagen über SUVs, Elektrofahrzeuge, Motorräder und Busse bis hin zu Nutz- und Sonderfahrzeugen. Auch die
RUBRIKEN
3
peripheren Märkte wie Tools & Diagnose oder Mautsysteme haben
wir dabei berücksichtigt.
Editorial
Für jedes dieser Segmente bekommen Sie jetzt auch detaillierte
Informationen über potenzielle Applikationsbereiche auf unserer
20 Online
Website. Die Inhalte reichen von ADAS über BMS (Batterie-Manage-
72 Impressum & Inserentenverzeichnis
ment-System), Car-to-Car-Kommunikation, Diagnose, EPS (elektrische Servolenkung) etc. bis hin zu Telematik. Dabei kommen Netzwerk-, Beleuchtungs- und Antriebsthemen genauso zur Sprache wie
das Thema Sicherheit.
Besuchen Sie uns unter ebv.com/automotive oder wenden Sie sich
3. FPGA-Tage 2015
an Ihr EBV AutomotiveTeam vor Ort.
12. - 13. 05. 2015, München
Mit der Veranstaltung richtet sich
die ELEKTRONIKPRAXIS Akademie an Elektronik- und Geräte-Entwickler im Bereich programmierbare Logik und Mikrocontroller.
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
5
Distribution is today.
Tomorrow is EBV!
www.ebv.com/de
Bild: Evan-Amos/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0
ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN
AUFGEMERKT
1985: Der C128 – drei Systeme, ein Gerät
1985 lief die Ära der 8-Bit-Heimcomputer langsam aus. Atari setzte
mit seiner ST-Baureihe auf den 16/32-Bit-Mikroprozessor 68000 von
Motorola. Commodore arbeitete fieberhaft an dem Amiga-Computer, über dessen sagenhafte Fähigkeiten in Fachkreisen eifrig spekuliert wurde. Doch auf der CES in Las Vegas präsentierte Commodore noch einmal einen 8-Bit-Rechner als offiziellen Nachfolger
des vielgeliebten Brotkastens C64. Der Commodore 128 vereinigte
drei Systeme in einem Gerät. Zum einen verfügte er über einen fast
6
100-prozentigen Kompatibilitätsmodus zum Vorgänger, zum zweiten enthielt er einen C128-Modus mit einem im Vergleich zum C64
umfangreicheren und komfortableren BASIC-Befehlssatz und 128
Kilobyte Hauptspeicher. Darüber hinaus wartete der Rechner mit
dem damals im Business-Bereich weit verbreiteten Betriebssystem
CP/M auf. Hierfür war im C128 neben dem MOS-Prozessor 8502 ein
Z80-Chip von Zilog verbaut worden. Knapp 6 Millionen Exemplare
des C128 wurden bis 1989 weltweit verkauft.
// FG
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN
4G-LTE-Smartphone für harte Jungs
MIL-STD-810G
Datenbrille
fürs Kino
Eine Datenbrille für den
barrierefreien Kinogenuss:
Setzt man die Brille auf,
blendet sie die Untertitel
zum laufenden Film ein.
Auch verschiedene Sprachen sind möglich. Dazu
verbindet sie sich mit
einen iOS- oder AndroidSmartphone, auf dem vorher eine App geladen wurde. Wurde die App vorher
geladen,
synchronisiert
sie sich über Spracherkennung automatisch mit dem
Kinofilm. Verlässt man
kurz das Kino, springt die
App zur aktuellen Stelle
des Films.
// HEH
AUFGESCHNAPPT
9
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Spezial-Touch
Das TORQUE ist unempfindlich gegen Stöße
und Vibrationen sowie
gegen das Eindringen
von Wasser, Staub und
Salznebel.
Der Touchscreen des
Outdoor-Telefons kann
in schwierigen Situationen wie bei Nässe mit
und ohne Handschuhe
bedient werden.
Lärmresistent
Stehvermögen
Die integrierte SmartSonic-Receiver-Technologie sorgt für verbesserte Audioleistung
selbst in den lautesten
Umgebungen.
Der 3100-mAh-Akku
kann kabellos geladen
werden und ermöglicht
bis zu 27 Stunden Gesprächszeit und bis zu
1000 Stunden Standby.
Extrem-Klima
Unbreakable
Das TORQUE erträgt
extreme Sonnenstrahlung, sibirische Kälte,
tropische Temperaturen
und niedrigsten Luftdruck über Stunden.
Das TORQUE KC-S701 von Kyocera ist ein extrem
robustes 4G-LTE-Smartphone, das in 11 Kategorien nach dem US-Militärstandard MIL-STD-810G
zertifiziert ist. Damit hat das Android-Gerät auch
keinerlei Probleme beim Einsatz in Bereichen
„Es ist zwar ein Fünfjahresplan aber einer, in dem wir jedes Jahr
Geld verdienen.“
Blackberry Chief Executive Officer John Chen, der den
mit Absatzproblemen kämpfenden Smartphone-Pionier
auf das Software-Geschäft ausrichten will.
AUFGEZÄHLT
Das Smartphone enthält
Teile aus Urethan, die
Schlag- und Stoßfestigkeit bieten und gleichzeitig für einen sicheren
Griff sorgen.
wie Bau, Handwerk, Produktion, Logistik, Energieversorgung, Transport, Gesundheitswesen
und öffentliche Sicherheit sowie in allen Outdooraktivitäten im privaten Bereich. Infos unter
www.kyoceramobilephone.com/de/s701/ // JW
Neuer Funkstandard
für die Industrie
Uwe Meyer (links) und Jürgen Jasperneite forschen an einem neuen Funksystem. Das Projekt
HiFlecs steht für eine hochperformante, sichere
Funktechnik und deren Systemintegration in zukünftige industrielle Closed-Loop-Automatisierungstechniken. Ziel ist es, bisherige Funktechniken zu ersetzen.
//HEH
Wissen und Kontakte, eine Ausstellung und
Praxisworkshops finden die Teilnehmer auf
dem 9. Steckverbinderkongress. Das Branchenevent 2015 findet vom 15. bis 17. Juni im
Vogel Convention Center in Würzburg statt.
Veranstalter Elektronikpraxis erwartet werden
mehr als 300 Teilnehmer. Weitere Informationen unter: www.steckverbinderkongress.de
7
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
Die vernetzte und mobile Welt
braucht MEMS-Sensoren
Im Werk Reutlingen hat Bosch nunmehr fünf Mrd. MEMS-Sensoren
produziert und den zugrunde liegenden Herstellungsprozess einst
selbst entwickelt. Die Großserienfertigung läuft seit 1995.
Spielekonsole, Handy und Auto
brauchen MEMS-Technik
MEMS-Sensoren lassen sich vielfältig einsetzen. So erfasst der Sensor SMI700 Drehbewegungen, Querbeschleunigungen und
die Neigung des Fahrzeugs. Er ist das Herzstück des Schleuderschutzes ESP, der das
Auto in kritischen Situationen wesentlich
sicherer in der Spur hält. Ein anderer Sensor,
SMP480, sorgt für Laufruhe im Motor und
optimiert darüber hinaus das Luft/KraftstoffGemisch im Motor bei wechselnden Umgebungen. Der Kraftstoffverbrauch sinkt, das
Abgas wird sauberer.
Bosch gründete 2005 die hundertprozentige Tochter Bosch Sensortec GmbH. Sie bietet eine Vielzahl von MEMS-Sensoren und
8
Bild: Bosch
S
eit 20 Jahren entwickelt Bosch die
MEMS-Technik für immer mehr Bereiche des Lebens weiter. MEMS steht für
Mikro-Elektromechanisches System. „Die
ersten Varianten wurden im Kraftfahrzeug
eingesetzt und ermittelten Druck und Beschleunigungen", konstatiert Dr. Dirk Hoheisel, Geschäftsführer der Robert Bosch GmbH,
„mittlerweile gehen 75 Prozent aller Sensoren in die Unterhaltungselektronik. Jedes
zweite Smartphone nutzt Sensorik von
Bosch.“
Das Unternehmen ist nach eigenen Angaben weltweit führender Hersteller von
MEMS-Sensoren. Mit dem Start der Großserienfertigung 1995 legte Bosch den Grundstein für die moderne Technik. Das aktuelle
Portfolio umfasst Beschleunigungs-, Drehraten-, Massenfluss-, Druck- und Umweltsensoren sowie Mikrofone. Die erste Milliarde
MEMS-Sensoren fertigte das Unternehmen
in 13 Jahren. Inzwischen fertigt der BoschGeschäftsbereich Automotive Electronics die
gleiche Menge in weniger als einem Jahr in
der Produktionsstätte in Reutlingen bei Stuttgart. Das zeigt die immens steigende Nachfrage. Täglich werden heute mehr als vier
Millionen Sensoren gefertigt. Die kleinen
Bauteile sind zwischen einem und vier
Millimeter dünn.
MEMS-Sensoren als Bausteine der vernetzten Welt: Dieses Bild eines Rasterelektronen-Mikroskops (REM)
zeigt die feinen geätzten Silizium-Strukturen eines Beschleunigungssensors von Bosch. Zum Größenvergleich liegt ein menschliches Haar auf der Struktur. Die Silizium-Strukturen in der Mitte des Chips messen
die Beschleunigung oder Neigung in allen drei Raumrichtungen. Die einzelnen „Balken“ sind rund 2 µm
breit und 20 µm hoch. Wenn ein solcher Sensor in einem Handy bewegt wird, beträgt die Auslenkung der
„Balken“ abhängig von der Beschleunigung einige 10 nm. Das Haar ist im Vergleich rund 90 µm dick. Die
Aufnahme wurde nachträglich am Computer eingefärbt.
Lösungen für Anwendungen im Bereich der
Unterhaltungselektronik wie etwa Smartphones, Tablets oder Wearables. Zum Beispiel sorgen die IMU, sogenannte Inertial
Measurement Units wie der BMI160, im Remote Controller von Spielekonsolen für den
Spielspaß. Sie übertragen mit hoher Präzision und in Echtzeit die Bewegungen des Spielers. In Smartphones veranlassen Beschleunigungssensoren, dass sich die Anzeige auf
dem Bildschirm beim Drehen des Handys
anpasst. Anfang 2015 hat Bosch Sensortec
mit den BME680 eine weitere Weltneuheit
vorgestellt. Dieser Umweltsensor misst in
einem Gehäuse Luftdruck, Feuchtigkeit, Umgebungstemperatur sowie erstmals die Luftqualität.
Die nächste große technologische Revolution hat bereits begonnen: In einer zunehmend vernetzen Welt lernen Dinge zu kommunizieren. MEMS-Sensoren sind hierfür
eine wichtige Schlüsseltechnologie. Die 2013
gegründete Bosch Connected Devices and
Solutions GmbH entwickelt und vermarktet
vernetzte, sensorbasierte Geräte und maßgeschneiderte Lösungen für das Internet der
Dinge. Intelligent programmiert und ausgestattet mit Mikrocontroller, Miniaturbatterie
und winzigem Funkchip, können MEMSSensoren Messdaten verarbeiten und via
Internet zum Beispiel auf das Smartphone
des Nutzers schicken.
Insbesondere für Smartphones, Tablets
und Co ist es wichtig, dass die Sensoren so
klein wie möglich sind. Denn die Geräte sollen immer mehr können, doch bleibt kaum
noch Platz für die Technik. In der Unterhaltungselektronik sind MEMS-Sensoren weniger als 1 mm hoch. Manche Bestandteile im
Sensorinneren messen gerade mal 4 µm; das
ist 17 Mal dünner als ein Haar.
// KU
Im Online-Artikel 43223923 führen Links
zu MEMS-Produkten und Applikationen von
Bosch Sensortec
Bosch Sensortec
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
GALLIUM-NITRID-TECHNIK
Universitäre Grundlagenforschung und produktorientierte,
industrielle Forschung Bündeln
Osram Opto Semiconductor und
das Institut für Halbleitertechnik
der TU Braunschweig. Im neuen
Halbleiterkompetenzzentrum ist
als Gallium Nitrides Research
Center (ec²) angelegt und möchte die Bedeutung der GalliumNitrid-Technik (GaN) in Deutschland vergrößern.
In der Halbleitertechnologie
erzeugt diese Materialkombination beispielsweise blaues Licht,
das als Basis für weiße Leuchtdioden dient, kann aber auch in
weiteren Anwendungsfeldern
eingesetzt werden: von der Optoüber die Leistungselektronik bis
hin zur Sensorik. Bereits heute
können Partner im „Epitaxy
Competence Center ec²“ auf eine
hervorragende Forschungsplattform für GaN-Materialien und
-Bauelemente zugreifen, die nahezu dem industriellen Stand
der Technik entspricht. „Künftig
möchten wir den Epitaxieprozess weiter ausbauen und die
Infrastruktur für Nanoanalytik
und Prozessierung systematisch
weiterentwickeln“, erläutert Dr.Ing. Sönke Fündling, Leiter des
ec², die weiteren Pläne. Auf GaNTechnik basierende weiße LED
sind heute beinahe überall zu
Bild:Osram Opto Semiconductor
Osram und TU Braunschweig eröffnen Halbleiterkompetenzzentrum
Gemeinsamer Erfolg im Projekt GECCO der Europäischen Union: Erstmalig ist es gelungen, eine sogenannte „3D-NanoLED“ für weißes Licht herzustellen. Diese Arbeiten werden nach Ende des Förderprojektes im Rahmen der ec²-Kooperation
fortgeführt.
finden: von Scheinwerfern über
Straßenleuchten bis hin zu LEDLampen. „Sie werden weiter
Marktanteile gewinnen“, betonte
Aldo Kamper, CEO von Osram
Opto Semiconductors, in seiner
Rede während der Eröffnungsveranstaltung. Gleichzeitig sind
immer effizientere Prozesse gefragt: „Die technologische Entwicklung hin zu noch mehr Leistung und kostengünstigerer
Produktion muss immer schneller gehen. Das funktioniert aber
nur, wenn Industrie und Wissenschaft eng zusammenarbeiten;
in Forschungsprojekten oder wie
beim ec² in einem Kompetenzzentrum. Zudem bündeln die
Mitarbeiter solcher Zentren enorme Expertise und bilden so einen
Talent-Pool der Halbleitertechnik, was gerade in Deutschland
als Industrienation ein wichtiger
Aspekt ist“, sagte Aldo Kamper
weiter. Das Niedersächsische Ministerium für Wissenschaft und
Kultur, das Institut für Halblei-
tertechnik, die TU Braunschweig
und Osram Opto Semiconductors engagieren sich gemeinsam
für das „Epitaxy Competence
Center ec²“. Die Investitionen
des Landes Niedersachsen und
Osram lagen bei etwa zwei Millionen Euro. Der Startschuss für
das ec² fiel Anfang 2014 und
nach Fertigstellung der Labore
im Mai begann bereits der Epitaxie-Betrieb.
//HEH
Osram Opto Semiconductor
STROMVERSORGUNGEN
Bild: Mouser
Mouser unterzeichnet globales Vertriebsabkommen mit CUI
Barry McConnell, Mouser: „Die hoch
qualitativen Stromversorgungen und
Bauelemente von CUI ergänzen unser
Portfolio bestens.“
10
CUI bietet als Tochterfirma der
CUI Global eine breite Produktpalette an Stromversorgungen,
Bewegungssteuerungen sowie
an bauelementebasierenden
Produkten an, die als Lösung für
viele entwurfstechnische Herausforderungen in einer Vielzahl
an Branchen und Anwendungen
konzipiert sind. Die über Mouser
beziehbare Produktlinie von CUI
setzt sich aus zwei Hauptproduktgruppen zusammen: Stromversorgung und Bauelemente.
Zum Angebot ihrer Stromversorgungslösungen vom Steckernetz-
teil bis zum Point-of-Load-Modul
gehören die Produktlinie Novum
Advanced Power, AC/DC-Stromversorgungen und DC/DC-Wandler. Das Segment Novum Advanced Power reicht vom Intermediate Bus Converter (IBC) bis zum
digitalen Point-of-Load (PoL)Converter, während ihre AC/DCLinie sich aus externen, internen, Hutschienen- und LEDTreiberlösungen im Leistungsbereich von 1 W bis 800 W
zusammensetzt. Zur universell
einsetzbaren DC/DC-Wandlerproduktlinie gehören getrennte
und nicht getrennte LED- und
IGBT-Ansteuerungen von 1 W bis
600 W in einer Vielzahl an Gehäuse- und AVT-Optionen. Als
Abrundung ihrer Produktgruppe
für die Stromversorgung wird
CUI über Mouser Electronics darüber hinaus ein Portfolio an
Bauelementen auf Leiterplattenebene anbieten, das aus Summern, Steckverbindern, Drehgebern, Mikrofonen, Lautsprechern und Kühlelementen besteht.
// MK
Mouser
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
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ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
AUTOMOBILELEKTRONIK
Der Unternehmensbereich Mobility Solutions des Automobilzulieferers Bosch geht neue Wege
in Sachen Produktentwicklung.
„Idealerweise entsprechen unsere Produkte exakt den tatsächlichen Anforderungen im Auto“,
erläutert Klaus Sekot, der verantwortliche Projektleiter. „Sie sollen ein Fahrzeugleben lang unter
allen real auftretenden Belastungen funktionieren.“
Um diesem Ideal näher zu
kommen, hat Bosch Anfang 2013
die Initiative „Aktive Feldbeobachtung bei Bosch“ (AFB) ins
Leben gerufen. Dabei können
Entwickler gebrauchte, aber
noch funktionsfähige Autoteile
zur Analyse anfordern. Die Erkenntnisse daraus ergänzen das
bestehende Wissen und die Spezifikationen der Automobilhersteller. Auf diese Weise kann das
Produkt so verbessert werden,
dass es die tatsächlichen Anforderungen bestmöglich erfüllt.
Das Besondere an diesem Vorgehen ist, dass keineswegs defekten Autoteile aus der Garantiezeit, sondern funktionsfähige,
teilweise viel ältere Teile zurück
zum Hersteller gelangen. Denn
manche Probleme erkennt der
Fachmann erst nach langjähriger
Nutzung. So beeinflussen beispielsweise Umweltbedingungen
Bild: Bosch
Bosch nutzt Austauschteile zur Produktentwicklung
Neue Wege: Die Initiative „Aktive Feldbeobachtung bei Bosch“ gibt Entwicklern
über Werkstätten Zugriff auf ältere, aber noch funktionsfähige Bauteile.
sowie Fahrverhalten die Abnutzung der Autoteile.
Die Bosch-Mitarbeiter aus den
unterschiedlichen Produktgebieten können selbst bestimmen,
aus welchen Märkten, Fahrzeugen und Motorisierungen die
gebrauchten Komponenten kommen sollen. Wichtige Auswahlkriterien sind Alter, Laufleistung
und Herkunftsländer der Fahrzeuge. „Besonders diese gebrauchten Autoteile sind für uns
wichtig, um beispielsweise auch
steigende Gewährleistungsanforderungen zu erfüllen“, ergänzt Sekot. Und auch der Fahr-
zeugbesitzer kann sich freuen,
denn er erhält kostenlos ein neues Ersatzteil für sein Auto.
Eine von Bosch eigens entwickelte Software steuert diesen
Vorgang von der Bestellung bis
hin zur Lieferung. Der Besteller
spezifiziert Komponenten und
Fahrzeuge und wählt eine Region interaktiv über eine Weltkarte
aus. Die Software schickt diese
Informationen an die teilnehmenden Werkstätten vor Ort und
überprüft dabei automatisch, ob
sich ein passendes Fahrzeug im
Kundenstamm befindet. Wenn
dann der jeweilige Kunde noch
TRA DYNAMISCH
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Von 0 auf 9000 min in 4 ms.
11DAYS
READY IN
Die konfigurierbaren DC-Antriebe von maxon motor sind
sehr dynamisch: Der DCX-Motor mit 35 mm Durchmesser
beschleunigt bei Nennspannung in 4 ms auf 9000 min-1.
Konfigurieren Sie ihn gleich online. In maximal 11 Arbeitstagen ist Ihr Antrieb auch mit Getriebe und Sensor modifiziert
und für den Versand bereit.
dcx.maxonmotor.de
zustimmt, kann die Werkstatt
das gewünschte Teil austauschen und an den Besteller schicken. Die Software organisiert
zudem die Lieferung von der
Werkstatt zum Besteller. Vorab
erhält der Entwickler elektronisch relevante Daten des Fahrzeugs. So kennt er neben Laufleistungsdaten, Kilometerstand
oder Anzahl der Starts auch aktuelle Fehlerspeichereinträge
oder die Fahrzeugausstattung.
Seit Anfang 2013 nutzen
Bosch-Mitarbeiter aus verschiedenen Bereichen dieses Angebot
bereits und erhielten im ersten
Jahr insgesamt 550 Teile zur Analyse zurück. Bosch konnte wichtige Erkenntnisse für die Entwicklung neuer Produkt-Generationen aus der Analyse der gebrauchten Autoteile ziehen.
Auch einige Fahrzeughersteller
sind von der Idee der aktiven
Feldbeobachtung überzeugt und
setzen den Bosch-Prozess für eigene Zwecke ein. Denn die KfzWerkstätten können nicht nur
Komponenten von Bosch austauschen, sondern auch jedes andere Fahrzeugteil beschaffen. Die
Software ist deshalb für jeden
Automobilhersteller und -zulieferer nützlich.
// TK
Bosch
13.–17. April 2015
Hannover Messe 2015
Halle 5, Stand D05
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
WIRELESS
Jorjin-Wireless-Module bei RS
RS Components erweitert sein
Produktprogramm zunächst um
sechs Wireless-Module von Jorjin
Technologies, dazu gehören das
neueste audiovisuelle WirelessModul WA6800-00 25 mm x 50
mm mit USB-Anschluss und Wireless-DLNA-Verbindung sowie
das zugehörige WA6800-C0
Baseboard. Zum weiteren Lieferprogramm gehören die Wi-Fiund Wi-Fi/Bluetooth-SiP-Module WG7801-D0 und WG7831-D0,
das Modul WG1400-00 mit integrierten Wi-Fi- und IoT-Technologien, das Wi-Fi/Bluetooth-
Modul WG7831-DELFA für allgemeine Anwendungen und optionale Evaluierungsboards. Diese
Produkte werden von RS in Europa, im Mittlerem Osten und
Afrika sowie in ausgewählten
Ländern der Region Asien-Pazifik geliefert. „Durch die Partnerschaft mit Jorjin decken wir alle
wichtigen Kommunikationstechnologien ab, wovon unsere Kunden profitieren“, so Jon Boxall,
Global Head of Semiconductors
bei Electrocomponents. // MK
AN DISKRETEN
LEITERPLATTENKONTAKTSTIFTEN
UND-B
UN
D-BUC
UCHSE
HSEN
HSE
UND-BUCHSEN
RS Components
LINUX AM CERN
LabVIEW als 64-Bit-Version
Forschen am CERN: Aktuell arbeiten
CERN und NI zusammen an Plänen,
um die Infrastruktur der Forschungseinrichtung zu verbessern.
National Instruments wird im
Rahmen einer Zusammenarbeit
mit CERN eine Standardisierung
aller Steuer- und Regelsysteme
hin zu Linux-Betriebssystemen
mit 64 Bit vorantreiben. Damit
soll sich die Systemleistung gesteigert und kosteneffiziente sowie verteilte Steuer- und Regelsysteme entwickelt werden können. Dank der offenen Plattform
können auch kleine und mittlere
Unternehmen an der Forschung
teilnehmen.
//HEH
National Instruments
FUSION IM HALBLEITERMARKT
Fujitsu & Panasonic = Socionext
Im System-on-Chip-(SoC-)Markt
hat sich aus dem LSI-Geschäft
von Panasonic und Fujitsu der
neue Anbieter Socionext gegründet. Der Hauptsitz von Socionext
wird sich im japanischen Yokohama befinden. Für Europa konzentriert sich das Unternehmen
auf die Bildverarbeitung und
Netzwerktechnik, mit Schwerpunkt auf Automotive und Glasfasernetzwerke. Kundenspezifische SoC-Lösungen für andere
Bereiche wie Consumer und Industrie stehen ebenfalls auf der
Angebotsliste. Für sein weltwei-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
tes Netzwerk-SoC-Geschäft hat
sich Socionext für Europa als
Hauptsitz entschieden, da hier
bereits umfassendes Know-how
an den Standorten Braunschweig, Langen und Maidenhead vorhanden ist. Hinzu
kommt das Graphics Competence Centre in Neuried bei München, das von der EmbeddedSoftware-Tochter im österreichischen Linz unterstützt wird und
zu Socionexts Grafikgeschäft
beiträgt.
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Durchmesser
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Vier oder Sechsfinger Kontaktclip
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13
ELEKTRONIKSPIEGEL // NEWS & PERSONALIEN
KRITIK AM WLAN-GESETZENTWURF
Foto: flickr/woodleywonderworks
Internet-Verband sieht erheblichen Nachbesserungsbedarf
Hotspots in Deutschland: 15.000
öffentliche Hotspots sind frei zugänglich. Mit einem WLAN-Gesetzentwurf
sollen Anbieter rechtlich geschützt
werden.
Der vom Bundesministerium für
Wirtschaft und Energie eingebrachte Gesetzesentwurf zur
Änderung des Telemediengesetzes soll die rechtlichen Bedingungen für WLAN-Betreiber regeln. Allerdings sieht eco – Verband der deutschen Internetwirtschaft e.V.noch Bedarf an
Nachbesserungen. Nicht nur,
dass das Ziel mit dem vorliegenden Gesetzentwurf nicht erreicht
wird enthält dieser zudem Regelungen, die sich für Hosting-Anbieter deutlich negativ auswirken können. Grundsätzlich sinn-
voll ist die vorgeschlagene Regelung mit der klar gestellt werden
soll, dass WLAN-Betreiber auch
Zugangsanbieter im Sinne des
Telemediengesetzes sind.
Allerdings macht der Entwurf
die dort geregelte Haftungsprivilegierung von Aufklärungs- und
Sicherungsmaßnahmen abhängig. Statt die bestehende Rechtsunsicherheit zu beseitigen wird
damit ein Haftungsrisiko für die
WLAN-Betreiber geschaffen. Ein
Sprecher des Verbands bezweifelt daher, ob der vorgestellte
Gesetzentwurf zu einer Verbes-
serung der Rechtssicherheit und
der Verbreitung von WLAN als
Zugang zum Internet beiträgt.
Weiterhin wird die im Gesetzesvorschlag vorgesehene Regelung
für Hosting-Anbieter kritisiert.
Mit dieser soll klargestellt werden, dass bestimmte Speicherdienste, deren Geschäftsmodell
im wesentlichen auf der Verletzung von Urheberrechten beruht, sich nicht auf das für Hosting-Anbieter geltende Haftungsprivileg berufen können. //HEH
eco Deutschland
VIRTUELLES 3-D-MODELL
Egal ob Wissenschaftler, Spieleentwickler, Städteplaner, Architekt oder Grafiker – sie alle haben die Möglichkeit, ein großflächiges Modell Berlins kostenlos
zu laden. Ein 3-D-Stadtmodell
der deutschen Hauptstadt ist ab
sofort als Open Data öffentlich
zugänglich. Für das Modell wurden rund 550.000 Gebäude auf
890 km² Stadtgebiet aus der Luft
fotografiert und vermessen. Im
Rahmen der Open-Data-Initiative des Landes Berlin werden die
3-D-Gebäudedaten des Stadtmodells über ein webbasiertes Ser-
viceportal bereitgestellt. Das
Open-Data-Modell versetzt den
Benutzer in die Lage, sowohl die
originären CityGML-Daten für
das gesamte Stadtmodell als
auch für Teilbereiche der Stadt
zu beziehen und für eigene Zwecke weiterzuverarbeiten. Über
eine Serviceschnittstelle können
einzelne Gebäude oder Teilbereiche in unterschiedlichen 3-DDatenformaten ausgewählt und
heruntergeladen werden.
Für Prof. Dr. Jürgen Döllner,
Leiter des Lehrstuhls für Computergrafische Systeme am Hasso-
Plattner-Institut in Potsdam,
bietet das Stadtmodell eine einzigartige Datenbasis: „Wir planen, das Berliner 3-D-Stadtmodell bei der Erforschung und
Entwicklung von Verfahren und
IT-Lösungen für die Visualisierung und Analyse von 3-D-Raummodellen einzusetzen. Konkret
wollen wir das Modell im Bereich
„Urban Analytics“ als Basis für
die Kommunikation von komplexen raumbezogenen Daten und
Prozessen verwenden.“ //HEH
Businesslocationcenter
Foto: Webseite Businesslocationcenter Berlin
Berlin ist als freies Open-Data-Modell verfügbar
3-D-Modell von Berlin: Der Blick auf
das Reichstagsgebäude mit Sitz de
Deutschen Bundestages.
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14
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SERIE // ANALOGTIPP
Überlegungen zum Takteingang
von A/D-Wandlern
IAN BEAVERS *
Bild 1: Ideales SNR gegenüber Analog-Eingangsfrequenz und Jitter
F
ür eine optimale Leistungsfähigkeit
sollten die Eingänge eines A/D-Wandlers für den Abtasttakt (CLK+ und
CLK−) mit einem differenziellen Signal getrieben werden. Dieses Signal gelangt normalerweise per AC-Kopplung über einen
Transformator oder über Kondensatoren an
die Anschlüsse CLK+ und CLK−. Diese Anschlüsse sind intern vorgespannt und benötigen keine zusätzliche Bias-Spannung.
Schnelle hochauflösende A/D-Wandler
reagieren empfindlich auf die Qualität des
Takteingangs. Um in einem schnellen A/DWandler ein gutes Signal/Rausch-Verhältnis
(SNR) zu erzielen, muss der Effektivwert des
Takt-Jitters je nach erforderlicher Eingangsfrequenz sorgfältig gewählt werden. Der Effektivwert des Takt-Jitters kann selbst bei den
leistungsstärksten A/D-Wandlern das SNR
* Ian Beavers
... arbeitet als Staff Engineer in der
Gruppe Digital Video Processing bei
Analog Devices in Greensboro, USA.
16
begrenzen. Noch stärker wird dieser Effekt
bei höheren Eingangsfrequenzen. Die Absenkung des SNR bei einer bestimmten Eingangsfrequenz (fA) nur aufgrund von Apertur-Jitter (tJ) lässt sich gemäß Gleichung 1
berechnen:
SNR = 20 ⋅ log10 ( 2π ⋅ fA ⋅t J )
(Gl. 1)
Der Effektivwert des Apertur-Jitters wird
durch die Quadratwurzel aller Jitter-Quellen
einschließlich Takteingang, Analog-Eingangssignal und Apertur-Jitter des A/DWandlers beschrieben. ZF-Anwendungen,
die mit Unterabtastung arbeiten, sind besonders empfindlich gegenüber Jitter, wie Bild 1
zeigt. Während sich die analoge Eingangsfrequenz des A/D-Wandlers mit dem gleichen
Effektivwert des Jitters verdreifacht, sinkt
das SNR um 10 dB.
Die Kurve zeigt die durch das Signal/
Rausch-Verhältnis begrenzte Leistungsfähigkeit bei verschiedenen Eingangsfrequenzen
über unterschiedliche Profile des Effektivwert-Takt-Jitters. Bei steigender Eingangsfrequenz ist ein niedrigerer Effektivwert des
Takt-Jitters erforderlich, um die gleiche SNRGrenze zu erreichen wie bei niedrigeren Eingangsfrequenzen. Zum Beispiel begrenzt der
Effektivwert eines Takt-Jitters von 200 fs den
SNR eines A/D-Wandlers auf nicht besser als
70 dB bei 250 MHz. Ein Eingangssignal von
1 GHz hingegen würde einen Takt-Jitter mit
einem Effektivwert von 50 fs benötigen, um
die gleiche Leistungsfähigkeit zu erzielen.
In Fällen, in denen der Apertur-Jitter den
Dynamikbereich des A/D-Wandlers beeinträchtigen kann, sollte man den Takteingang
als Analogsignal behandeln. Um eine Modulation des Taktsignals mit digitalem Rauschen zu vermeiden sollten separate Stromversorgungen für Takttreiber und die Ausgangstreiber des A/D-Wandlers verwendet
werden. Falls das Taktsignal aus einer anderen Quelle erzeugt wird (durch Gating, Teilung oder andere Methoden), sollte im letzten Schritt ein erneutes Timing auf das ursprüngliche Taktsignal stattfinden. // KR
Analog Devices
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ELEKTRONIKSPIEGEL // BRANCHEN & MÄRKTE
VERNETZTE PRODUKTION
IT UND TELEKOMMUNIKATION
Umsatz mit ITK-Produkten und -Diensten in Deutschland
180
148,0
(in Mrd. €)
150
+1,7%
120
151,6
151,0
-0,4%
+2,4%
153,3
155,5
+1,5%
+1,5%
2014
2015
90
Quellen: Bitkom, EITO, IDG, GfK
Bitkom steigert Jahresprognose
Bild: fotohansel/ Fotolia
IT-Firmen setzen auf Industrie 4.0
60
30
0
Rund sechs von zehn ITK-Unternehmen (62 Prozent) arbeiten
also an Industrie-4.0-Lösungen.
Bei einer ähnlichen Umfrage vor
zwei Jahren hatten nur 10 Prozent der ITK-Unternehmen erklärt, dass sie bereits Anwendungen für Industrie 4.0 im
Portfolio hätten. 13 Prozent hatten Absichten bekundet. // FG
BRANCHENBAROMETER
Elektro-Bestellungen gehen leicht zurück
Die deutsche Elektroindustrie ist mit einem leichten Minus ins neue Jahr gestartet. Im Januar 2015 lagen die
Auftragseingänge 0,3 Prozent unter dem Vorjahreswert.
Laut ZVEI nahmen die Auslandsaufträge zwar um 6,9
Prozent zu, aber die Bestellungen aus dem Inland blieben um 8,2 Prozent unter dem Vorjahresniveau.
2011
Apple und Samsung verlieren bei Tablets
Der gemeinsame Marktanteil der beiden derzeit größten Tablet-Hersteller Apple und Samsung wird bis 2019
auf 38 Prozent schrumpfen. Die Analysten von Juniper
Research erwarten, dass chinesische Hersteller sich ein
großes Stück des Tablet-Marktes sichern werden.
Servermarkt legt 2014 geringfügig zu
Im vierten Quartal 2014 sind die globalen Verkaufszahlen für Server um 4,8 Prozent im Jahresvergleich gestiegen, der Umsatz wuchs um 2,2 Prozent. Das melden die
Gartner-Marktforscher. Im Gesamtjahr 2014 stiegen die
Verkäufe um 2,2 Prozent, der Umsatz um 0,8 Prozent.
18
2013
Der Digitalverband Bitkom hat seine Wachstumsprognose für das
laufende Jahr angehoben. Der Umsatz mit Informationstechnik,
Telekommunikation und Unterhaltungselektronik soll demnach
2015 um 1,5 Prozent auf 155,5 Milliarden Euro wachsen. Bisher war
der Verband von einem Anstieg um 0,6 Prozent ausgegangen. Das
stärkste Wachstum wird im Softwarebereich erwartet.
// FG
SENSORIK UND MESSTECHNIK
AMA misst Investitionsschub
Invest Sensorik und Messtechnik
+24%
+16%
Globale CO2-Emissionen stagnieren
Erstmals seit 40 Jahren sind die weltweiten CO2-Emissionen nicht mit der globalen Wirtschaft mitgewachsen.
Wie die International Energy Agency (IEA) meldete, lag
der weltweite Kohlendioxid-Ausstoß 2014 bei 32,3 Milliarden Tonnen und blieb auf dem Niveau des Vorjahrs.
2012
Bestätigung: Wie im Vorjahr erwartet Bitkom ein Wachstum von 1,5
Prozent für die ITK-Branche.
+9%
+5%
+3%
+5%
2013
2014
-14%
2009
2010
2011
2012
2015
Sensoren detektieren Aufwind: Für das Geschäftsjahr 2015 rechnen die
AMA-Mitglieder mit einem Investitionsanstieg von satten 24 Prozent.
Der Branchenverband AMA für Sensorik und Messtechnik blickt auf
ein überdurchschnittlich gutes Jahr zurück. Der branchenweite Umsatz stieg 2014 um acht Prozent. Für das laufende Jahr erwartet die
AMA laut einer Mitgliederumfrage ein Plus von fünf Prozent. Darüber
hinaus investiert die Branche kräftig: Für 2015 rechnen die Mitglieder
mit einem Investitionsanstieg von 24 Prozent.
// HEH
Weitere Marktzahlen finden Sie unter:
www.elektronikpraxis.de/Marktzahlen
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Quelle: AMA-Verband für Sensorik und Messtechnik
Für die deutsche ITK-Branche
wird Industrie 4.0 immer mehr
zum Thema. Das zeigt eine repräsentative Befragung im Auftrag des Digitalverbands Bitkom.
Fast jedes dritte ITK-Unternehmen (31 Prozent) bietet Services
und Produkte für Industrie 4.0
an. Ein weiteres Drittel (31 Prozent) plant solche Angebote.
BERUF & KARRIERE // STELLENMARKT
KOSTENLOSES PROFIL-MATCHING AUF DER PCIM EUROPE 2015
Checken Sie Ihren Wert auf dem Arbeitsmarkt
Kostenloses Profil-Matching: Michael Köhler
steht Ihnen am 20. Mai auf der PCIM Europe zur
Verfügung.
Sie würden gerne erfahren, ob Sie mit Ihrem
beruflichen Hintergrund bei anderen Arbeitgebern begehrt sind? SchuhEder Consulting
bietet Ihnen hierzu auf der Fachmesse PCIM
Europe in Nürnberg die Möglichkeit. Am
Mittwoch den 20. Mai steht Ihnen das Team
für ein kostenloses Profil-Matching auf dem
Messegelände zur Verfügung.
Wie funktioniert das Profil-Matching?
Sie schildern uns Ihren bisherigen Werdegang und Ihre beruflichen Ziele für die Zukunft. Daraufhin erhalten Sie von uns eine
kurze Analyse, verbunden mit konkreten
Handlungsempfehlungen. Wir geben Ihnen
beispielsweise eine unverbindliche Einschätzung, wie Ihre derzeitigen Chancen auf
dem Arbeitsmarkt in der Elektronikbranche
stehen. Falls möglich, nennen wir Ihnen konkrete Unternehmen, die sich für Ihr Profil
interessieren könnten und stellen auf
Wunsch auch den direkten Kontakt her.
Was bringt Ihnen das Profil-Matching?
Wenn Sie mit dem Gedanken spielen,
sich beruflich zu verändern, kann Ihnen
unser Kurzprofil bei der Vorbereitung
helfen. Durch unsere langjährige Erfahrung als Recruiting-Spezialisten in der
Elektronikbranche, wissen wir, welche
Fähigkeiten die Unternehmen aktuell suchen. Möglicherweise unterschätzen Sie
Ihren beruflichen Wert. Andere Arbeitgeber könnten bereits seit Monaten nach
Ihrem Können suchen und Ihnen einen
deutlichen Gehaltssprung anbieten. Wir informieren Sie jedoch auch darüber, wenn
sich nach dem kostenlosen Profil-Matching
herausstellt, dass ein Unternehmenswechsel
in Ihrer momentanen Situation zu riskant
wäre. So haben Sie eine zusätzliche Experten-Meinung und können noch selbstbewusster in den anstehenden Bewerbungsprozess einsteigen.
// DF
SchuhEder Consulting
Die PCIM Europe ist die Fachmesse für Leistungselektronik, intelligente Antriebstechnik, erneuerbare
Energien und Energiemanagement.
Vom 19. bis 21. Mai präsentieren die
Aussteller der PCIM Europe in Nürnberg ihre neuesten Entwicklungen
von Leistungshalbleitern, passiven
Bauelementen, Produkten zur Wärmebeherrschung, intelligenter Antriebstechnik, neuer Materialien und
Sensoren. Um den Messebesuchern
noch mehr Vertraulichkeit bei den
Karrieregesprächen zu garantieren,
wird es in diesem Jahr keinen eigenen Messestand für die Karriereberatung geben. Am Mittwoch, den
20. Mai sind allerdings Mitarbeiter
von SchuhEder Consulting vor Ort,
die für diskrete Gespräche auf dem
Messegelände zur Verfügung stehen.
Termine für ein kostenloses ProfilMatching mit Michael Köhler von
SchuhEder Consulting können vorab
telefonisch unter +49(0)8106 36843
oder per E-Mail (info@schuh-eder.
com) vereinbart werden. Falls Sie die
PCIM Europe nicht besuchen können,
bieten wir Ihnen das Profil-Matching
natürlich auch gerne telefonisch an.
+49(0)8106 36 84 3
Markt Manager Industrie (m/w)
Product & Marketing Manager (m/w)
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Umsätze erfolgreich auszubauen.
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Produkt- und Marketingstrategien sowie die
optimale Zusammenarbeit mit strategisch
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
19
Bild: © XtravaganT - Fotolia.com
SERVICE // ONLINE
LESERMEINUNGEN
Künstliche Intelligenz, ElektroG, gehören E-Autos auf die Busspur?
Übernimmt künstliche Intelligenz die Steuerung?
Einem Computer unüberstimmbare Entscheidungsgewalt zu
überlassen halte ich für sehr gefährlich. Besonders wenn er ganze Firmen leiten soll. Hoffentlich
wird nicht vergessen, einen
hardwaremäßigen
Not-AusSchalter einzubauen. Es wäre
nicht so witzig, wenn sich der
Computer durch eigenständiges
Umprogrammieren nicht mehr
abschalten lässt. Hätte er dann
Zugriff auf die Stromversorgung
und Sicherheitssysteme, ließe
sich nicht einmal der Stecker ziehen. Andererseits, als Entscheidungshelfer finde ich künstliche
Intelligenzen wünschenswert,
besonders hinsichtlich langfristiger Entscheidungen. Der
Mensch tendiert ja eher dazu bei
der Entscheidungsfindung nur
kurzfristige Auswirkungen zu
bedenken. (anonym)
Handel soll Elektronik-Altgeräte
zurücknehmen
Das Gesetz wird ein Papiertiger
bleiben. Ich gebe meine ausrangierten Computer stets ordnungsgemäß bei der Sammelstelle ab. Zeitgleich erscheinen
Berichte in den Medien, in denen
sich nahezu baugleiche Geräte
20
auf riesigen Müllhalden in Afrika
türmen, die Stück für Stück zerlegt werden und dann die Leiterplatten unter freiem Himmel
über offenem Feuer unter erheblicher Schadstoffemission mit
unmittelbarer Exposition der
Arbeiter solange angekokelt werden, bis die Platinen das Kupfer
freigeben. Da wäre das Lagern
der Computer auf dem Dachboden bis zum Sankt-NimmerleinsTag umweltschonender.
(Forist JoergSeid)
Bitte aufmerksam die WEEE
Richtlinie lesen. Dort steht das
alles schon drin, seit 2003. Dass
Deutschland das ElektroG nicht
dementsprechend umgesetzt
hat, ist typisch. Bei der Umsetzung in nationales Recht ist
Deutschland oft Schlusslicht in
Europa. In der WEEE Richtlinie
von 2003 und 2012 steht auch,
dass, egal was der Hersteller
oder Gesetzgeber macht, für den
Verbraucher die Rückgabe kostenfrei sein soll. In Hong Kong
geht das so: Der Lieferant der
neuen Waschmaschine nimmt
das Altgerät mit. Der Platz auf
dem LKW ist ja da. Kleingeräte
werden neben die Mülltonnen
gestellt und weggeschnappt,
weil es Schrottsammelstellen
gibt, wo man dafür Geld bekommt. Das gleiche passiert mit
alten Möbeln, Plastikflaschen
jeder Art, Papier und Karton in
größerem Umfang, Glasflaschen,
Büchsen, usw. (anonym)
Bundestag lässt Elektroautos
auf die Busspur
Kein Wunder, dass unsere Politiker darüber nachdenken, die
Busspuren durch E-Autos blockieren zu lassen. Sie fahren nie
mit dem Bus und bekommen
auch genug Geld, um sich EFahrzeuge leisten zu können. Da
kann es ihnen nur Recht sein,
wenn sie mit E-Autos schneller
voran kommen und der Pöbel in
den Bussen versauert.
(Forist Fergerhof)
Autos gehören auf keine Busspur
und der Kaufanreiz ist auch eher
ein undurchdachter Ansatz. Besser sollte die Batteriemiete über
einen bestimmten Zeitraum bezuschusst werden. Das verhindert Missbrauch, fördert die Nutzung über den gesamten Lebenszyklus und kommt auch bei
Leuten mit kleineren Geldbeutel
an, die sich nur ein Gebrauchtfahrzeug leisten können. Weiterhin sollten Ladeparkplätze wirklich für Elektrofahrzeuge freige-
halten werden und Ladesäulenbetreiber
sollten
den
Betriebsstatus der Ladesäulen
frei zugänglich machen. Prinzipiell lässt sich mit der derzeitigen Infrastruktur gut planen,
problematisch wird es immer,
wenn Säulen defekt, entgegen
der Betreiberinformationen,
nicht öffentlich zugänglich oder
zugeparkt sind. (anonym)
Wie das Internet of Things sicher
wird
Das Internet ist nicht sicher, und
es wird niemals sicher sein. Warum sollte das beim Internet der
Dinge anders sein? Wir sollten
uns da keine Illusionen machen.
Was gehackt werden kann, wird
auch gehackt. Für den Tag X sollten wir allerdings vorbereitet
sein und entsprechende Notfallpläne für unsere Produkte in der
Schublade haben, anstatt in hektisches Treiben zu verfallen. Natürlich könnten wir auch ganz
auf eine Vernetzung verzichten,
wie es offenbar einige Sicherheitsfanatiker anstreben. Aber
wollen wir das?
(Forist Olaf Barheine)
Die Kommentare sind zum Teil
redaktionell gekürzt.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
09232
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m
m
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c
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m/n
o
is
c
g.
rax
p
xin
k
i
ron
t
k
ele
AUTOMOTIVE ELECTRONICS // INNOVATIONEN
TITELSTORY
Die ersten Monate des laufenden
Jahres brachten so manche über­
raschende Innovationen in Sachen
Autoelektronik und Elektromobilität.
So etwa den futuristischen F 015 auf
dieser und den Audi A7 auf der rech­
ten Seite, der die knapp 900 Kilome­
ter vom Silicon Valley bis Las Vegas
autonom zurücklegte, die Gesten­
steuerung im neuen Golf R Touch oder
den elektrisch angetriebenen und
aus einer Flusszelle gespeisten Quant
F mit rund 800 kW Leistung und 800
Kilometer Reichweite. Wir verraten
Ihnen, welche weiteren Highlights
Autohersteller und ­zulieferer unter
anderem auf der CES in Las Vegas, der
NAIAS in Detroit und dem Autosalon
Genf zu bieten hatten.
22
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AUTOMOTIVE ELECTRONICS // INNOVATIONEN
Der Autofrühling 2015 –
das sind die Highlights
Neue Assistenzsysteme, Autofahren per Gestensteuerung und Fortschritte bei Elektro- und Hybridfahrzeugen – die ersten Monate dieses
Jahres brachten eine ganze Reihe interessanter Innovationen.
Bild: Audi
THOMAS KUTHER
Start zur 550 Meilen langen pilotierten Testfahrt vom Silicon Valley nach Las Vegas: Ricky Hudi, Leiter Entwicklung Elektrik/Elektronik (links), und Ewald Gössmann, Excecutive Director Electronic Research Lab California (Dritter von rechts), schicken den Audi A7 Sportback piloted driving concept auf die Strecke.
D
ie ersten Überraschungen des Jahres
präsentierten Autohersteller und -Zulieferer bereits Anfang Januar – aber
nicht im Rahmen einer Autoausstellung,
sondern auf der weltgrößten Multimediamesse: der Consumer Electronics Show (CES)
Anfang Januar in Las Vegas.
Automobile Innovationen auf
der CES in Las Vegas
Das absolute Highlight war der F 015 Luxury in Motion von Mercedes-Benz, der eindrucksvoll demonstrierte, wie wir 2030 Auto
fahren: autonom und elektrisch mit Brennstoffzellen und luxuriös wie in der 1. Klasse.
Ein Hingucker war auch auf dem BoschStand zu finden: das Zukunftsauto K.I.T.T.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
aus der TV-Serie Knight Rider. Am Beispiel
dieses sprechenden und autonom fahrenden
Pontiac Firebird Trans aus den 1980er Jahren
demonstrierte Bosch, welche der damals visionären Technologien heute schon Realität
sind und dass somit automatisiertes Fahren
heute keine Utopie mehr ist. Diesen Beweis
stellte Audi mit einem selbstständig fahrenden A7 an, der die knapp 900 km vom Silicon
Valley nach Las Vegas autonom zurücklegte.
Neben immer mehr Assistenzsystemen
und dem autonomen Fahren sowie neuen
Bedienkonzepten stand unter anderem auch
die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander sowie mit anderen Diensten im Mittelpunkt der CES. So präsentierte BMW beispielsweise den ActiveAssist, ein System, das
sich unter anderem selbst seinen Parkplatz
sucht sowie eine ganze Reihe weiterer Assistenten beinhaltet. VW stellte die Gestensteuerung am Beispiel des neuen Golf R Touch
vor und Ford präsentierte sein neues Bediensystem Sync 3.
In Detroit zeigen Autobauer
viele Muskeln
Relativ unspektakulär verlief die North
American International Auto Show (NAIAS)
in Detroit vom 17. bis 25. Januar. So zeigten
insbesondere die US-Autobauer viele neue
Modelle, meist PS-starke Spritschlucker wie
den Ford F-150 Raptor mit rund 370 kW. Sprit
sparende Hybrid- und Elektroautos waren
dagegen Mangelware. Zu den Ausnahmen
23
Bild: Nanoflowcell
Bild: General Motors
Bild: VW
AUTOMOTIVE ELECTRONICS // INNOVATIONEN
Der VW Golf R Touch: mit 12,3-Zoll-Display, einem
per Gestensteuerung bedienbaren Bildschirm
rechts davon und einem 8-Zoll-Touch-Display.
Der neue Chevrolet Volt: General-Motors-Chefin
Mary Barra präsentiert das 2016-er Modell mit
Range Extender auf der NAIAS in Detroit.
Beeindruckend: der elektrische Supersportler
Nanoflowcell Quant F mit über 800 kW und einer
Reichweite von 800 km.
gehörte die Neuauflage des Chevrolet-Elektroautos Volt, das dank Range Extender nun
bis zu 676 km zurücklegen soll, oder, ebenfalls von Chevrolet, „Bolt“, die Vision eines
kleinen Elektoflitzers mit einer Reichweite
von 320 km. Der Honda FCV Concept feierte
im Rahmen der NAIAS seine USA-Premiere.
Er wird das weltweit erste mit Wasserstoff
betriebene Fahrzeug sein, bei dem der gesamte Antriebsstrang einschließlich der
kompakten Brennstoffzelle komplett im Motorraum der Limousine platziert ist. Der FCV
Concept bietet Platz für bis zu fünf Personen
und soll nach seiner Markteinführung im
März 2016 in Japan auch in den USA verkauft
werden. Gefolgt wurde seine Enthüllung von
der Mitteilung, dass Honda das Unternehmen „FirstElement Fuel“ mit 13,8 Mio. US-$
unterstützt, um den Ausbau des Wasserstofftankstellen-Netzes in Kalifornien und die
Einführung von Brennstoffzellenfahrzeugen
zu fördern.
Seine Weltpremiere feierte in Detroit die
Studie Cross Coupé GTE von Volkswagen mit
Plug-In-Hybridantrieb. Angetrieben wird die
fünfsitzige SUV-Studie von einem 3,6-Liter-V6-Benziner und zwei Elektromotoren.
Der Sechszylinder-Direkteinspritzer (FSI)
liefert eine Leistung von 206 kW und ein maximales Drehmoment von 350 Nm. Die zwei
Elektromotoren verfügen über 40 kW und
220 Nm sowie 85 kW und 270 Nm. Die Systemleistung addiert sich auf 265 kW. Wird das
gesamte Potenzial abgerufen, beschleunigt
das bis zu 209 km/h schnelle Cross Coupé
GTE in 6,0 s auf 60 mph (97 km/h). Dank der
im Mitteltunnel platzierten Lithium-Ionen-
Batterie mit 14,1 kWh kann das Cross Coupé
GTE über eine Distanz von 32 km rein elektrisch gefahren werden.
Der kalifornische Elektroautobauer Tesla
war in Detroit zwar ohne Neuheiten angetreten, aber Details zum gerüchteumwobenenen Model X gab es am Rande der NAIAS auf
der Tesla-Homepage. So sollen drei Varianten des Model X angeboten werden: Mit 60und 85-kWh-Batterie sowie mit dem 85-kWhPerformance-Paket, wobei jedes Model X mit
Dualmotor-Allradantrieb antritt. Das leistungsstarke SUV soll Platz für sieben Erwachsene bieten.
unaufdringliches Fahrzeug, das stets dazulernt und immer hilfsbereit ist. Dank eines
verschiebbaren Roboterlenkrads wird der
Innenraum sehr variabel.
Ebenfalls eine Premiere in Genf waren die
Elektro-Studie Quant F von NanoFlowcell,
ein viersitziges Coupé mit einer Leistung von
rund 800 kW und 800 km Reichweite, sowie
sein kleiner Bruder, der Quantino. Der hat
zwar nur 100 kW, seine Flusszelle und ein
Niedervoltantrieb sollen ihm aber zu
1000 km Reichweite verhelfen.
Audi präsentierte in Genf das neue R8 Coupé, das auch die Basis für den elektrisch angetriebenen Hochleistungssportwagen Audi
R8 e-tron bildet. Er verfügt über 340 kW Leistung und 920 Nm Drehmoment. Damit beschleunigt er in beeindruckenden 3,9 s von
0 auf 100 km/h. Der Spitzensportler erreicht
eine elektronisch begrenzte Höchstgeschwindigkeit von 210 bzw. 250 km/h. Übrigens: Der neue R8 hat auch die jüngste Entwicklung von Audi an Bord: den Laser-Spot
für das Fernlicht. Beim Laserlicht erzeugen
leistungsstarke Laserdioden aus einem sehr
kleinen Bauteil eine große Menge Lichtenergie. So erreicht das Laserfernlicht im Vergleich zu LED-Fernlicht nahezu die doppelte
Reichweite.
Eine weitere Premiere in Genf war der
Luxus-Van Concept V-ision e von MercedesBenz mit Hybridantrieb. Für den Vortrieb
sorgt ein hocheffizientes Doppelherz aus
Benzin- und Elektromotor, das eine Systemleistung von 245 kW und ein Systemdrehmoment von bis zu 600 Nm bei einem Normverbrauch von unter 3,0 l/100 km liefert und
eine rein elektrische Reichweite von bis zu
50 km bietet.
Nur wenig „grüne“ Autos auf
dem Autosalon Genf
Der Genfer Auto-Salon Mitte März schließlich war die erste wichtige Automesse des
Jahres in Europa. Wie in Detroit dominierten
auch in Genf kraftstrotzende PS-Boliden an
den Messeständen, wobei sogar unter diesen
Hybridfahrzeuge vertreten waren, beispielsweise der McLaren P1 GTR angetrieben von
einem 3,8-Liter-Doppelturbo-V8 mit 588 kW
und einem 147-kW-Elektromotor. Allerdings
wird der P1 GTR keine Straßenzulassung
bekommen. Ebenfalls nur für die Rennstrecke konzipiert ist der leistungsmäßig auch
bestens ausgestattete Hybrid-Renner Ferrari
FXX K mit seinen 772 kW.
Die Schweizer Ideenschmiede Rinspeed
stellte wie jedes Jahr auch heuer wieder ein
Aufsehen erregendes Fahrzeug vor, diesmal
das Concept Car Budii. Laut Hersteller ist das
knuffige Elekroauto ein „Freund des Menschen“: ein personifiziertes, autonomes und
„Die Elektrifizierung des Antriebs kommt,
daran werden auch die aktuell niedrigen
Rohölpreise nichts ändern.“
Dr. Volkmar Denner, Bosch
24
Neuigkeiten aus der Branche
abseits der Messen
Doch nicht nur auf Automessen sind bemerkenswerte Entwicklungen zu finden. Uns
erreichen täglich Meldungen zu Innovatio-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Bild: Audi
Bild: Audi
AUTOMOTIVE ELECTRONICS // INNOVATIONEN
Der Audi R8 e-tron: Dank 340 kW Leistung und
920 Nm Drehmoment beschleunigt er in 3,9 s
von 0 auf 100 km/h.
An der Strandpromenade auf Wangerooge gerne
gesehen: Der DKW-Elektro-Wagen als emissionsfreies Transportmittel.
nen, die wir unseren Lesern keinesfalls vorenthalten wollen. So entwickelt Jaguar Land
Rover derzeit Technologien, die den Fahrer
mit ausgewählten Farben, Tönen und haptischen Signalen schnell und sicher auf mögliche Gefahren aufmerksam machen. Diese
spezifischen Warnhinweise sprechen gezielt
die menschlichen Instinkte an und ermöglichen es, blitzschnell auf kritische Verkehrssituationen zu reagieren, um so Unfälle zu
verhindern.
Der als C 350 PLUG-IN Hybrid angekündigte Mittelklasse-Mercedes mit Hybridantrieb
kommt nun als C 350 e auf den Markt. Der
Vierzylinder-Ottomotor des C 350 e schöpft
aus knapp zwei Litern Hubraum 155 kW und
bietet ein maximales Drehmoment von
350 Nm. Der Elektromotor leistet bis zu
60 kW und liefert ein Drehmoment von
340 Nm. Damit kann eine Systemleistung von
205 kW und ein Systemdrehmoment von
600 Nm abgerufen und über die serienmäßige 7-Gang-Automatik 7G-TRONIC PLUS übertragen werden. Den Spurt von 0 auf 100 km/h
absolviert die Limousine in 5,9 s, das T-Modell in 6,2 s. Die Limousine erreicht eine
Höchstgeschwindigkeit von 250 km/h, das
T-Modell bis zu 246 km/h, bei einem zertifizierten Kraftstoffverbrauch von jeweils
2,1 l/100 km. Das entspricht einer CO2-Emission von 48 g/km (T-Modell 49 g/km). Zudem
bieten beide Varianten des C 350 e die Möglichkeit, bis zu 31 km rein elektrisch und
damit lokal völlig ohne CO2-Emissionen zu
fahren – zum Beispiel in der Stadt.
„Die Elektrifizierung des Antriebs kommt,
daran werden auch die aktuell niedrigen
Rohölpreise nichts ändern“ – erklärte Dr.
Volkmar Denner, Vorsitzender der Geschäftsführung der Robert Bosch GmbH auf dem
Car-Symposium in Bochum. Bosch rechnet
laut Denner damit, dass im Jahr 2025 rund
15% aller weltweit gebauten Neufahrzeuge
mindestens einen Hybrid-Antrieb haben. In
Europa wird dann sogar mehr als ein Drittel
aller neuen Autos mindestens teilelektrisch
angetrieben. Als einen Schlüssel für sinkende Fahrzeugpreise nannte der Bosch-Chef die
Weiterentwicklung der Batterietechnologie.
Der bereits 2013 in Genf vorgestellte Toyota i-ROAD erobert nun Tokio: Im Rahmen
eines neuen Car-Sharing-Projektes steht das
ultrakompakte Elektroauto ab April auch in
der japanischen Hauptstadt für Fahrten bereit. Das dreirädrige Fahrzeug ist nicht einmal 90 Zentimeter breit, bietet aber Platz für
zwei Personen.
Und noch eine nette Geschichte am Rande:
Die historische Sammlung Audi Tradition
präsentierte kürzlich einen außergewöhnlichen Neuzugang: einen „DKW Elektro Wagen“ von 1956. Bei dem nun nach aufwändiger Restauration „heimgekehrten“ ElektroSchnellaster handelt es sich um ein besonderes Exponat: Der DKW fuhr auf der
Nordseeinsel Wangerooge, wo Automobile
mit Verbrennungsmotoren verboten sind.
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25
EMBEDDED COMPUTING // INDUSTRIE-BOARDS
Die Module im Embedded Markt –
eine Auswahlhilfe
Nachdem die Entscheidung für den Einsatz eines Moduls gefallen
ist, kommt der weitaus schwierigere Teil der Entscheidung – die Suche
nach der besten Lösung.
WOLFGANG HEINZ-FISCHER *
Computer (SBC) angeboten, die für manche
Anwendungen durchaus ausreichend sind.
Hier ist allerdings manchmal die Frage, nach
der langfristigen Lieferfähigkeit im gleichen
Formfaktor und in der gleichen Ausführung.
Bleiben die Stecker tatsächlich an der gleichen Stelle, kann ich also ohne Umbau ein
SBC langfristig beispielsweise in meine Maschine einbauen?
Dies ist die prinzipielle Frage des Standards. Wieweit ist der Standard tatsächlich
beschrieben und fixiert und wieviel Freiheitsgrade sind zugelassen? Die wesentlichen Erwartungen in einen Standard sind
sicherlich die Austauschbarkeit der Systeme
verschiedener Anbieter und die Skalierbarkeit, um sich unterschiedlichen Anforderungen leicht anpassen zu können. Erfüllen die
Standards die Erwartungen, sind sie sicher
hilfreich und sinnvoll.
Proprietäres Modul von TQ:
das TQMa28 mit ARM-basiertem Prozessor
B
ei der Fülle von (Lock-)Angeboten ist
es nicht einfach, den Überblick zu behalten und sich nicht von leeren Marketingversprechungen in eine Sackgasse
führen zu lassen. Denn die Entscheidung für
ein Modul hat weitreichende Folgen für den
Anwender. In jedem Fall ist eine langfristige
und zuverlässige Lösung das Ziel, die einmal
getätigten Investitionen beim Einstieg in ein
modulares Design sollen sich ja langfristig
tragen und sich später nicht als Bumerang
erweisen. Die Anzahl der angebotenen Mo-
* Wolfgang Heinz-Fischer
... ist Leiter Marketing und Öffentlichkeitsarbeit bei der TQ-Group, Seefeld.
26
dule im Embedded Markt ist fast unüberschaubar. Wie finde ich also für meine Anforderungen das optimale Modul?
Zuerst einmal steht da natürlich die Frage,
ob es zu dem ausgesuchten Prozessor ein
Modul am Markt gibt oder ob ein anderer
Prozessor, für den es ein Modulangebot gibt,
auch passen könnte. Prinzipiell muss man
unterscheiden zwischen Modulen mit einem
x86-Prozessor und den anderen Architekturen. Hier gibt es grundlegende Unterschiede
im Markt und auf der Angebotsseite. Auf der
Seite der x86-Module gibt es eigentlich nur
die Standards, heute mit COM Express und
Qseven. Die Industriestandards ETX und XTX
sind etwas in die Jahre gekommen, es gibt
aber immer noch Angebote im Markt. Daneben werden auch immer mehr Single Board
Tatsächliche Austauschbarkeit
nur bei genauer Spezifikation
Wie nahe kommen die angebotenen Standards dem Traum von einem absoluten Standard oder wie oft kommt die Ernüchterung,
dass die Erwartungen im realen Einsatz leider nicht erfüllt werden? Standards im Embedded Markt versprechen ja, dass alle Module, die diesem Standard folgen, kompatibel und damit austauschbar sind. Das heißt
für den Anwender, er entwickelt ein Applikationsboard, das dem Standard folgt und
kann dann zwischen den unterschiedlichen
Herstellern auswählen und das Modul einfach aufstecken. Benötigt er mehr Leistung,
nimmt er einfach das entsprechend leistungsstärkere Modul eines Herstellers und
ersetzt das vorhandene Modul. Das hört sich
erst einmal sehr gut an, leider sieht die Realität anders aus und in 90 Prozent der Fälle
ist eine Anpassung oder Änderung des Applikationsboards notwendig.
Tatsächliche Austauschbarkeit in allen
Fällen ist nur dort gegeben, wo der Standard
sich nur auf eine ganz eng gefasste Spezifi-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
EMBEDDED COMPUTING // INDUSTRIE-BOARDS
zierung von Funktionen beschränkt. Dazu
zählen unter anderem PC/104, in dem nur
der ISA und PCI Bus festgelegt ist, alle weiteren Funktionen werden mehr oder weniger
durch ein herstellerspezifisches Steckergrab
realisiert. Ähnlich sieht es bei MicroTCA und
anderen Telekom-Standards aus. Schaut
man sich dagegen mal den über die PICMG
verwalteten COM Express-Standard im Detail
an, wird schnell deutlich, wo die Grenzen
eines eigentlich klar beschriebenen Standards liegen.
Bei x86-Modulen werden zwar alle Prozessorfunktionen abgebildet, sind also am Stecker verfügbar. Je nach Prozessor oder Chipsatz können jedoch nicht alle im Standard
definierten Funktionen abgebildet werden,
weil diese vom Prozessor/ Chipsatz nicht geliefert werden. So sind beispielsweise im
COM Express-Standard 8x USB 2.0 Schnittstellen definiert, die jedoch von den wenigsten Prozessor/Chip-Set-Kombinationen unterstützt werden. Meist stehen zwischen 4
und 6 USB 2.0 Schnittstellen zur Verfügung.
Auch die im COM Express-Standard-Pinout
Version 2 festgelegten 24 PCI Express Lanes
sind in aller Regel nicht komplett unterstützt.
Ein Atom-Prozessor liefert etwa nur 2 PCI
Express Lanes x1.
Das heißt zwar, dass ich in ein Applikationsboard, das für eine Atom Design entwickelt wurde, ein gleiches Modul, beispielsweise COM Express Compact mit einem CoreProzessor aufstecken kann, ich nutze allerdings nicht die zusätzlichen PCI Express
Lanes. Die gleiche Einschränkung gilt in die
umgekehrte Richtung. Ein auf einen CoreProzessor optimiertes Applikationsboard
wird mit Einsatz eines Moduls mit AtomProzessor nicht alle Funktionen unterstützen. Einfacher sieht der x86-Modulmarkt bei
der Unterstützung der Softwaretreiber aus
und macht einen Umstieg zu einem anderen
Modul nicht zu schwierig. Die entsprechenden Treiber sind in aller Regel von den Web-
Bild 1: Standard-COM-Express-Minimodul TQMxE38M von TQ mit x86-Prozessor
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
seiten der Chiphersteller runterzuladen. Ist
also schon beim x86-Modulmarkt Vorsicht
geboten, ob die Erwartungen an Kompatibilität und Skalierbarkeit wirklich gegeben
sind, stellt sich der Markt der anderen Architekturen weitaus komplizierter dar. Hier wird
man schnell feststellen, dass es sich um eine
komplett andere Welt handelt, auch wenn
viele Marketingaussagen versuchen, etwas
anderes vorzugaukeln.
Außerhalb der x86-Modulwelt, dominieren Module basierend auf ARM-Architektur.
Betrachtet man die Anbieter von ARM-basierenden Prozessoren, also unter anderem
Freescale, TI, Samsung, Infineon, NVIDIA
und viele andere, wird deutlich, dass die
Chiphersteller ihre Spezifikationen nach ihren Zielmärkten festgelegt haben. Damit ist
das Funktionsangebot der einzelnen Prozessoren teilweise sehr unterschiedlich. Anders
als bei der x86-Architektur macht das eine
Standarddefinition fast unmöglich. Die Qseven-Gruppe und die SMARC-Gruppe haben
beide je einen Standard vorgestellt. Bei der
Einführung hat sich schon gezeigt, dass ein
gemeinsamer Weg oder eine Beschreibung
fast unmöglich erscheint.
SMARC-Standard und unterschiedliche Zielmärkte
Qseven geht dabei von einer Verwandtschaft zwischen x86 und ARM aus, was
durchaus legitim ist. Beide Architekturen
adressieren heute teilweise dieselben Applikationen. Verlangt die Applikation nur die
Basisschnittstellen wie Ethernet, USB und
Grafik, dann ist bis auf die notwendige Softwareanpassung durchaus ein Austausch der
Architekturen möglich. Bei der Einführung
von SMARC wurde auf die sehr unterschiedlichen Zielmärkte von x86 und ARM hingewiesen. Wird eine gute Grafik und eine
schnelle Datenübertragung, also viele PCIeSchnittstellen, benötigt, ist die x86-Architektur mit dem Standard COM Express erste
Wahl. Werden mehr Industrieschnittstellen,
wie unter anderem CAN, Seriell, I²C, SPI oder
Kamerainterface benötigt, ist SMARC besser
geeignet. Auch wenn der SMARC-Standard
deutlich näher an den angebotenen Funktionen von ARM-Prozessoren angelehnt ist,
löst es nicht das generelle Problem, die Abbildung der sehr unterschiedlichen Funktionen unterschiedlicher Prozessoranbieter
unter einen Hut zu bringen. Auch hier lohnt
der Blick ins Detail.
So bietet ein Hersteller SMARC-Module mit
einem Freescale-, NVIDIA- und einem TIProzessor an. Die in den Spezifikationen
angegebenen 2 CAN-Schnittstellen sind bei
der Freescale- und TI-Lösung vorhanden, bei
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27
EMBEDDED COMPUTING // INDUSTRIE-BOARDS
Bild 2: Entscheidungsmatrix bei der Wahl des richtigen Embedded-Moduls
der NVIDIA-Lösung jedoch nicht. Die spezifizierten 3 PCIe x1 Schnittstellen sind bei der
Freescale-Lösung über einen Brückenchip
realisiert, die NVIDIA-Lösung bietet 2x PCIe
x1 und die TI-Lösung bietet keine PCIe x1
Schnittstelle. Auch hier ist die Frage nach der
Austauschbarkeit der Module eines Herstellers, die alle dem gleichen SMARC-Standard
folgen, erlaubt. Und wie finden sich die neuen Schnittstellen, wie unter anderem USB 3.0
in den aktuellen Standards wieder? Kommen
neue Standards oder neue Definitionen und
sind diese wiederum kompatibel zu den bisherigen Standards? Bei ARM-Modulen ist ein
Umstieg von einer Architektur oder von einem Anbieter zum nächsten mit einer zusätzlichen Hürde versehen – die Softwaretreiber.
Was bei x86-Systemen noch recht einfach ist,
funktioniert in diesem Segment nicht. So hat
jeder Modulanbieter, auch wenn er den gleichen Prozessor auf dem gleichen Standard
anbietet, sein eigenes BSP. Dieser Teil muss
also in jedem Fall angepasst oder neu entwickelt werden.
Standards im ARM-Modulmarkt sind also
immer Kompromisse bezüglich der verfügbaren Schnittstellen am Modulstecker. Je
nach Standard und eingesetztem Prozessor
hat der Anwender keinen Zugriff auf eine
Reihe von Funktionen des Prozessors. Bezahlen muss er aber für den kompletten Funktionsumfang. Und sollte der Prozessor in zu-
28
künftigen Applikationen die notwendigen
Funktionen bieten, bleibt die Frage, ob diese
auch vom Modul unterstützt werden.
Außerdem sind die Applikationsboards
meist auf eine Anwendung und Leistung optimiert. Die reale Welt zeigt, dass beim Bedarf
von mehr Leistung auch das Applikationsboard auf diese Mehrleistung optimiert wird.
So ist einfach nachzuvollziehen, dass ein
Porschemotor in einem Polo-Chassis nicht
optimal funktionieren kann, genauso natür-
PRAXIS
WERT
x86- oder ARMModul von TQ?
TQ trägt als Lösungsanbieter für innovative Technologien den Anforderungen vom Markt Rechnung und
bietet sowohl proprietäre als auch
Standard-Module an. Dabei sind die
ARM-basierten Module auf den Prozessor optimiert, bei den Standards
liegt der Fokus auf der Entwicklung
von x86-Modulen.
lich umgekehrt. Damit wird die Frage nach
der Notwendigkeit der Skalierbarkeit eigentlich beantwortet.
Es lohnt sich also ein 1:1-Vergleich der
Funktionen, die am Stecker des Moduls zur
Verfügung stehen, um zu entscheiden, ob ein
einfacher Austausch ohne Änderung des
Applikationsboards möglich ist. So bleiben
Überraschungen bei dem Einsatz eines Moduls eines anderen Herstellers oder bei der
Hochrüstung mit einem leistungsstärkeren
Modul aus. Sonst kann die Entscheidung
schnell als Bumerang zurückkommen und
ein Vielfaches an den vermeintlich eingesparten Kosten bedeuten. In jedem Fall wird
der Wunsch nach einem absoluten Standard
bei Embedded Modulen mit ARM-Architektur
ein Traum bleiben. Dies zeigt allein schon
die Fülle an Standards in diesem Bereich.
Trotzdem haben Standards ihre Berechtigung. In vielen Fällen, in denen nicht der
komplette Funktionsumfang des Moduls /
Prozessors genutzt wird, wird es eine Reihe
von kompatiblen Modulen verschiedener
Hersteller geben, die tatsächlich austauschbar sind. Auch die Wiederverwendung von
Teilen des alten Applikationsboards im neuen Design hilft natürlich Kosten beim neuen
Design zu sparen.
// HH
TQ-Group
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PICO-ITX
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Basis der Intel Atom Prozessoren
(Bay Trail). Das lüfterlose Board
ist mit bis zu 4GB DDR3L RAM
Speicher bestückt. Wärmequel-
len wie CPU und RAM befinden
sich auf der Unterseite der Platine. Als Kühllösung steht ein Heat
Spreader für die mechanische
Adaption an das Gehäuse zur
Verfügung sowie eine nur 15 mm
hohe passive Heat Sink.
Die integrierte, gegenüber der
Vorgängerplattform deutlich
leistungsfähigere Grafik unterstützt DirectX 11, OpenGL 3,
OpenCL 1.2 sowie eine hoch performante, flexible Hardware Dekodierung.
Data Modul
COM EXPRESS COMPACT
Typ-6-Modul mit Intel Core 5G CPU
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Typ 6 Modul mit Intel-Core-Prozessoren der 5. Generation an.
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(Codename Broadwell U) und bis
zu 16 GB Dual-Channel DDR3L
Speicher. Mit einer im Vergleich
zu vorherigen CPUs verbesserten
Grafik- und Rechenleistung ist
das Modul für lüfterlose EdgeGeräte ausgelegt, die selbst bei
beengten Platzverhältnissen eine leistungsfähige Grafik- und
Multitasking-Performance erfordern. zu den Anwendungsbereichen zählen Digital Signage,
Medizintechnik, Transportwesen, Machine Vision etc.
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29
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EMBEDDED COMPUTING // SPEICHER
Der richtige Flash-Speicher für
M2M-Applikationen
M2M-Anwendungen im IoT benötigen Verbindungstechnik, über die
Embedded-Applikationen, Prozessoren, Sensoren und andere
Peripherie weitestgehend selbständig miteinander kommunizieren.
Bild: VBM-Archiv
DAN CRAIG, SRIDHAR LINGAM *
M2M-Hardware-/Softwarestack: M2M-Module sind meist mit Flash zum Speichern von Daten und mit flüchtigem Speicher als Zwischenspeicher ausgestattet
E
ine M2M-Systemlösung beinhaltet die
für eine einfache Applikationsentwicklung erforderliche Hardware, gehostete Software und Dienste sowie drahtgebundene und drahtlose Kommunikationsgeräte,
-module und -adapter. Darüber hinaus bietet
eine M2M-Lösung Management-, Messagingund Speicherdienste zur Anbindung von
entfernten Teilnehmern, Unternehmensanwendungen etc.
In komplexen Umgebungen sind M2MModule eigenständige Geräte mit spezifischen Schnittstellen (z.B. USB), flüchtigem
und nichtflüchtigem Speichern, Applikationen, Betriebssystem und Device-Treibern
(siehe Aufmacherbild). Die meisten M2MModule haben einen Flashspeicher zum
Speichern von Daten sowie einen flüchtigen
Speicher, z.B. SRAM oder DRAM, als Zwischenspeicher. Die Entwicklungsansätze für
* Dan Craig
... ist Segment Marketing Director,
Sridhar Lingam
...ist Sr. Product Marketing Manager, Micron
Technology
30
M2M-Dienste sind so vielschichtig, das spezielle Hosting-Bausteine für die Kommunikation und den Datenfluss gebraucht werden, um z.B. für einen Point-of-Sale-Terminal
(POS) sichere Kommunikationspfade zu
bieten.
Flash für Short-Range
M2M-Lösungen
Bei komplexen Systemumgebungen steigen die Anforderungen an den Systemspeicher. Die Wahl der Speichertechnologie ist
ausschlaggebend für die Optimierung eines
Systems hinsichtlich der Leistungsfähigkeit
und Intelligenz – ob es nun darum geht, Daten zu speichern oder die Verarbeitung neuer Datenarten zu ermöglichen. Bei der Auswahl von geeigneten Komponenten fließen
verschiedene Faktoren ein, die es alle gleichermaßen zu betrachten gilt: Eine kostengünstigere Lösung adressiert womöglich
nicht das Thema Langlebigkeit – dies ist jedoch bei M2M-Produkten mit längerer Lebensdauer unerlässlich.
Bei Short-Range M2M-Lösungen werden
Sensoren und Geräte innerhalb derselben
Netzwerkinfrastruktur betrieben, z.B. einem
Local Area Network (LAN) oder Personal
Area Network (PAN). Short-Range-Lösungen
beinhalten zahlreiche Wireless-Kommunikationstechnologien, von proprietären bis hin
zu standardisierten Technologien wie Wi-Fi,
Bluetooth, Zigbee und Z-Wave. Diese Standards werden ständig weiterentwickelt, um
mit den wachsenden Anforderungen an die
M2M-Kommuniktion Schritt zu halten und
die Interoperabilität mit einem immer breiteren Anwendungsspektrum unterstützen
und gewährleisten können.
Im Bereich der Short-Range M2M-Lösungen mit Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave etc.
kommen vorranging Embedded-Speicher
zum Einsatz. Sie sind platzsparend und ermöglichen schnellere Bootzeiten sowie optimiertes Execute-in-Place (XiP). Doch bergen sie auch Nachteile, die es bei der Systementwicklung zu berücksichtigen gilt.
Der größte Nachteil von Embedded-Speichern ist deren geringere Bitdichte und somit
das Risiko, dass für die aktuellste Softwareversion nicht mehr genügend Bits zur
Verfügung stehen. Es ist also ratsam, externen Speicher mit einzuplanen, z.B. 128 Mb
serieller NOR- oder 1-2 Gb NAND-Flashspeicher. Damit gewährleistet ist, dass ausreichend Speicherdichte vorhanden ist, um im
Falle einer Netzunterbrechung den Programmcode oder ein Image der vorherigen
Version abzulegen.
Zudem ermöglichen Embedded-Speicher
nur eine begrenzte Anzahl an Schreibzyklen
und eignen sich u.U. nicht zur Parameterspeicherung, besonders bei Anwendungen,
in denen Systemparameter mehrmals über
die Lebensdauer aktualisiert werden müssen. Diese Einschränkung lässt sich zwar
mithilfe von Cache-Speicher umgehen, doch
dies bedeutet zusätzliche Systemkosten. Zu
guter Letzt ist auch die höhere Leistungsaufnahme bei Flash-Updates im Hinblick auf die
Gesamtsystemeffizienz während der Löschund Schreibzyklen zu betrachten.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
EMBEDDED COMPUTING // SPEICHER
Bild: VBM-Archiv
Intelligent Solutions
Bild 1: Mobile M2M-Module – Marktgröße und -prognose nach Technologie
Long-Range M2M-Lösungen erfordern eine
permanente Netzwerkanbindung für die Sensoren und Geräte in großen Infrastrukturen
über mehrere Netzgrenzen hinweg. Diese
Lösungen basieren größtenteils auf Mobilfunktechnologie.
Flash für Long-Range
M2M-Lösungen
M2M-Mobilfunkmodule sind als 2G- und
3G/4G-Variante erhältlich. 3G-Netzwerke basieren auf dem HSDPA-Standard (High-Speed
Downlink Packet Access). Dieser ist mit den
gängigen Mikroprozessor-Architekturen
kompatibel und ermöglicht leistungsstarke
Echtzeit-Multimedia- und Browse-Funktionalität. Im Gegensatz zu den langsameren
2G-Netzwerken werden sich 3G-Netzwerke
weiterhin internationaler Beliebtheit erfreuen und Teilnehmer hinzugewinnen.
Die Anzahl mobilfunkbasierter IoT-Verbindungen wird sich voraussichtlich in den
nächsten drei Jahren fast verdoppeln. Die
Betreiber arbeiten an einer Optimierung der
4G-LTE-Netzwerke, um leistungsfähige Datendienste bereitstellen zu können. Mobile
Netzbetreiber (MNO), die umsatzstarke M2MDienste verwenden, fördern die Verbreitung
von 3G- und 4G-Netzwerken. M2M-Modulhersteller setzen in neuen Designs keine 2Gzertifizierten Module mehr ein, sondern
orientieren sich vielmehr an neueren Komponentenlösungen und hochmodernen Fertigungstechnologien. Folglich wächst der
Markt für 3G-M2M-Module – bis 2016 werden
sie voraussichtlich die Hälfte aller M2MMobilfunkverbindungen für sich beanspruchen.
Bild 2 zeigt die typischen Funktionsblöcke
eines M2M-Mobilfunkmodul inklusive Soft-
Saving Energy –
Say Sharp
Energiesparende TFT Displays
der neuen Generation
Bild: VBM-Archiv
• Bildschirmdiagonalen von 2,5cm ( 0,99“) bis
11,2cm (4,4“) verfügbar
• Monochrome / Multicolor TFTs mit
Auflösungen von 128 x 128 Pixel bis zu
400 x 240 Pixel
• Ideal für industrielle, medizinische und
sicherheitstechnische Anwendungen
• Semikundenspezifische Anzeigen mit LED
Hintergrundbeleuchtung
• Leistungsaufnahmen von 10µW bis 200µW
(unbeleuchtet)
• Störungssichere serielle Schnittstelle
Bild 2: Funktionsblöcke eines M2M-Mobilfunkmoduls (inklusive Softwarestack)
MSC Technologies GmbH
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
31
www.msc-technologies.eu
warestack. Die Flash-Speicheranforderungen liegen zwischen 32 Mb für 2G - und 4 Gb
für 4G-Mobilfunkmodule. Die Modemgeschwindigkeit ist bei 2G-Mobilfunkmodulen
langsamer, und benötigt mit 32 oder 64 Mb
eine geringere Speicherdichte für kritischen
Kommunikationscode. Hier ist NOR-Flash
die geeignete Speicherlösung. Ihre Executein-Place-Architektur (XiP) erlaubt die Codeausführung außerhalb des Flash-Speichers
und erfordert nur 16 bis 32 Mb PSRAM im
Arbeitsspeicher oder Extended-Cache. 3Gund 4G-Mobilfunkmodule sind hinsichtlich
Leistungsfähigkeit und Speicherdichte anspruchsvoller. Der kritische Kommunikationscode ist wesentlich komplexer, und das
System muss eine Kopie des Software-Images
und Java-Middleware-Versionen speichern.
Die Anforderungen an die Speicherdichte
steigen damit beim NAND-Flashspeicher auf
bis zu 4 Gb an. Aus Kostensicht ist hierfür ein
SLC NAND ab einer Speicherdicht von 1 Gb
die richtige Wahl.
Leistungsfähigkeit, Dichte,
Kosten und Verpackung
Ein Umstieg auf NAND-Flash bedeutet jedoch, dass Code nicht direkt außerhalb des
Flashspeichers ausgeführt werden kann,
PRAXIS
WERT
Mehr Daten, mehr
Ressourcen
M2M-Bausteine verbinden Objekte
wie Fertigungshallen, Energienetze,
Gesundheitseinrichtungen und Transportsysteme heute mit dem Internet.
Ein Objekt, das sich digital darstellen
lässt, kann von überall aus gesteuert
werden. Dieser Grad an Konnektivität
bedeutet jedoch auch größere Datenmengen aus zahlreicheren Quellen
sowie auch mehr Möglichkeiten, die
Effizienz und Sicherheit zu erhöhen.
Ein wachsendes Datenvolumen beansprucht zudem mehr Ressourcen zum
Speichern und zum Ausführen von
Aktionen. Leistungsparameter, Speicherdichte, Kosten, Gehäuse, Langlebigkeit und Anwendungsszenarios
sind die wichtigsten Kriterien bei der
Auswahl für eine effiziente Speicherlösung für Ihre M2M-Produkte.
32
Bild: VBM-Archiv
EMBEDDED COMPUTING // SPEICHER
Bild 3: Kosten-/Density-Kurve für Flashspeicher nach Technologie
sondern in das RAM geladen werden muss.
Diese Architektur wird als Store-and-Download (SnD) bzw. Compute-Memory bezeichnet und bedeutet wesentlich höhere Anforderungen bei externen DRAMs hinsichtlich
der Codeausführung. Die Gesamtkosten der
Speicherlösung bleiben mit denen einer
NOR-Flash- und DRAM-Lösung mit geringerer Dichte vergleichbar.
Aufgrund des kleinen Formfaktors von
M2M-Modulen kommen bevorzugt MultiChip-Packages (MCP) zum Einsatz, die erheblich platzsparender sind als sparate Flashund DRAM-Kombinationen. Bild 5 zeigt eine
MCP-Lösung bestehend aus einem 1 Gb
NAND und einem 512 Mb LPDRAM in einem
Gehäuse mit den Abmessungen 8 mm x 9 mm
x 1 mm zur Unterbringung in einem 3G/4GM2M-Modul.
NOR-Flash ist im Vergleich zu NAND-Flash
die bewährtere Lösung für Automotive-, Industrie- und Medizintechnikapplikationen.
Diese zeichnen sich durch lange Lebenszyklen aus; die durchschnittliche Laufzeit eines
M2M-Moduls liegt typisch bei 10 Jahren und
länger. Zudem führt NOR-Flash sämtliche
Speicherfunktionen eigenständig aus, während ein NAND-Flash hierfür die Unterstützung des Prozessor benötigt, z.B. für ECC,
Bad-Block-Management und Wear-Leveling.
Diese Anforderungen erschweren es u.U., das
Produkt über seine gesamte Lebensdauer
oder im Falle schrumpfender NAND-Geometrien zu unterstützen, denn es ist kaum sicherzustellen, dass sich die Eigenschaften
von NAND-Speichern in diesem Fall nicht
verändern.
Die Möglichkeit, Systemspeicherupdates
auszuführen, ist einer der Hauptvorteile der
Flash-Speichertechnologie für EmbeddedApplikationen, die typisch etwa 100.000
Programmier- und Löschvorgänge sowie
mindestens 10 Jahre Datenhaltezeit (Retention) erfordern. NOR-Flash-Speicher erfüllt
diese Anforderungen bereits über mehrere
Generationen schrumpfender Prozessgeometrien. Beim NAND-Flash verändern sich
mit kleinerer Lithographie auch die Eigenschaften. Dieser Effekt kommt besonders bei
Technologien unter 30 nm zum Tragen. Hier
steigen die ECC-Anforderungen beträchtlich,
und bei Embedded-Applikationen kommt es
zu Einschränkungen hinsichtlich der Programmier- und Löschkapazität.
Das Anwendungsszenario ist ein kritischer
Faktor bei der Auswahl eines Flash-Speichers, der sich am besten für eine bestimmte
Anwendung eignet. Die Kostenvorteile von
NAND-Flash kommen beispielsweise bei Anwendungen zum Tragen, die auf der SnDArchitektur basieren - d.h. während des Anschaltvorgangs wird Code in das DRAM kopiert und Updates finden nur gelegentlich
statt, und besonders wenn aufgrund der
Codedichte mehr als 1Gb Speicher erforderlich ist. Eine sorgfältigere Bewertung des
Anwendungsszenarios ist hingegen bei M2MApplikationen vonnöten, bei denen wegen
häufiger Code- und Datenupdates mehr Programmier- und Löschzyklen erforderlich
wären, als es die Speichertechnologie erlaubt.
Alle Bilder zum Beitrag finden sich in der
Online-Version dieses Artikels unter www.
elektronikpraxis.de.
// HH
Micron Technology
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // DIGITALE BAUELEMENTE
KOMMUNIKATION & TIMER
ARM Cortex-M0-basierte MCUs
Mit dem TMPM036FWFG stellt
Toshiba eine weitere MCU seiner
Cortex-M0-basierten TX00-Serie
vor. Optimiert für herkömmliche
Drucker und Multifunktionsdrucker (MFP), eignet sie sich außerdem für Consumer-Elektronik,
Digitalgeräte und Industrie.
Drucker-MCUs müssen mit der
Hauptsteuereinheit und integrierter Peripherie kommunizieren. Sie benötigen zusätzlich einen Timer, der über Impulse
Schrittmotoren und DC-Motoren
ansteuert. Um leistungsfähigere
MFPs und Drucker als bisher herzustellen, muss zunächst die
Zahl der Kommunikationskanäle
steigen. Der TMPM036FWFG arbeitet mit einer maximalen Taktfrequenz von 20 MHz im Spannungsbereich von 2,3 V bis 3,6 V.
Der Baustein bietet mehr Kommunikations- und Timer-Kanäle
als der Vorgänger TMPM037FWUG im LQFP64-Gehäuse.
Die MCU bietet eine Kommunikationsschnittstelle mit 8 Kanälen (6-Kanal SIO/UART; 2-Kanal I2C) und damit zwei Kanäle
mehr als das Vorgängermodell.
Hinzu kommt ein 14-Kanal/16-Bit
Timer, im Vergleich zu den 10
Kanälen des TMPM037FWUG.
Toshiba Electronics Europe
CODE-QUALITÄT
Statische Analyse für MSP430
Mit C-STAT ermöglicht IAR Systems eine statische Code-Analyse, die Entwicklungs-Toolchain
IAR Embedded Workbench für
MSP430-Mikrocontroller von TI
integriert ist. Entwickler müssen
heute geltende Codierungsstandards einhalten und gleichzeitig
darauf achten, dass sich die
wachsende Komplexität nicht
negativ auf die Codequalität auswirkt. Ein Code-Analysetool wie
C-STAT kann Abhilfe schaffen,
indem es mögliche Code-Fehler
in Anwendungen findet und die
Einhaltung von Codierungsstandards für Embedded-Anwendungen in den verschiedenen Bereichen sichert.
C-STAT ist ein statisches Analyse-Tool, das seine Ergebnisse
direkt in der IAR Embedded
Workbench anzeigt. Es prüft die
Übereinstimmung mit den Vorschriften von Codierungs-Standards wie MISRA C:2004, MISRA
C++:2008 und MISRA C:2012
sowie anderen Regeln, z.B. basierend auf CWE (Common Weakness Enumeration) und CERT
C/C++. Der Nutzer kann wählen,
in Bezug auf welches Regelwerk
und welche Vorschriften er seinen Code prüfen will.
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
33
AKTUELLE PRODUKTE // DIGITALE BAUELEMENTE
VERLOSUNGSAKTION
Gewinnen Sie ein Microchip dsPIC33EV 5V CAN-LIN-Starterkit
Microchip und ELEKTRONIKPRAXIS verlosen ein dsPIC33EV
5V CAN-LIN Starterkit. Das dsPIC33EV 5V CAN-LIN-Starterkit
(DM330018) enthält neben einem dsPIC33EV256GM106 Digital Signal Controller (DSC) für
Automotive-Anwendungen und
Motorsteuerungen auch serielle
Datenports für CAN, LIN und
SENT, eine USB-Programmier-/
Debug-Schnittstelle und eine Experimentierfläche für mehr Flexibilität bei der Hardwareentwicklung. Mit dem Board lassen
sich drei bewährte serielle Da-
tenformate im Automotive- und
Industriebereich (CAN, LIN und
SENT) testen. Der PICkit OnBoard (PKOB) USB Programmer
und Debugger ermöglichen einfaches Programmieren ohne zusätzliche Hardwareschnittstelle.
Mit 5-V-Betrieb bis 150 °C bieten die dsPIC33 EV DSCs robuste
Performance in rauen Umgebungen. Sie bieten Peripherie für sicherheitskritische Funktionen,
Motorsteuerung, CAN, SENT und
Berührungssensorik.
Die dsPIC33 EV Serie bietet
erstmals Flash mit Fehlerkorrektur (ECC), was die Zuverlässigkeit
und Sicherheit erhöht. Für sicherheitskritische Anwendungen stehen Cyclic Redundancy
Check (CRC), Deadman Timer
(DMT), Windowed Watchdog Timer (WWDT) Peripherie sowie
ein Backup-Oszillator und zertifizierte Software nach Klasse B
zur Verfügung.
Um ein solches Kit zu gewinnen, tragen Sie Ihre Daten einfach in das Online-Teilnahmeformular auf www.elektronikpraxis.de ein (Suche: dsPIC33EV 5V
CAN-LIN). Der Gewinner wird
von Microchip benachrichtigt.
Teilnahmeschluss ist der 30. April 2015. Der Rechtsweg und eine
Barauszahlung des Gewinns
sind ausgeschlossen.
Microchip
32-BIT-MIKROCONTROLLER
RX700-Serie von Renesas sorgt für produktive und sichere IoT-Designs
Mit der RX71M-Serie als neue
Spitzen-Produktlinie in der 32Bit RX-MCU-Reihe von Renesas
soll die Produktivität und Sicherheit in Anwendungen für das
industrielle Internet der Dinge
verbessert werden.
Systeme von heute sind gegenüber früheren Versionen komplexer und umfangreicher, weshalb bei Herstellern Entwicklungsplattformen immer beliebter werden, um den längeren
Entwicklungszeiten und höheren Kosten zu begegnen. MCUs
mit On-Chip Flash-Speicher fin-
den breiten Einsatz in Industriegeräten der Mittelklasse, da sie
durch günstige Preise einen guten Kompromiss zwischen Systemleistung und -kosten ermöglichen. Mit Vorstellung der
RX71M-Gruppe umfasst die RX-
Serie neben dem RX100 mit 32
MHz, die Serie RX200 mit 50 MHz
und die Serie RX600 mit 120 MHz
Taktfrequenz nun auch die Serie
RX700 mit 240 MHz Taktfrequenz. Damit wurde die maximale Taktfrequenz verdoppelt, was
eine Rechenleistung von CoreMark/MHz = 4.4 bei 240 MHz
ermöglicht – ein Höchstwert für
Flash-Mikrocontroller in der
Branche.
Um einen reibungslosen Übergang zwischen den einzelnen
Familien innerhalb der Produktpalette zu ermöglichen, bietet
die RX71M-Gruppe Rückwärtskompatibilität zu früheren Produkten der RX-Familie in Bezug
auf Peripheriefunktionen, Entwicklungswerkzeugen und PinZuweisungen.
Der RXv2-Prozessorkernen bietet ungefähr 1,3-mal mehr Rechenleistung als der frühere
RXv1-Prozessorkern. Zugleich ist
er umfassend Code-kompatibel
(Rückwärtskompatibilität) zu
RXv1 und gewährleistet damit
Software-Portabilität.
Renesas
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SIMULATING SYSTEMS
STRÖMUNG − WÄRMETRANSFER − STRUKTUR − EMAG − ELEKTROCHEMISCHE REAKTIONEN − CASTING
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AKTUELLE PRODUKTE // DIGITALE BAUELEMENTE
GRAFIKPROZESSOR
Embedded-Grafikaufbereitung
Der Grafikprozessor SM768 von
Silicon Motion (Vertrieb: HyLine) bietet Dual Full-HD
1920x1080 Display-Support mit
mehreren Ausgängen wie VGA,
HDMI, LVDS und Digital-Video.
Der SM768 ist mit 256 MByte
internen DDR3-Speicher in einem 19 mm x 19 mm, 320-PinBGA-Gehäuse ausgestattet und
unterstützt H.264 AVS+ VideoDekodierung mit 128-Bit-GrafikEngine. Seine Grafik-Engine
enthält Frontend-Farbraumkonvertierung und Back-End YUVFarbraumkonvertierung mit Skalierung. Silicon Motion bietet
Controller-ICs für NAND-FlashSpeicher und Grafik-Controller
für mobile Geräte.
Silicon Motion
ENTWICKLUNGSUMGEBUNG
ARM Premium Mobile IP Suite
Durch die Zusammenarbeit von
ARM und Cadence und den Einsatz von ARMs Cortex-A72-Prozessor, Mali-T880 GPU und CoreLink CCI-500 System-IP sollen
Entwickler ihre Produkte schneller auf den Markt bringen.
Cadence und ARM bieten dafür eine komplette System-onChip (SoC) Entwicklungsumgebung. Diese unterstützt die ARM
Premium Mobile IP Suite, die den
aktuellen ARM Cortex-A72-Prozessor, die ARM Mali-T880 GPU
und die ARM CoreLink CCI-500
Cache Coherent Interconnect Lö-
sung umfasst. Der Cadence Referenz-Flow für den Cortex-A72
unterstützt TSMCs 16-nm-FinFET-Plus-Prozess, ARM Artisan
Physical IP und ARM POP IP für
die genannten Cores.
Die Cadence-Entwicklungsumgebung umfasst Digital- und
System-to-Silicon-Verifizierungstools sowie IP, welche die
ARM Premium Mobile IP Suite
unterstützen und die Markteinführung komplexer, HighendMobile-Designs beschleunigen.
Cadence
ENTWICKLUNGSTOOLS
Lösungskit Detect it! mit RL78/I1D
Renesas
Der Weg zum LabVIEW-Könner
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
35
10012
Detect it! wurde für DetektorAnwendungen konzipiert und
enthält fertige Demo-Anwendungen für die meisten typischen, in
Sicherheits- und BrandschutzSystemen verwendeten Detekto-
ren. Detect it! besteht aus vier
Hardware-Boards für Bewegungsdetektoren, Rauchmelder,
Kohlenmonoxid-Detektoren sowie einer Glasbruch-Erkennung.
Das Kit basiert auf der RL78/
I1D-MCU-Serie, die zahlreiche
Analogfunktionen bietet. Das
48-Pin-Gehäuse enthält vier
OPV, zwei Komparatoren sowie
17 Eingangskanäle für den 12-Bit
A/D-Wandler. Intelligente Peripherie arbeitet ohne CPU-Intervention im Low-Power-Betrieb.
AKTUELLE PRODUKTE // DIGITALE BAUELEMENTE
CLOUD-ANBINDUNG
Einstieg in Funkkommunikation
WiFi-, Mobilfunk-, Bluetoothoder Kurzstreckenfunk-Anbindung in den unterschiedlichen
ISM-Bändern ermöglichen die
Cloud-Boards von Glyn. So lässt
sich die IoT-Anbindung vereinfachen.
Zum Auftakt startet das CloudBoard-Konzept mit dem Gainspan WiFi-Modul GS2011MIPS.
Das kompakte Modul enthält
bereits den kompletten WiFiund TCP/IP-Stack. Damit eignet
es sich für die Anbindung an einen Mikrocontroller mit serieller
Schnittstelle (UART, SPI, SDIO).
Dazu verfügt das Board über einen Erweiterungsstecker zum
direkten Anschluss an den Mikrocontroller.
Optimiert ist das Board bereits
für das „Ideen-Board“ von Glyn,
das mit dem Spansion FM0+ ausgestattet ist, oder für das neue
Evaluierungsboard mit Spansion
FM3. Weitere MCU-Boards sind
über Adapter anschließbar. Alternativ kann die eigene Applikationssoftware auf dem Modul
integriert werden. Die Beispielanwendung auf dem WiFi-CloudBoard zeigt diese Funktion anhand des automatischen Auslesens und Auswertens eines Sensirion Temp-/Feuchtesensors.
Die Daten können per Webinterface oder Smartphone-App abgerufen werden.
Glyn
DSP-ENTWICKLUNGSPLATTFORMEN
Tools für Bilderfassung und Audio
Zwei Blackfin-basierte Entwicklungsplattformen von Analog
Devices sollen die Anforderungen stromsparender EchtzeitAnwendungen für die Bilderfassung und Audiotechnik erfüllen.
Die Blackfin Low Power Imaging
Platform (BLIP) nutzt den ADSPBF707 Blackfin-Prozessor und
die Softwarebibliotheken von
Analog Devices für die VideoPräsenzerkennung.
Die Entwicklungsplattform
ADSP-BF706 EZ-KIT Mini zielt
auf Embedded-Anwendungen, in
denen es auf geringen Stromverbrauch ankommt. Das Spektrum
reicht hier von portablen Audioprodukten über die Klangbearbeitung bis zu Effektsystemen.
Zum Lieferumfang beider Plattformen gehören eine Lizenz für
die CrossCore Embedded Studio
Entwicklungstools von ADI sowie die gesamte Hardware für
Echtzeit-Debugging und Entwicklung.
Die Plattform BLIP ADSPBF707 schließt eine intuitive grafische Benutzeroberfläche (GUI)
zur Konfiguration mit ein und
ermöglicht die Echtzeit-Analyse
der erfassten Videos sowie die
Videoausgabe und -wiedergabe
über einen USB-Anschluss auf
dem Board. CMOS-Bildsensoren
von Omnivision und Aptina sind
integriert.
Analog Devices
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Willert Software Tools
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• Schöne neue Welt: Geschäftsmodelle im Internet of Things
• Hype Cycles: Welche Bedeutung
haben sie für die Embedded-Branche?
• Change: Prozess- und Methodenoptimierung
• Open Source: Bewertung, Chancen
und Risiken
• Geschäftsführerhaftung:
Risiken und juristische Fallstricke
• Risikomanagement: Leitfaden
und Kostenschätzung
• Vorsprung durch Wissen: Was
bedeutet Wissensmanagement?
u. a. m.
AKTUELLE PRODUKTE // DIGITALE BAUELEMENTE
INDUSTRIELLE EMBEDDED-SYSTEME
IoT-Visualisierungslösung
Mit Osprey bietet Silicon Motion
eine Embedded-Visualisierungslösung für IoT-Applikationen an.
Das Konzept basiert auf dem Intel Quark X1000 SoC, der SM750
Embedded-Grafik- und der Ferri-
eMMC-Speicherlösung von Silicon Motion. Osprey eignet sich
für Thin-Client-Anwendungen
mit dualen Displays, POS/Kioskund HMI-Applikationen sowie
tragbaren medizinischen Geräten. Die SM750 Embedded-Grafik
ermöglicht verschiedene hochauflösende Display-Ausgänge,
während Ferri-eMMC eine leistungsfähige Speicherlösung darstellt, die kompatibel zum Industriestandard eMMC/JEDEC 4.5
ist.
True Low Power
Solutions
elec tion
Den neuen Sterladen
Guide her un
&
n Board
ein Promotionen
gewin
Silicon Motion
PROGRAMMIERBARE LOGIK
iCE40 Ultra Lite von Lattice
Mit den iCE40-UltraLite-FPGAs
sollen OEMs mobile Geräte mit
neuen Leistungsmerkmalen
schneller auf den Markt bringen.
Laut Lattice verbrauchen die
iCE40-Ultra-Lite-FPGAs 30% we-
niger Strom als das nächstbeste
Wettbewerbsprodukt – ein wichtiger Aspekt bei mobilen Consumerprodukten und industriellen
Handhelds. Mit einer Grundfläche von 1,4 mm x 1,4 mm sei der
Baustein um 68% kleiner als das
nächstbeste Wettbewerbsprodukt und laut Lattice zudem das
kleinste FPGA der Welt. Die
iCE40-UltraLite-FPGAs
sind
hochintegriert, enthalten hardware-implementiertes IP und
LED-Treiber.
Lattice Semiconductor
Einzigartige
Low-Power-Peripherien
LAUTERBACH & LIEBERLIEBER SOFTWARE
Softwareentwicklung optimieren
LieberLieber Software und Lauterbach arbeiten bei einer Lösung zum Optimieren und Debuggen von Embedded Software
auf Modellebene zusammen.
Damit wird es nun möglich, auf
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
RL78 16-bit MCU-Plattform
Quellcode-Ebene und direkt im
Modell zu debuggen. Die Lösung
verbindet den Trace32 In-CircuitDebugger von Lauterbach mit
dem UML Debugger von LieberLieber. Trace32 unterstützt alle
verbreiteten CPU-Architekturen,
wie ARM/Cortex, Intel x86/
x64,PowerArchitecture u.a. Der
eingesetzte UML Debugger ist
Teil von LieberLieber Embedded
Engineer, einer Lösung für die
modellbasierte Entwicklung von
Embedded-Systemen.
Lauterbach
37
Stromsparend:
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Zeitsparende Softwarelösungen für Sensoren,
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ELEKTRONIKFERTIGUNG // BAUGRUPPENKAPSELUNG
Elektronikkomponenten sicher
mit dem Laser kapseln
Baugruppen, die sich in rauer Umgebung behaupten müssen, erfordern preiswerte und sichere Housing-Lösungen. Das Laser-Kunststoffschweißen punktet mit einer prozessintegrierten Qualitätssicherung.
Bild: LPKF
MALTE BORGES *
Kompakt und innovativ: Das LED-Beleuchtungsmodul. Rechts im Schnitt die
Schweißnaht im Übergang vom laserabsorbierenden schwarzen Unterteil zum
transparentem Cover. Die Schweißung findet präzise in der Nut statt, ohne
Partikel oder Schmelzeaustrieb.
W
asser und elektrischer Strom vertragen sich nicht besonders gut.
Für eine hochwertige AquaTechnics-LED-Poolbeleuchtung spielten die Vorteile des Laser-Kunststoffschweißens eine
wichtige Rolle. Die AquaTechnics-Poolbeleuchtung ist eine Kombination aus den Zukunftstechnologien LED und Laser-Durchstrahlschweißen.
Dichte und optisch hochwertige Schweißnähte waren die wichtigsten Anforderungen
an das Produkt. Das Bauteil muss einem
Wasserdruck von 2 bar dauerhaft standhalten. Als Verfahren für das Fügen der Kunststoffteile wurde das Laser-Durchstrahlschweißen identifiziert. Es kommt ohne Zuschlagstoffe aus und erlaubt die Bauteilprüfung bereits im Prozess. Anders als bei
Vibrations- oder Reibschweißungen treten
weder mechanische noch dynamische Belas* Malte Borges
... ist PR-Referent für Produktkommunikation beim
Garbsener Lasertechnikspezialisten LPKF (www.
lpkf.de).
38
tungen auf, und die Schweißkontur lässt sich
einfach durch Änderung der Wegpunkte anpassen.
Der Fügeprozess darf die
Baugruppe nicht beschädigen
Damit steht die AquaTechnics-Poolleuchte für typische Herausforderungen: Die empfindliche Elektronik muss in einem wirtschaftlichen Verfahren gegen die Umwelteinflüsse geschützt werden. Natürlich darf auch
der Fügeprozess keine Beschädigung an der
elektronischen Baugruppe verursachen.
Das Laserstrahl-Kunststoffschweißen ist
seit zwanzig Jahren in immer mehr industriellen Anwendungen zu finden – zum Beispiel
in hochwertigen Elektronikbaugruppen, bei
Sensoren oder für pneumatische und hydraulische Bauteile nach den strengen Vorgaben der Automobilindustrie.
Beim Laser-Durchstrahlschweißen unterscheiden sich die zu fügenden Bauteilhälften
in ihren Laser-Transmissionseigenschaften.
Eines der beiden Bauteile ist transparent für
die eingesetzte Laserwellenlänge, das ande-
re absorbiert die Laserenergie. Der Laserstrahl passiert das obere Bauteil annähernd
ungehindert. An der Grenzfläche zur zweiten
Bauteilhälfte wird das Licht absorbiert und
in Wärme umgewandelt. Die entstehende
Energie wird durch Wärmeleitung auch auf
die transparente Bauteilhälfte übertragen
und schmilzt sie lokal auf. Kühlt das Bauteil
wieder ab, dann erstarrt das Material und
eine stoffschlüssige Verbindung mit einem
Schweißfaktor (Verhältnis der Zugfestigkeit
der Schweißnaht zur Zugfestigkeit des
Grundwerkstoffes) nahe 1 entsteht.
Das Verfahren erlaubt eine Reihe von Qualitätssicherungen im Prozess. So lassen sich
zuverlässige Aussagen über den Fügeprozess
treffen. Die Fertigungsparameter werden für
jedes einzelne Bauteil separat erfasst und für
die Rückverfolgbarkeit gespeichert. Für den
industriellen Einsatz stehen verschiedene
Stand-Alone-Systeme und auch raumsparenden Integrationsschweißköpfe mit getrennter Steuereinheit zur Verfügung.
Beim Laser-Kunststoffschweißen lassen
sich Fügezustände bereits im Prozess detek-
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Bild: LPKF
tieren. Neben einer Gut-/Schlecht-Unterscheidung kann das Verfahren in einigen
Fällen Abweichungen der Vorprozesse oder
der Materialeigenschaften selbständig ausgleichen.
„ Schweißen auf Anschlag: Der Laserstrahl
schmilzt eine Schweißkontur ab, bis ein
vorgegebener Setzweg erreicht ist. Wird
diese Setzung innerhalb eines definierten
Zeitraums erreicht, liegt ein Gutteil vor.
„ Pyrometerkontrolle: Ein Sensor erfasst
die Wärmeentwicklung im Umfeld der
Schweißnaht. Werden eine untere oder eine
obere Schranke überschritten, liegen zum
Beispiel veränderte Materialparameter,
Verschmutzungen in der Schweißnaht oder
Beschädigungen des Gehäusekörpers vor.
„ Reflektionsdiagnostik: An Grenzflächen
nimmt der Reflektionsgrad für eingestrahltes Licht unterschiedlicher Wellenlänge zu.
Ist eine Schweißung erfolgreich, weist das
Bauteil in der Schweißnaht mindestens
eine Grenzfläche weniger auf als ein ungeschweißter Abschnitt.
„ Optische Überwachung: Ein optisches
System erkennt zuverlässig Verbrennun-
Bild: LPKF
ELEKTRONIKFERTIGUNG // BAUGRUPPENKAPSELUNG
Schlüssige Verbindung: Der Laser durchdringt den
oberen Fügepartner und wirkt exakt in der Schweißnaht. Das ergibt sichere Schweißnähte ohne Beeinträchtigung der Bauteiloberfläche.
Freiheit für Sportler mit Diabetes: Diese
targbare Insulinpumpe erfasst den Blutzuckerwert
und gibt daraufhin präzise bemessene Wirkstoffmengen ab.
gen, die durch Verunreinigungen im oder
auf dem Material entstehen. Auf diese Weise lassen sich auch Blasen in der Schweißnaht feststellen.
Leckage-Messungen, Berstdruck-Prüfungen sowie ausführliche Untersuchungen
unter dem Mikroskop haben die homogene
Materialverbindung durch das Laserschweißen bestätigt.
// FG
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AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
GEHÄUSE
UV-Printer zum Bedrucken von Frontplatten
NACHHALTIGKEIT
IN DER
ELEKTRONIKFERTIGUNG
Beta LAYOUT aus Aarbergen hat
einen neuartigen Digitaldrucker
für das flexible Beschriften und
Bedrucken von Gehäuse-Frontplatten im Einsatz. Der Drucker
arbeitet mit UV-härtender Tinte
und erweitert das Spektrum der
bedruckbaren Frontplatten-Materialien. So können neben Aluminium-Frontplatten auch Panels aus Acryl beschriftet und
hochwertig bedruckt werden.
Für ein besonders edles Erscheinungsbild ist sogar Weißdruck möglich. Mit dem Drucker
können Formate bis A2 in hochwertiger Fotoqualität (bis zu
1800 mal 1800 dpi) bedruckt
werden. Neben der Druckqualität zeichnet sich der UV-Druck
durch eine gute Haltbarkeit und
Farbbrillanz aus.
Der Aarbergener Leiterplattenspezialist Beta LAYOUT unterstützt seine Kunden auch beim
Entwurf der Frontplatten. Mit der
kostenlosen, intuitiv bedienbaren Design-Software namens
„Frontpaneldesigner“ lässt sich
die Gestaltung und Bestellung
der Frontplatten schnell und einfach abwickeln. Das Frontplatten-Design und die Bestellung
der Gehäuse-Panels sind über
den Online-Shop www.panelpool.com möglich.
Beta LAYOUT
NANOTECHNIK
Forscher zähmen magnetische Wirbel
Entscheidungsfaktor
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Mit magnetischen Wirbelstrukturen, sogenannten Skyrmionen,
könnte man Informationen effizient speichern oder verarbeiten.
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TU München
Photocad führt drei zusätzliche Produktlinien ein
en
Thermoetikette
Die typischen Eigenfrequenzen der Skyrmionen liegen im
Mikrowellen-Bereich. In diesem
Frequenzbereich senden beispielsweise Handys, Wireless
LAN und viele Arten mikroelektronischer Fernsteuerungen.
Dank der Robustheit der magnetischen Wirbel und ihrer leichten
Anregbarkeit ist es denkbar, mit
Skyrmionen-Materialien sehr
effiziente Mikrowellen-Sender
und -Empfänger bauen zu können.
SMD-SCHABLONEN
anmeld
registriert Maximalwerte
durch Dauerschwärzung.
Schweiz die elektromagnetischen Eigenschaften skyrmionischer Materialien charakterisiert
und eine einheitliche theoretische Beschreibung ihres Verhaltens entwickelt. Die Skyrmionen
könnten etwa als HochfrequenzBausteine eingesetzt werden. Da
die magnetischen Wirbel mikroskopisch klein sind und sich sehr
leicht bewegen lassen, könnten
Computerbausteine mit dieser
Technik 10.000 mal weniger
Strom benötigen und wesentlich
größere Datenmengen speichern, als es heute möglich ist.
Mit den Schablonentypen Basic
Plus, Advanced und Performance will der Berliner Hersteller Photocad die Wahl der geeigneten Produktlinie erleichtern.
Die Produktlinie Basic Plus bie-
40
tet sich für Standardanwendungen an, für höhere Anforderungen empfehlen die Berliner den
Typ Advanced. Wenn zusätzlich
die Anzahl der Druckzyklen ausschlaggebend ist, sollten die Interessenten die PerformanceAusführung (Bild) erwägen.
Die Basic-Plus-Linie wird für
Baugruppen mit einfachem Aufbau wie für die Chip-Bauteile ab
0603 oder Fine-Pitch > 0,5 verwendet. Das Epitheton „Plus“
steht für Inklusiv-Mehrleistungen. Dazu zählen die 100-prozentige Kontrolle der Schablo-
nen durch den Stencil-Check
und das beidseitige Entgraten –
Standard wären lediglich eine
optische Kontrolle und das einseitige Entgraten – sowie die
Anbringung eines Kantenschutzes und der 6-Stunden-Service.
Damit verpflichtet sich das Unternehmen, Aufträge, die bis
12:00 Uhr vorliegen, so zu bearbeiten, dass die Schablonen
noch am selben Tag bis 18:00
Uhr gefertigt und versandt werden.
Photocad
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
GENERATIVE FERTIGUNG
Leiterplattendrucker erleichtert die Prototypenfertigung
Wenn es nach den eingegangenen Spenden auf Kickstarter
geht, dann ist der Leiterplattendrucker Voltera V-One bereits
jetzt ein Erfolg. Bereits 35 Minuten nach dem Start der PublicFunding-Aktion erreichte das
Entwicklerteam aus Waterloo in
der kanadischen Provinz Ontario
das selbstgesteckte Spendenziel
von 70.000 US-Dollar.
Das Gerät zielt auf eine breite
Anwendergruppe: Elektronikbastler sollen sich genauso angesprochen fühlen wie Ingenieure, die im eigenen Labor Prototy-
pen für Baugruppen entwickeln.
Äußerlich präsentiert sich der
Drucker unkompliziert. Das
Tischgerät verfügt nur über einen Knopf, der Druckkopf hängt
an einer Art Miniaturkran, der an
zwei Führungsschienen über
den Arbeitstisch gefahren wird.
Der Druckkopf kann auf diese
Weise jeden Punkt auf der Arbeitsfläche erreichen.
Das Geheimnis: Der Druckkopf
kann je nach Anwendung sehr
flexibel eingesetzt werden. Wenn
er Leiterbahnen und Pads drucken soll, ist er mit elektrisch
leitfähiger Tinte gefüllt. Ist eine
Schicht fertig, dann kann die Patrone gewechselt werden, um
eine Schicht isolierender Tinte
aufzutragen.
Somit ist es möglich, zweischichtige Leiterplatten herzu-
stellen. Außerdem ist der Drucker in der Lage, Lotpaste auf
dem gedruckten Schaltungsträger zu verteilen. Die Bauteile
müssen danach per Hand auf der
Leiterplatte platziert werden.
Der Drucker wird mit einer
Treibersoftware geliefert, die es
erlaubt, Leiterplattenlayouts per
Gerberdaten einzulesen. Eine
Vorschaufunktion gestattet es
den Benutzern, Korrekturen vorzunehmen, bevor das Layout in
Druck geht.
Voltera
QUALITÄTSSICHERUNG
3-D-Röntgeninspektion und 3-D-AOI in einem Gerät
Der Inspektionsspezialist Viscom aus Hannover stattet sein
System X7056 zur automatischen
3-D-Inline-Röntgeninspektion
auch mit einem Flat-Panel-Detektor aus. Für eine AXI/AOIKombiprüfung kann das Prüfsystem zusätzlich mit einer AOIEinheit und dem Hochleistungsmodul XM 3-D bestückt werden.
Das Inspektionssystem X7056
FPD wurde für die flexible 3-DRöntgenanalyse entwickelt, bei
der es auf höchste Genauigkeit
und Prüftiefe ankommt. Das
Prüfkonzept ermöglicht es, belie-
bige Ansichten des Prüfobjektes
zu visualisieren. Es gewährleistet so eine flexible Anpassung
der 3D-Bildqualität an unterschiedlichste Anforderungen.
Der Flat-Panel-Detektor sorgt
für eine erstklassige Bildqualität
mit großer Informationstiefe und
starken Kontrasten. In Verbindung mit der leistungsstarken
geschlossenen Mikrofokus-Röntgenröhre wird ein sehr guter
First-Pass-Yield erreicht. Auch
die Inspektion beidseitig bestückter Baugruppen wird problemlos umgesetzt.
Durch die Separation der beiden Baugruppenseiten in der
3-D-Rekonstruktion ist die sichere Detektion aller Fertigungsfehler gewährleistet. Optional kann
das System zusätzlich mit einer
AOI-Einheit (AOI: automatische
ELEKTRONIK-
ELEKTRONIK-
KABEL-
ENT WICKLUNG
FERTIGUNG
KONFEKTIONIERUNG
optische Inspektion) ausgestattet werden. Hierbei können die
8M-, XM- oder XM-3D-Kameramodule von Viscom zum Einsatz
kommen. Der Vorteil: Mit einem
einzigen System werden zwei
Prüftechniken abgedeckt, die
sich gegenseitig ergänzen.
Darüber hinaus hat Viscom
sein Inspektionssystem S3088CCI für die Prüfung von transparenten Schutzlackbeschichtungen durch eine Plasmalackprüfung erweitert.
Viscom
Lösungen für Ideen
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AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
INSPEKTIONSSYSTEME
Dialog mit der Fertigungslinie
Den Ansprüchen an komplexen elektronischen Produkten gerecht
werden heißt, über einen umfassenden Kenntnisstand des gesamten
Produktentstehungsprozesses zu verfügen. Der PCB-Designertag möchte
ihnen auf diesem Weg ein Stück weit Begleiter sein. Dementsprechend
ist der thematische Bogen dieses ungewöhnlichen Expertentreffens weit
gespannt. Für das Programm zeichnen Designer und Fachleute aus der
Praxis verantwortlich und genau das macht den besonderen Reiz der
Veranstaltung aus.
6. PCB-Designer-Tag
des FED in Kooperation mit ELEKTRONIKPRAXIS
19.05.2015
Vogel Convention Center, Würzburg
Und diese Themen erwarten Sie:
Zertifizierter Elektronik-Designer – Das neue, erweiterte
FED-Designkurskonzept
Erika Reel, Mitglied im FED Vorstand
Wie lassen sich Fehler vermeiden?
Der Leiterplattenhersteller als verlängerte Werkbank des
Entwickler/Designer
Hr. Klahre, Contag GmbH
Kosteneffizientes und fertigungsgerechtes Leiterplattendesign
Oliver Holz, RUWEL International GmbH
Vom Designer für den Designer – Aus dem Designer-Alltag und
seinen Probleme
Thomas Lau
High Speed – Bestimmung impedanzoptimierter Via Strukturen
Dipl.-Ing. Michael Kurten, Fujitsu Technology Solutions GmbH
Das Röntgeninspektionssystem
X-Line 3D von GÖPEL electronic
verfügt über eine Anbindung an
das OIC-System (Overall Inline
Communication) des Herstellers
ASYS Automatisierungssysteme.
Das OIC-System visualisiert die
Produktionslinie der Elektronikfertigung und zeigt Status, Produkt und Fertigungsgeschehen
in Echtzeit an. Parallel dazu werden alle für die Produktion relevanten Daten und Verfügbarkeiten dokumentiert.
Das OIC erstellt ein Abbild der
Produktionslinie und visualisiert
Überwachungs- und Kontrollinformationen zur Lokalisierung
von Verbesserungspotentialen
im Prozess. Über eine TCP/IPVerbindung kommuniziert das
3-D-AXOI-System X-Line 3D mit
der OIC-Software und meldet unter anderem folgende Maschinenzustände: Maschine im
Standby oder produktiv, geladenes Prüfprogramm und aktuelle
Intelligente Prozessunterstützung
Aegis Software präsentiert auf
der SMT in Nürnberg (Standnummer 7A-219) die aktuelle Version
der Manufacturing-OperationsLösung FactoryLogix.
Die Besucher können sich davon überzeugen, wie FactoryLogix den Herstellern eine schnelle
und unkomplizierte Fertigung
ermöglicht: Von komplexen
PCBs, mechanischem Zusammenbau, Gerätebau, Schnelldre-
Erfolgreiche Markteinführungen (NPI) stehen im engen
Zusammenhang mit der Bauteilplatzierung
Andreas Wegner-Berndt, ABS electronic Meiningen GmbH
380,- € + MwSt.
320,- € + MwSt.
Detaillierte Informationen und Anmeldung bitte unter
FED-Geschäftsstelle Berlin
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Anschrift: Alte Jakobstr. 85/86 | 10179 Berlin
GÖPEL electronic
SOFTWARELÖSUNGEN
Kühle Designs für heiße LEDs und flexible Leiterplatten
Dr. Christoph Lehnberger, ANDUS ELECTRONIC GmbH
Teilnahmegebühr:
Nicht-Mitglieder:
FED-Mitglieder:
Breiteneinstellung, Fehlermeldung, notwendige Kalibrierung
sowie Warm-up der Röntgenquelle. Ist das OIC mit einem
Manufacturing Execution System (MES) verknüpft, dann können auch Rüstwechsel vorgenommen werden. Das Inspektionssystem X-Line 3D stellt sich
dabei völlig selbstständig auf das
neu Produkt ein.
hern bis hin zu Großgerätezusammenbau. Das ermöglicht
Einhaltung hoher Qualitätsstandards sowie die komplette Produkt- und Prozess-Traceability.
FactoryLogix kann nahtlos mit
bestehenden ERP- und anderen
Drittanbietersystemen verbunden werden. Der Systemkern
verarbeitet mechanische und
elektronische CAD-Daten.
Alle Fertigungsinformationen
werden mit Hilfe der Konstruktionsdaten abgebildet, was Analysen, Qualität und Traceability in
einer Tiefe ermöglicht, die mit
generischer Fertigungssoftware
nicht möglich wäre. Besonders
Elektronikfertiger werden damit
bei der Einhaltung der strengen
regulatorischen Anforderungen
unterstützt, die in der Medizintechnik, Automobil- und Luftfahrtindustrie üblich sind.
Aegis
42
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
LASERSTRUKTURIERUNG
Software schützt feine Strukturen
Die Leistungsfähigkeit eines Lasersystems steht und fällt mit der
Steuerungssoftware. Mit dieser
Überzeugung hat LPKF im Jahr
2012 die Überarbeitung der Systemsoftware für alle Produktlinien initiiert. Mit der Software
CircuitPro PL profitieren die ProtoLaser S und ProtoLaser U/U3
von den Entwicklungsanstrengungen. Optimierte Routinen
reduzieren die Berechnung der
Maschinendaten aus den CADLayouts. Neue Algorithmen generieren optimale Laserwege,
um anspruchsvolle Layouts auf
die Substrate zu übertragen.
Die Software identifiziert sogenannte Special Areas, also Bereiche mit feinen Strukturen, und
entfernt die Kupferschichten
zwischen den Leiterbahnen
durch einen Prozess, der parallel
zu diesen Strukturen verläuft.
Das schont sehr feine Strukturen. Als „Island Hopping“ (Bild)
bezeichnet LPKF ein Verfahren
schnEllE & individuEllE
beim Stitching – dem Aneinanderlegen kleinerer Bearbeitungsfelder zu einem großen Arbeitsbereich. Während vorher quadratische
Bearbeitungsfelder
strukturiert wurden, richtet sich
CircuitPro PL nun an vorhandenen Leiterzügen aus. Die Substratbelastung an den überfahrenen Stellen verringert sich, das
Bearbeitungstempo steigt.
Systeme zur Luftreinhaltung
oder Lötprozessen in der Elektronikfertigung entstehen. Das
Unternehmen entwickelt und
produziert Luftreinhaltungssysteme, die hohe Abscheide- und
somit Filtergrade bei der Schadstoffbeseitigung erzielen. Realisiert wird das durch den Einsatz
effizienter Filtermedien, die die
Einhaltung gesetzlicher Schadstoff-Grenzwerte unterstützen.
Neben der Palette an Standard-Geräten bietet ULT anwenderspezifische Lösungen für
viele Einsatzfälle an. In der Halle 6 am Stand 313 können sich die
SMT-Besucher zum Beispiel darüber informieren, wie die Filterund
Instandhaltungskosten
drastisch reduziert und der Energieverbrauch durch den Einsatz
geräuscharmer Absaugsysteme
signifikant gesenkt werden
kann.
ULT
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
ExprEssfErtigung
Mit OnlinE KalKulatOr
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LPKF
ARBEITSSCHUTZ
Das Unternehmen ULT aus Löbau/Sachsen, Anbieter von Absaug- und Filtergeräten für luftgetragene Schadstoffe, stellt auf
der Fachmesse SMT Hybrid Packaging 2015 Lösungen zum
Schutz von Mitarbeitern, Anlagen und Produkten vor Gefahrstoffen vor. Die Absauganlagen
und Filtersysteme von ULT beseitigen gesundheitsgefährdende
Substanzen, die etwa bei Laser-
Ab einem Stück zu günstigen
Preisen. Wenn es mal wieder
etwas schneller gehen muss,
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43
AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
PRODUKTKENNZEICHNUNG
PCB-Prototypen &
kleine Serien
Etikettierer mit Wendestation
Die Etikettieranlage LL 3000 ist
nach Angaben des Herstellers
Mühlbauer die weltweit erste Label Linie mit einer integrierbaren
Wendestation. Diese ermöglicht
beidseitiges Markieren und sorgt
so für hohe Vielfalt bei der Leiterplattenkennzeichnung. Außerdem sorgt eine automatisch
verfahrbare Leiterplattenunterstützung für die notwendige Stabilisierung der Leiterplatte genau dort, wo der Applikationsprozess stattfindet.
Das System kann optional mit
einem zweiten Thermotransferdruckersystem mit 300 dpi beziehungsweise optional 600 dpi
ausgestattet werden. Um eine
rentable Taktzeit bieten zu können, finden bei der LL 3000 ausschließlich High-Speed-Komponenten Verwendung. Hierzu gehören neben einem präzisen
X/Y-Achssystem auch High-EndVisionssysteme nach aktuellem
Stand der Technik mit einer Plat-
ziergenauigkeit von bis zu ± 150
µm. Das System kann Leiterplatten bis zu einer Länge von 610
Millimetern bedrucken.
Der Rodinger Hersteller Mühlbauer blickt in seinem Leiterplattengeschäft auf mehr als 24 Jahre
Erfahrung zurück und bietet
seinen Kunden ein breites Service-Netzwerk mit derzeit etwa
30 Standorten.
Mühlbauer
PHOTOVOLTAIK-HERSTELLUNG
Hitzebeständige Datenlogger
Das SolarPaq-System von Datapaq kombiniert zwei Anwendungen in der Produktion von Photovoltaik-Zellen. Es erstellt Temperaturprofile von der Trocknung der Kontaktpaste und vom
Einbrennen der Kontakte. Für
eine effiziente Nutzung der Prozesswärme werden die Öfen mit
flachen Ein- und Ausgängen versehen. Daher ist für Messungen
im Prozess spezielle Technik er-
Pünktlich oder kostenlos
in allen Eilservices
Gratis
Edelstahl SMD-Schablone bei
jeder Prototyp-Bestellung inklusive
Datapaq
PCB-POOL® ist eine eingetragene Marke der
www.pcb-pool.com
forderlich. Datapaq hat für diese
Anforderungen ultradünne Datenlogger (9 mm) und Hitzeschutzbehälter (16 mm) konstruiert. Der DQ1840-Datenlogger
mit Stahlgehäuse, der aus der
etablierten Baureihe Q18 entwickelt wurde, führt die Mehrzahl
aller Messläufe ohne zusätzlichen Hitzeschutz aus. Er hält
Temperaturen bis 300 Grad Celsius bis zu drei Minuten stand.
Für Einbrennprozesse bietet Datapaq den TB7237-Behälter, der
bei 800 Grad Celsius bis zu 45
Sekunden lang Schutz bietet beziehungsweise vier Minuten lang
bei 400 Grad Celsius.
Das System umfasst einen Datenlogger, einen optionalen Hitzeschutzbehälter, Hoch- und
Niedrigtemperatur-Thermoelemente und die Software Insight
Solar.
44
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
BAUGRUPPENFERTIGUNG
Bestückautomat Paraquda G2 vereint drei Prozesse in einer Plattform
Essemtec, Hersteller von Systemen für die Elektronikfertigung
aus der Schweiz, stellt bei der
diesjährigen Fachmesse SMT
Hybrid Packaging in Nürnberg
die aktuelle Generation des Bestückungsautomaten Paraquda
und des Dosierautomaten Scorpion vor. Der Bestückungsautomat Paraquda G2 (Bild) vereint
drei verschiedene Prozesse innerhalb von einer Plattform
(Lotpasten-Jetten, Kleber-Jetten
und SMD Bestückung) und erfüllt damit alle Anforderungen
an ein flexibles Produktionssys-
tem - schnelle Umrüstung, intuitive Bedienung und die kombinierte Nutzung von Jet und/oder
Nadelventilen. Die Kombination
von Lotpasten-, Kleber-Jetten
und SMT-Bestückung auf derselben Maschinenplattform elimi-
niert die Beschaffungskosten für
zwei einzelne Maschinen und
reduziert auch die Programmierkosten. Die Programmerstellung
erfolgt direkt aus importierten
CAD-Daten und benutzt die in
der Software integrierte Dosierbibliothek in Kombination mit
den Bestückparametern.
Als weitere Neuerung zeigt Essemtec ein Schnellwechselsystem für Dosierventile. Die neu
entwickelte Steckblende erlaubt
den schnellen Wechsel von verschiedenen Ventilen. An der Paraquda G2 können bis zu 2 Do-
sierachsen, an der Scorpion G2
bis zu 4 Dosierachsen angebracht werden. Für Firmen mit
großem Auftragsvolumen bietet
die Schnellwechselfunktion Vorteile: Innerhalb von wenigen
Sekunden können Ventile desselben Typs auf der gleichen
Achse ausgetauscht werden. Es
ist keine Demontage der Abdeckungen und Hantieren an empfindlichen Maschinenteilen nötig, der Produktionsunterbrechung wird gering gehalten.
Essemtec
QUALITÄTSSICHERUNG
Impedanzkontrolle mit Zeitbereichsreflektometrie
Der Bremer Prüfsystemanbieter
Sequid ermöglicht eine kostengünstige und standardisierte
Qualitätssicherung bei der Fertigung von Impedanz-kontrollierten Leiterplatten. Das Unternehmen baut dabei auf seine Erfahrungen in Produktions- und Anwendungsumgebungen
verschiedenster Branchen und
weiß, wie ein hohes Maß an Mobilität, Robustheit und Präzision
mit den klassischen Anforderungen an die Hochfrequenz-Messtechnik in Einklang gebracht
werden kann.
Sequid verfügt über eine TDRTechnik (Zeitbereichsreflektometrie, engl time domain reflectometry), die sowohl den Anforderungen im Labor als auch den
Anforderungen im Feld gerecht
wird.
Diese Technik wird im mobilen
Allround-Gerät DTDR-65 und im
automatischen Prüfsystem ATDR-100 (Bild) angewandt. Mit
einer 10%-90% Anstiegszeit von
weniger als 65ps (und somit einer Bandbreite von 8GHz) sowie
bei einem RMS-Jitter von weniger
als 500fs ist es für viele Anwendungen, bei denen es auf hohe
Präzision und Bandbreite ankommt, eine hochwertige Alternative zu den prominenten großen Geschwistern. Da das Gerät
außerdem im industriellen Umfeld (Frequenzumrichter und
andere Störer) eingesetzt wird,
wurde es so konzipiert, dass es
extrem unempfindlich gegenüber elektromagnetischer Störstrahlung ist. Jedes Gerät wird
über einen Temperaturbereich
von 0 bis 40 Grad Celsius getestet
und arbeitet im gesamten Bereich so stabil, dass ein aufwendiges Rekalibrieren entfällt. Die
gängigen Schnittstellentechniken wie USB, Bluetooth, WLAN,
RS232, RS485 und Ethernet werden unterstützt.
Sequid
NANOTECHNIK
Wissenschaftler stellen Transistoren aus ultradünnem Silicen her
Forscher der University of Texas
in Austin haben die ersten Transistoren aus dem Material Silicen
produziert. Silicen hat die Dicke
eines Silizium-Atoms. Die Wissenschaftler erwarten, mit dem
Material sehr schnelle und effiziente Computer-Chips herstellen zu können.
Silicen ist eine zweidimensionale Struktur, die aus wabenförmig angeordneten Siliziumato-
LEISTUNGSRELAIS VON LAYHER.
SPITZENTECHNOLOGIE FÜR
LEISTUNGSSTARKE PRODUKTE.
men besteht und damit genau
die Dicke eines Siliziumatoms
aufweist. Die Struktur des Silicens ähnelt der des Graphens.
Dem Silicen werden zudem ähnliche elektrische Eigenschaften
wie dem Graphen nachgesagt,
weswegen das Material für die
Halbleiterfertigung hochinteressant ist.
University of Texas
AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
ELEKTRONIKKÜHLUNG
SEPA bezieht neues Domizil
Für SEPA Europe hat Anfang
2015 ein neues, spannendes Kapitel der Firmengeschichte begonnen. Der Spezialist für Elektronikkühlung bezog seine eigenen vier Wände im Gewerbepark
Breisgau in Eschbach. Die bis
dahin gemieteten Räume in Freiburg-Hochdorf konnten dem
kontinuierlichen Wachstum der
letzten Jahre nicht mehr standhalten. Die Lösung war das neue,
mehrstöckige Büro- und Lager-
gebäude, das an die individuellen Bedürfnisse von SEPA Europe angepasst wurde. Regionale
Firmen hatten es in der Rekordzeit von 10 Monaten errichtet.
Insgesamt 10 Mitarbeiter finden in dem Verwaltungsgebäude
mit angrenzender Logistikhalle
einen modernen Arbeitsplatz.
Die neu konzipierte Lagerlogistik
erleichtert Wareneingang und
Versand und beschleunigt den
Lieferservice für die Kunden. Die
Laborräume verfügen über die
modernste Ausstattung, die bei
der Ausarbeitung kundenspezifischer Lösungen zum Einsatz
kommt. Die Baugruppenentwicklung mit eigenem CAD-Programm ergänzt das Dienstleistungsangebot.
SEPA Europe
All-in-one: AC C-TEC
Netzgeräte mit integrierter USV-Funktion
FERTIGUNGSLOGISTIK
Lagerturm optimiert Materialfluss
Mit dem SIPLACE Material Tower
stellt ASM Assembly Systems
sein erstes Lagersystem für das
SMT-spezifische Materialmanagement vor. Der in zwei Größen erhältliche Klimaschrank
für die automatisierte Bauteileausgabe ist komplett in die Softwarelösung Material Manager
eingebunden.
Der Material Tower bietet mit
der Verriegelung von Ein- und
Auslagerungsprozessen Trans-
parenz über den Bauteilbestand.
Das kompakte Lagersystem ist
auch im Vorrüstbereich oder für
Kanban-Prozesse direkt an der
Linie einsetzbar.
Der Lagerschrank fasst in der
Variante „Large“ mit den Abmessungen 1560 x 1070 x 2500mm
bis zu 932 Bauteilerollen von 8
mm bis 72 mm Gurtbreite und
einem Rollendurchmesser von 7
bis 15 Zoll. Die kleinere Variante
(1110 x 1070 x 2500 mm) fasst 612
Rollen. Gesteuert wird das Zwischenlager über die Software
Material Manager. Die Lösung für
die Optimierung von Materialflüssen in der SMT-Fertigung
koppelt die ERP-Ebene mit allen
Lager, Planungs- und Fertigungsprozessen.
ASM Assembly Systems
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // LEITERPLATTENTECHNIK
ARBEITSSCHUTZ
Signalleuchten im Colani-Design
Als kleines Schmuckstück präsentiert sich die wartungsfreie
Signalleuchte „Tilted Diamond“,
die der oberschwäbische Elektronikspezialist RAFI in Zusammenarbeit mit dem renommierten Produktdesigner Luigi Colani
entwickelt hat.
Die in fünf verschiedenen
Blendenfarben erhältliche und
mit vier äußerst langlebigen
LEDs ausgestattete Leuchte erzeugt mit ihrer Diamantlinse den
besonderen Streulichteffekt eines sogenannten geneigten Diamanten.
Wegen dieser hohen Lichtbrechung ist das Signallicht auch
auf größere Distanzen gut zu erkennen. Zudem lässt sich die
Signalleuchte leicht montieren
und entspricht dank ihrer energieeffizienten und auf Erschütterungsresistenz ausgelegten Konstruktion bestens den alltäglichen Anforderungen im harten
industriellen Umfeld.
il 2015
3. Apr n
2
–
.
1
2
io
rope | Swiss Pavil
,
EC Eu
MEDT rt | Halle 3
a
Stuttg
Ob in Rot, Gelb, Grün, Blau
oder Weiß – die 65,5 Millimeter
hohe RAFI Leuchte glänzt als
ebenso formschöner wie zuverlässiger Signalgeber im Produktionsbetrieb. Sie verfügt über
eine Temperaturbeständigkeit
von -30 Grad bis +50 Grad Celsius
und ist gemäß der Schutzvorschrift IP 65 gegen Staub und
Wasser geschützt.
RAFI
ORGANISCHE UND GEDRUCKTE ELEKTRONIK
OE-A publiziert aktuelle Roadmap
Anlässlich der Fachmesse LOPEC
2015 hat der Verband der organischen und gedruckten Elektronik, OE-A, die inzwischen sechste Ausgabe ihrer Roadmap veröffentlicht. Sie zeigt, dass hybride
Systeme aus gedruckter und
klassischer Elektronik deutlich
an Bedeutung gewinnen werden.
Unter hybriden Systemen wird
die Kombination gedruckter und
siliziumbasierter Komponenten
verstanden. Kurz- bis mittelfristig werden Produkte, die beide
Techniken vereinen, dazu beitragen, dass sich gedruckte Elektronik auf dem Markt etabliert.
Wichtige Branchen wie Gesundheitswesen, Verpackung,
Automobil, Haushaltsgeräte und
Unterhaltungselektronik setzen
gedruckte Elektronik ein und
bringen Produkte auf den Markt.
Die Roadmap sagt zudem Produkte und Systeme voraus, die
noch erhebliche Entwicklungsanstrengungen bedürfen und
erst langfristig und damit nach
2023 auf dem Markt erscheinen
werden.
Die Experten der OE-A erwarten für die nahe Zukunft ein starkes Wachstum, das durch neue
und bessere Materialien, Maschinen und Prozesse sowie neue
Geräte-Designs initiiert wird.
OE-A
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
47
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INTERNET OF THINGS // ABSICHERUNG VON GERÄTEN
Schutz für vernetzte Geräte durch
sicheres Booten und Kryptographie
Der sichere Bootvorgang bildet das Fundament der Vertrauenswürdigkeit eines Geräts im IoT. Der Artikel zeigt, wie sich die Sicherheit von
Geräten implementieren lässt und wie Updates im Feld möglich sind.
YANN LOISEL, STEPHANE DI VITO *
D
er wirksamste Schutz vor Angriffen
auf die Hardware eines elektronischen Geräts ist ein Mikrocontroller,
der mit der Verarbeitung der Software in einem internen, nicht veränderbaren Speicher
beginnt (eine Möglichkeit, die nicht jeder
Controller bietet). Da die im Mikrocontroller
abgelegte Software nicht geändert werden
kann, wird sie a priori als vertrauenswürdig
angesehen und fungiert somit als Vertrauensbasis.
* Yann Loisel
... arbeitet als Security Architect bei
Maxim Integrated.
Bild: Wikimedia Commons/CC BY SA 3.0
* Stephane Di Vito
... ist bei Maxim Integrated für das Design und
die Entwicklung sicherer Software in industriellen
Anwendungen zuständig.
Ein solcher Schutz lässt sich mit ROMSpeicher (Read-Only Memory) realisieren.
Alternativ kann ein interner Flash- (EEPROM) Speicher des Mikrocontrollers zum
Ablegen der vertrauenswürdigen Software
genutzt werden, sofern hinreichende Sicherheit gegeben ist. Entweder muss ein FuseMechanismus (Schmelzbrücke) vorhanden
sein, der wie bei einem ROM ein Überschreiben des Flash-Inhalts nach dem Einprogrammieren unterbindet, oder es muss ein Authentifizierungs-Verfahren geben, das nur
autorisierten Personen das Schreiben der
vertrauenswürdigen Software in den FlashSpeicher erlaubt. Ließe sich nämlich die
erste Software unkontrolliert modifizieren,
dann kann kein Vertrauen garantiert werden.
Mit der „ersten Software“ ist die Software
gemeint, die als erste nach dem Einschalten
Anwendung und Verifikation einer digitalen Signatur: Mit dem Signieren wird der Code gewissermaßen
versiegelt. Er kann also nicht mehr verändert werden, ohne dass diese Modifikationen sichtbar werden.
48
des Controllers ausgeführt wird. Das erklärt
auch die Forderung, dass diese Software unbedingt vertrauenswürdig sein muss. Ist dies
der Fall, dann kann diese Software die Signatur der Applikation verifizieren, bevor sie
die Kontrolle über den Mikrocontroller abgibt. Man kann dies mit einer auf festen Fundamenten errichteten Burg vergleichen.
Nach dem Einschalten beginnt der Mikrocontroller des Geräts damit, den Vertrauensbasis-Code aus dem vertrauenswürdigen
Speicher heraus zu verarbeiten. Die Hauptaufgabe des Codes besteht darin, den Applikations-Code zu starten, nachdem dessen
Signatur erfolgreich verifiziert wurde. Die
Verifikation der Signatur erfolgt mithilfe eines öffentlichen Schlüssels, der zuvor mit
Methode 1 (Selbstzertifizierung) oder Methode 2 (Hierarchische Zertifizierung) in den
Mikrocontroller geladen wurde (siehe Kastentext).
Die so geschützten Mikrocontroller können von den Entwicklern zum Schreiben von
Software, zum Laden und Ausführen der
Software per JTAG und für das Debugging
eingesetzt werden. Die Entwicklung wird
durch einen sicheren Mikrocontroller also
nicht erschwert.
Herausgabe der Software und
Signieren des Codes
Ist die Software komplett fertiggestellt und
geprüft und wurde sie anschließend von einem Zertifizierungs-Labor oder einer internen Validierungsstelle geprüft und freigegeben, dann folgt ein zusätzlicher wichtiger
Schritt: Die Signatur des ausführbaren Binärcodes. Mit dem Signieren wird der Code gewissermaßen versiegelt. Er kann also nicht
mehr verändert werden, ohne dass diese
Modifikationen sichtbar werden. Darüber
hinaus wird er authentifiziert (die Identität
des Freigebenden ist bekannt). Versiegelt ist
der Code deshalb, weil die zugehörige Signatur bei jeglicher Modifikation ungültig wird.
Authentifiziert ist der Code, weil er mit einem
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
nur einmal vergebenen, nicht offengelegten,
privaten Schlüssel signiert wurde.
Das Signieren des Codes ist ein wichtiger
Schritt für zertifizierte Software. Sobald die
Software also durch eine externe oder interne Validierungs-Instanz freigegeben ist,
kann er nicht mehr verändert werden.
Die Eigentümerschaft über ein Gerät erlangt man durch Personalisierung der Vertrauensbasis im Mikrocontroller, also des
unveränderlichen Codes, der für den sicheren Bootvorgang verantwortlich ist. Zusätzlich ist es notwendig, den bei der Code-Verifikation verwendeten öffentlichen Schlüssel
des Software Approvers in das Gerät zu laden. Dieser Schlüssel ist von fundamentaler
Bedeutung, sodass er unbedingt vertrauenswürdig sein muss.
Für das Personalisieren der Vertrauensbasis gibt es zwei Vorgehensweisen. Während
die eine mit einer kleinen Schlüsselhierarchie arbeitet, kommt das andere Verfahren
ohne Schlüssel aus.
Bei der ersten Variante enthält die Vertrauensbasis des Geräts bereits einen öffentlichen Verifikations-Schlüssel. Dieser Schlüssel wird als Master Root Key (MRK) bezeichnet. Einfach ausgedrückt, wird dieser Schlüssel hardwaremäßig in die Vertrauensbasis
geschrieben, die zum Verifizieren des öffentlichen Code Verification Key (CVK) dient.
Folglich muss der öffentliche CVK signiert
werden, bevor er in den Mikrocontroller geladen wird. Bei diesem Signaturvorgang ist
die signierende Instanz Eigentümer der Vertrauensbasis (gemeint ist hier der Hardwarehersteller, der den privaten Schlüssel
besitzt, der zu dem in die Vertrauensbasis
hardwaremäßig einprogrammierten öffentlichen Schlüssel passt). Ist der öffentliche
CVK geladen und von der Vertrauensbasis
akzeptiert, wird der Schlüssel der Vertrauensbasis nicht mehr benutzt. Eine Ausnahme
bildet lediglich das erneute Prüfen des CVK
bei jedem Bootvorgang, um zu gewährleisten, dass er nicht modifiziert oder verfälscht
wurde, oder das Aktualisieren des öffentlichen CVK. Der CVK wird jetzt zum Verifizieren von ausführbarem Binärcode verwendet.
Dieser Personalisierungsschritt hat einen
entscheidenden Vorteil: er kann in einer unsicheren Umgebung ausgeführt werden, da
nur der korrekt signierte öffentliche Schlüssel in das Gerät geladen wird. Zudem ist dieser Personalisierungsvorgang kein großes
Hindernis, da für alle Geräte ein und derselbe CVK verwendet werden kann. Der CVK
lässt sich übrigens auch in einem externen,
ungeschützten Speicher ablegen, da er vor
seiner Verwendung systematisch neu verifiziert wird (Schema 1).
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Bild: Maxim Integrated
INTERNET OF THINGS // ABSICHERUNG VON GERÄTEN
Schema 1: Der öffentliche Code Verification Key
(CVK) wird vor seiner Verwendung vom Master Root
Key (MRK) verifiziert, um den ausführbaren Code zu
verifizieren und anschließend auszuführen.
Ein einfacherer Ansatz zur Personalisierung der Vertrauensbasis greift auf keinen
vorgegebenen Schlüssel zurück. Folglich
muss der öffentliche CVK entweder in einen
internen Speicher geladen werden, der nur
von vertrauenswürdiger Software aus diesem
internen Speicher heraus beschrieben werden kann, oder in einen nicht modifizierbaren Speicher wie etwa One-Time-Programmable- (OTP-) Speicher oder verriegelten
Flash-Speicher (EEPROM) in einer sicheren
Umgebung.
Eine vertrauenswürdige Umgebung stellt
sicher, dass der beabsichtigte öffentliche
Schlüssel nicht durch einen falschen Schlüssel ausgetauscht wird, denn die Vertrauensbasis kann diesen Schlüssel nicht verifizieren. Dieser Schlüssel muss ferner durch eine
Prüfsumme (CRC-32 oder Hash) geschützt
sein, um Integritätsprobleme mit diesem
Schlüssel sicher auszuschließen. Um wertvollen OTP-Speicher zu sparen, kann alternativ der Schlüssel selbst in einem ungeschützten Speicher abgelegt werden, während die Prüfsumme im internen OTP-Speicher gespeichert wird.
Im Zuge dieses Personalisierungsvorgangs
lassen sich auch weitere MikrocontrollerOptionen permanent einstellen, so etwa die
Deaktivierung der JTAG-Schnittstelle. So
nützlich dieses Interface während der Entwicklung sein mag, muss es doch bei den
Bauelementen für die Serienfertigung außer
Betrieb gesetzt werden, da sonst die Vertrauensbasis umgangen werden kann.
Deployment und Wartung im
Feld
Das Deployment von Geräten, die auf einem sicheren Bootvorgang basieren, unterscheidet sich grundsätzlich nicht von anderen Geräten. Um allerdings im Feld neuen
ausführbaren Code zu laden, muss dieser mit
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dem privaten Schlüssel des Software Approvers signiert und auf einem geeigneten Weg
(etwa über eine lokale Schnittstelle oder eine
Netzwerkverbindung) in das Gerät gelangen.
Wird der vom Software Approver zum Signieren des Codes verwendete Schlüssel kompromittiert, kann der zugehörige öffentliche
CVK ebenfalls im Feld ausgetauscht werden,
sofern der neue Schlüssel mit einem PublicKey-Verifikationsschlüssel signiert wurde,
der zuvor in das Gerät geladen wurde. (Bei
diesem Schlüsselverifikations-Schlüssel
handelt es sich um einen sogenannten Revocation-then-Update-Schlüssel.) Ein Kompromittieren des Master Root Keys (MRK) ist
dagegen nicht zielführend, da sich dieser
Schlüssel nicht im Feld ersetzen lässt. Geeignete Konventionen für das Management des
privaten Schlüssels mindern dieses Risiko.
Der öffentliche Schlüssel wird in einem
Bereich des Flash-Speichers abgelegt, der
verriegelt ist, also nicht mehr modifiziert
werden kann. Wenn die Integrität des vorab
programmierten öffentlichen Schlüssels
oder des sicheren Bootvorgangs auf einem
Verriegelungsmechanismus im Flash- oder
OTP-Speicher beruht, hängt die Stärke der
Integrität rein von der Stärke dieser Verriegelungstechnik ab. Jeder Angreifer, der diese
Technologie überwindet, kann auch die Integrität des Geräts selbst bezwingen.
Härtung digitaler Signaturen
durch bewährte Verfahren
Hier sollte deshalb zusätzlich eine softwaremäßige Prüfung digitaler Signaturen
erfolgen. Über die Einhaltung des Algorithmus hinaus gibt es also mehrere Wege zum
Verifizieren der Software. Darunter befinden
sich sowohl einige robuste Methoden als
Bild: Maxim Integrated
INTERNET OF THINGS // ABSICHERUNG VON GERÄTEN
Schema 2: Die Auswirkung eines Pufferüberlaufs.
Pufferüberläufe werden häufig als Angriffswege auf
die Software gewählt.
auch weniger robuste Verfahren. Unter Robustheit ist hier die Beständigkeit gegen
Fehler, unerwartete Probleme, anormale
Umgebungsbedingungen oder verfälschte
Bytes zu verstehen. Diesen Restriktionen
wird normalerweise von der Software und
der hardwaremäßigen Validierung des Geräts Rechnung getragen. Robustheit bedeutet
jedoch auch die Widerstandsfähigkeit gegen
bestimmte, absichtliche und zielgerichtete
Attacken.
Illustrieren lässt sich dieses Konzept an
zwei einfachen Beispielen. Das erste Beispiel
hat mit bewährten Software-Verfahrensweisen zu tun, die verlangen, dass man die Grenzen und Längen eingegebener Daten prüft,
bevor man sie verarbeitet. Auch die Verwendung von statischen Analyse-Tools, mit denen die Qualität des Quellcodes ermittelt
werden soll, gehört zu solchen Verfahrensweisen. Anerkannt ist ebenfalls, dass ein
effizienter Entwickler falsch formatierte
Methoden zur Garantie eines Public Keys
Bei einem öffentlichen Schlüssel müssen die Integrität, die Authentizität und
die Identität garantiert sein. Hierfür gibt
es verschiedene Möglichkeiten.
Methode 1: Selbstzertifizierung. Der
Empfänger des digitalen Inhalts erhält
den öffentlichen Schlüssel vom Absender persönlich, oder der Absender übermittelt den öffentlichen Schlüssel auf
eine Weise, die keinen Zweifel am legitimen Ursprung und der Eigentümerschaft
des öffentlichen Schlüssels zulässt. In
diesem Fall kann diesem öffentlichen
Schlüssel (auch als Root Key bezeichnet)
vertraut werden, solange er an einem Ort
50
verwahrt wird, an dem er nicht von Unbefugten manipuliert werden kann.
Methode 2: Hierarchische Zertifizierung. Bei diesem Verfahren garantiert
eine Hierarchie von Verifizierern den Ursprung des öffentlichen Schlüssels. So
genannte PKIs (Public-Key-Infrastrukturen) stellen die Definitionen für solche
Hierarchien zur Verfügung. Als physische
Verbindung zwischen einem öffentlichen
Schlüssel und der zugehörigen Identität
dient ein Zertifikat. Ein solches Zertifikat
wird von zwischengeschalteten Zertifizierungs-Instanzen der PKI-Hierarchie
signiert.
Byte-Gruppen erkennt. Leider werden die
entsprechenden Prüfungen oftmals nicht
implementiert, weil man darauf aus ist, die
neue Software so schnell wie möglich abzuliefern. Demzufolge kann es nach der Implementierung von Kommunikationsprotokollen zu Pufferüberläufen kommen (Schema
2), und dies sogar bei solchen Protokollen,
die als theoretisch sicher gelten (etwa TLS)
oder bei Kopiervorgängen von Speicher zu
Speicher, wie etwa beim Kopieren aus einem
externen NAND-Flash in das RAM vor dem
Ausführen einer Anwendung.
Ein weiteres Beispiel hängt mit dem gewählten Prozess zusammen und wird als
Fault Attack bezeichnet. Die Prüfung einer
digitalen Signatur erlaubt es ja, etwaige Integritäts- oder Authentizitätsmängel in Daten
oder Programmcode aufzudecken. Diese
Prüfung kann sogar am Speicherort der Bytes
angewendet werden, bevor sie in den Arbeitsspeicher der Applikation kopiert werden. Unter bestimmten Betriebsbedingungen
erfolgt das Kopieren der Bytes jedoch noch
vor dieser Prüfung. Diese Bytes stehen dann
also unmittelbar vor der Verwendung oder
Verarbeitung, obwohl die digitale Signatur
nicht übereinstimmt. Sollte es einem Angreifer gelingen, diesen Prüfschritt zu überspringen, indem er die Versorgungsspannung
kurz einbrechen lässt oder einen anderen
geringfügigen, nicht destruktiven Fehler auslöst, kann der normale Ablauf gestört und
die Prüfung übersprungen werden, sodass
die geladenen Bytes wie gültiger Code verarbeitet werden.
Allgemeiner ausgedrückt: Wenn sich ein
Sicherheitsmechanismus nur auf eine einzige Implementierung stützt, schwächt dies
die Sicherheit und motiviert Angreifer, sich
auf das Umgehen eben dieser Implementierung zu konzentrieren.
Die Implementierung der
besten Lösung
Es gibt heute sichere Mikrocontroller wie
den MAX32590, die eine Vertrauensbasis mit
einem vorab geladenen, unveränderlichen
Root Key enthalten. Die in diesen sicheren
Mikrocontrollern enthaltene Vertrauensbasis
mit dem MRK befindet sich im ROM, in einem
internen OTP-Speicher oder in einem werksseitig verriegelten internen Flash-Speicher.
Da die zum Speichern des Schlüssels verwendete Speichertechnologie keine nachträglichen Veränderungen zulässt, ist die Integrität des MRK garantiert. Abschließend wird
zusätzlich die Prüfsumme über den Schlüssel berechnet, um sicherzustellen, dass es zu
keinem Spannungseinbruch kommt, bevor
der Schlüssel praktisch verwendet wird.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
INTERNET OF THINGS // ABSICHERUNG VON GERÄTEN
Zum Initialisieren des individuellen, vorab
geladenen Schlüssels senden die Kunden
ihren öffentlichen CVK zur Signierung an den
Hersteller. Der Hersteller signiert (d. h. zertifiziert) den öffentlichen Schlüssel des Kunden mit seinem privaten Root Key, der in einem strikt kontrollierten HSM gespeichert
ist. Anschließend sendet der Hersteller den
signierten öffentlichen Schlüssel an den
Kunden zurück.
Dieser Prozess geht schnell und ist außerdem nur einmal erforderlich, bevor die Software das erste Mal herausgegeben wird.
Während der Softwareentwicklung ist dieser
gesicherte Ablauf nicht nötig. Der Kunde
kann anschließend den Schlüssel des Herstellers durch den eigenen Schlüssel ersetzen
und seinen signierten, ausführbaren Binärcode herunterladen.
Personalisierungsprozess gestaltet sich sehr einfach
Dieser Ablauf ist überaus flexibel, da in
alle Produkte derselbe Schlüssel einprogrammiert wird. Der Personalisierungsprozess gestaltet sich deshalb sehr einfach. Es
besteht sogar die Möglichkeit, dass ein Hersteller die Produkte schon vor der Fertigung
mit dem Schlüssel des Kunden personalisiert, was den Aufwand für den Kunden entscheidend reduziert. Ebenso kann die Personalisierung jedoch durch den Kunden selbst
erfolgen.
Die letztgenannte Form der Personalisierung, die dem Kunden die Übernahme der
Eigentümerschaft über die Mikrocontroller
erlaubt, bringt außerdem eine interessante
Haftungsverlagerung mit sich. Der ROMCode in sicheren DeepCover®-Mikrocontrollern wie dem MAX32550 ermöglicht
es ebenfalls, Schlüssel im Feld zu widerrufen
und auszutauschen, ohne dass hierdurch die
Vertrauenswürdigkeit leidet.
Dieser Schlüsselzertifizierungs-Prozess
kann nicht umgangen werden. Er ist zwingend erforderlich. Sogar in der Entwicklung
befindliche sichere Bauelemente erzwingen
die gleichen Prinzipien, mit einer einzigen
Ausnahme: sie können in sehr begrenzter
Stückzahl mit Testschlüsseln geliefert werden, um die Gefährdung des Kundenschlüssels während der Entwicklungs- oder Evaluierungsphase zu mindern.
Eine sichere Lösung für die Gegenwart zu
entwickeln, reicht nicht aus. Die besten praxisgerechten Lösungen schaffen vielmehr
bereits die Voraussetzungen für künftige
Upgrades. Die vertrauenswürdigsten Sicherheits-Bauelemente wie die DeepCover®Produkte unterstützen deshalb die zukunftssicheren Signaturverfahren RSA (bis 2.048
locate, communicate, accelerate
PRAXIS
WERT
Sicheres Booten –
sicherer Betrieb
Ein sicherer Bootvorgang als Vertrauensbasis ist eine geeignete Maßnahme zur Absicherung des IoT. Das
sichere Booten ist ein kostengünstiger, aber gleichwohl kritischer Sicherheitsmechanismus, der für Geräte mit
Anbindung an das Internet der Dinge
ebenso genutzt werden kann wie für
alle anderen Anwendungen, in denen
es Ressourcen zu schützen gilt.
Zusatzaufwand bleibt gering
Die Entwicklungs- und Fertigungsprozesse insgesamt bleiben auch mit
diesem sicheren Bootvorgang sehr
einfach und unkompliziert. Die zusätzlichen Schritte beschränken sich
darauf, einen öffentlichen Code Verification Key (CVK) in jedes Gerät zu laden und den ausführbaren Binärcode
zu signieren, der in das Gerät geladen
werden soll.
Bit) und ECC (bis 521 Bit). Darüber hinaus
haben die PCI PTS Labs ihren Code geprüft.
Hardwarebeschleuniger sorgen ferner dafür, dass die Code-Verifikation beim Hochfahren nahezu unbemerkt abläuft, sodass
die Sicherheits-Protokolle während des Bootvorgangs keinen Zusatzaufwand verursachen. Der Digest der digitalen Inhalte wird
nebenbei berechnet, während der Code aus
dem Flash-Speicher in den Arbeitsspeicher
(RAM) kopiert wird. Die Signaturverifikation
nimmt deshalb nur sehr wenig Zeit in Anspruch.
Maxims DeepCover®-Bausteine kombinieren die beschriebenen Sicherheitsmechanismen mit weiteren Schutzmaßnahmen wie
der JTAG-ICE-Deaktivierung. Dies macht ein
Auslesen, Modifizieren oder Austauschen
des Codes unmöglich, da nur ein Mechanismus sicherheitsrelevante Funktionen von
flexiblen bzw. programmierbaren Bauelementen ansprechen kann. Jegliche Türen
müssen entweder geschlossen oder verschlüsselt sein, um den Beteiligten die volle
Vertrauenswürdigkeit zu bieten.
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INTERNET OF THINGS // NETZWERKSICHERHEIT
Wie sicher ist das Internet
der Dinge mit WLAN?
Da das IoT für das vernetzte Leben und Arbeiten immer wichtiger wird,
müssen Unternehmen Antworten auf Fragen der Netzwerksicherheit
finden. Private Pre-Shared Keys (PPSK) können hier Hilfe leisten.
Bild:© fotogestoeber - Fotolia.com
DAVID SIMON *
Sicher in die Cloud: In einem IoT-Szenario ist es notwendig zu kontrollieren, wo und wie der Netzwerkschlüssel an die verbundenen Geräte weitergegeben wird. Nur so lässt sich verhindern, dass der ungeschützte
Schlüssel einer Klima- oder Beleuchtungsanlage zum Schlupfloch für Angreifer wird.
I
m privaten oder beruflichen Umfeld teilen
wir uns ein Funknetzwerk mit anderen
Personen und verwenden für die Anmeldung und Authentifizierung in der Regel nur
einen einzigen vorab verteilten Netzwerkschlüssel, Pre-Shared Key (PSK) genannt. In
einem IoT-Szenario ist es hingegen besser,
kontrollieren zu können, wo und wie dieser
Schlüssel an die verbundenen Geräte weitergegeben wird. Nur so lässt sich verhindern,
dass der ungeschützte Netzwerkschlüssel
einer Klimaanlage oder smarten Beleuchtungsanlage zum Schlupfloch für Angreifer
wird.
* David Simon
... ist Systems Engineer bei Aerohive
Networks.
52
Die Frage ist: Wie sicher sind die Geräte,
die sich mit dem Netz verbinden? Im IoTBereich sind das meist relativ einfache Produkte, die kaum Mechanismen haben, um
sich und das Funknetzwerk wirksam zu
schützen. Daher lassen sie sich oft problemlos hacken. Das wiederum führt dazu, dass
Zugangsdaten für das Netzwerk und eventuell sogar sensible Unternehmensdaten extrem angreifbar sind.
Das Ausmaß der Verwundbarkeit zeigten
Experten der Security-Firma „Context Information Security“ im Jahr 2014 am Beispiel
eines smarten Beleuchtungssystems. Indem
sie sich Zugriff auf die zentrale Lampeneinheit verschafften, kontrollierten sie zunächst
das Beleuchtungssystem, konnten dann Änderungen an der WLAN-Konfiguration vornehmen und hatten die Kontrolle über das
gesamte Gebäudemanagement.
Problematisch bei Beleuchtungssystemen
dieser Art und IoT-Geräten generell ist, dass
sie in den allermeisten Fällen nur einen einzigen vorab verteilten Schlüssel (PSK) verwenden, um sich mit dem Netzwerk zu verbinden. Das liegt auch daran, dass viele
dieser Geräte nur WPA/WPA2 und nicht RADIUS unterstützen. Wie die Untersuchung
von Context gezeigt hat, sind vorab verteilte
Schlüssel keinesfalls ein sicherer Weg, Geräte zu authentifizieren. Auch der Umweg über
die Anbindung einer separaten SSID speziell
für diese Anforderung ist nicht zu empfehlen, denn jede weitere ausgestrahlte SSID
verringert die Gesamt-Performance des
WLAN-Netzes – ein Phänomen, das als SSIDOverhead bekannt ist. Was also sollten Unternehmen tun, um die Vielzahl der Geräte
sicher und effizient einzubinden?
Individuell konfigurierbare
Zugríffsrechte
Zunächst einmal muss der Netzwerkrand
genügend abgesichert werden. Das gilt sowohl für den kabelgebundenen als auch
drahtlosen Zugriff. Um Geräte dann optimal
anzubinden, sollten ihnen einmalige und für
jedes Gerät spezifische Anmeldeinformationen zugewiesen und nur begrenzte Rechte
eingeräumt werden. Außerdem hilft es, die
Aktivität der Geräte zu überwachen: Sollte
eine Glühbirne versuchen, auf Facebook zuzugreifen, wüsste ein IT-Administrator sofort, dass etwas nicht stimmt. So lässt sich
verhindern, dass über die Zugangsschlüssel
einfacher Dinge Geräte gehackt und kontrolliert werden können, die persönliche Daten
enthalten. Im Umkehrschluss heißt das
auch: Sollte ein Unbefugter es schaffen, eine
LED-Glühbirne zu hacken und bei gleichen
Schlüsseln anschließend die komplette
Haustechnik kontrollieren, dann muss nicht
nur der Schlüssel für die Beleuchtungstechnik geändert werden, sondern auch für die
Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte,
Rollo- oder Garagentortechnik.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Die Funktionalität der Geräte lässt sich
einschränken, indem man ihnen private vorab verteilte Schlüssel – sogenannte Private
Pre-Shared Keys, kurz PPSK – zuweist, die
jeweils unterschiedliche Rechte beinhalten.
Ähnlich wie bei 802.1x-basierter Autorisierung, aber ohne die dafür nötigen Zertifikate,
lassen sich Gerätegruppen unterscheiden
und danach Zugriffsrechte sowie Netzwerkrichtlinien individuell konfigurieren.
Ein Schlüsselsatz kann etwa für den Gastoder BYOD-Zugang (Bring your own device)
genutzt werden, ein anderer hingegen für das
Gebäudemanagement. Dabei stellen strikt
kontrollierte L2-L7 Firewall-Richtlinien sicher, dass nur die Systeme selbst, nicht jedoch andere Nutzer/Geräte, die sich im Netzwerk eingeloggt haben, Änderungen an der
Haustechnik vornehmen dürfen.
Für den Fall des Beleuchtungssystem bedeutet dies, dass ein Unbefugter eine Lampe
zwar möglicherweise knacken kann, danach
aber dank des PPSK nicht weit kommt, da die
Zugriffsrechte auf eine Aktion beschränkt
sind. Außerdem kann der gehackte individuelle Schlüssel identifiziert und anschließend
unschädlich gemacht werden, während die
anderen Schlüssel weiter funktionieren.
Die PPSK implementieren und
konfigurieren
Beim Rollout der PPSK gibt es diverse Möglichkeiten. Administratoren können sie per
Zugriff auf das zentrale Management-System
generieren, oder Mitarbeiter erstellen sie auf
der Basis einer Gruppenberechtigung.
Natürlich sind einige Vorkehrungen nötig,
um Maschinen- oder Benutzerzertifikate für
Grafik: Aerohive Networks
INTERNET OF THINGS // NETZWERKSICHERHEIT
Weichenstellung: Die
PPSKs (Private PreShared Keys) regeln
die Zugangsrechte der
Nutzer zum Unternehmensnetz per WLAN.
das EAP-TLS-Standardprotokoll auf IoT-Geräte ausrollen zu können. PPSK und die damit verbundene individuelle Zuteilung von
Rechten für Firewalling, QoS, VLAN, usw.
bieten aber ein großes Einsatzspektrum und
eignen sich für diesen Zweck sehr gut. Jeder
Geräte- und Benutzertyp erhält einen einmaligen und spezifischen Netzwerkschlüssel
und damit eingeschränkte Zugriffsrechte.
Dadurch können alle möglichen IoT-Geräte
einfach an das bestehende WLAN-Netzwerk
angeschlossen werden, ohne zusätzliche
Module installieren zu müssen. Tausende
von privaten vorab verteilten Schlüsseln mit
individuellen Verbindungsprofilen lassen
sich auf diese Weise vergeben. Eine fremdgesteuerte Lampe kann unter diesen Voraussetzungen nicht zu einem Sicherheitsrisiko
für die Beleuchtungsanlage werden, da ihr
Netzwerkschlüssel dies nicht zulässt. Selbst
bei einem erfolgreichen Hackerangriff bliebe
der Schaden begrenzt.
Die PPSK bilden also eine undurchdringbare Mauer, da sie Geräten oder Benutzergruppen nur begrenzte Zugriffsrechte einräumen und von Administratoren eingeschränkt
oder ganz widerrufen werden können. Ferner
werden die Regelsätze direkt am Zugang des
Netzes angewandt und gelangen dadurch
nicht bis zum zentralen Controller. Damit
wird zusätzlich zur erhöhten Sicherheit des
Netzes auch die Netzinfrastruktur entlastet.
Maßgeschneiderte Zugriffsrechte können
Unternehmen also helfen, ihre Daten vor
Hackangriffen zu schützen, denn Unbefugte
können, wenn überhaupt, nur einen kleinen
Teil des Netzwerks erschließen.
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VERBINDUNGSTECHNIK // HF-KABEL
Was man über Koaxial-Kabel
und PTFE wissen sollte
Die Zusammenhänge zwischen Material, Temperatur, Druck und
Messgenauigkeit bei PTFE sind oftmals unbekannt. Wir geben einen
Überblick zum Stand der Technik und den Anwendungen.
STEFAN BURGER *
E
in versilberter Kupferdraht mit einer
Umhüllung aus Polytetrafluorethylen
(PTFE) ist eine interessante Kombination. Beide Werkstoffe sind sehr unterschiedlich. PTFE ist der Isolationswerkstoff in der
Hochfrequenztechnik, der viele Vorteile aufweist. Der Anwender sollte einige spezielle
Eigenschaften, wie z.B das PTFE-Knie oder
das Voraltern bei phasenstabilen Messkabeln, kennen.
Der Beitrag beschreibt den Stand der Forschung und Anwendungen von PTFE sowie
die Eigenschaften und die Grenzen des Materials hinsichtlich der Hochfrequenzcharakteristik.
Polytetrafluorethylen ist ein unverzweigtes, linear aufgebautes, teilkristallines Polymer aus Fluor und Kohlenstoff. Der Kunststoff zeichnet sich durch eine sehr gute chemische Beständigkeit und Stabilität über
einen großen Temperaturbereich aus. Im
Hochfrequenzbereich weist das Polymer nur
geringe Verluste auf und wird deshalb gerne
eingesetzt.
PTFE wurde 1938 vom Chemiker Roy Plunkett entdeckt, als er an Kältemitteln für Kühlschränke arbeitete. Technisch wurde PTFE
zuerst nicht verwendet, da die Herstellung
sehr aufwändig und kostenintensiv ist. Der
Kunststoff ist jedoch beständig gegen fast
alle aggressiven Medien.
Er ist lediglich unbeständig gegen starke
Reduktionsmittel wie elementares Fluor bei
höheren Temperaturen. Technisch wurde
PTFE zuerst im Umfeld der Urananreicherung beim Manhattan-Projekt (Entwicklung
der Atombombe) verwendet, um die Behälter
vor dem stark korrosiven Uranhexafluorid zu
* Stefan Burger
... ist Inhaber von Delta Gamma Consultant in Hampton, Australien sowie
als Berater im Bereich HF- und Messtechnik für elspec, Geretsried, tätig.
54
schützen. Die Firma DuPont vermarktete
PTFE unter dem Namen Teflon [1].
PTFE hat einen sehr geringen Reibungskoeffizient und bleibt elastisch bis zu kryogenen Temperaturen(–269°C), kann bei Temperaturen bis 250°C verwendet werden, der
Kristallitschmelzpunkt liegt bei etwa 330°C
[2,3].
Nachteilig ist seine hohe Viskosität wenn
es geschmolzen ist. Damit ist es fast nicht
möglich, PTFE für Spritzguss oder Blasformen zu verwenden. Es bleibt nur Extrudieren
oder Sintern als formgebendes Verfahren
übrig.
PTFE-Moleküle bestehen aus Ketten von
Kohlenstoffatomen, jedes Kohlenstoffatom
bindet zwei Fluoratome. Die Fluoratome liegen fast symmetrisch um den Polymerfaden,
dadurch kompensieren sich die Dipolmomente. Dies hat zur Folge, dass die Eigenschaften von der Frequenz nur sehr wenig
beeinflusst werden. Im Vergleich dazu weist
Wasser ein ausgeprägtes Dipolmoment und
somit eine starke Frequenzabhängigkeit seiner Eigenschaften auf. Was beispielsweise
beim Erhitzen von Speisen ausgenutzt wird.
Bei Temperaturen unterhalb von 19 °C liegen die Fluoratome einander nicht gegenüber wie in Bild 1 sondern sind leicht versetzt
und winden sich schraubenförmig um einen
Faden von 26 Kohlenstoffatomen über einer
Länge von 1,68 nm. Bei 30 °C hat sich der
Abstand auf 1,95 nm vergrößert, was sich in
einer starken Längenänderung sowie einer
verringerten Permittivität zeigt.
Unter atmosphärischem Druck verändert
sich das Kristallgefüge in Abhängigkeit von
der Temperatur. Das Polymer hat bei tiefen
Temperaturen ein gut orientiertes hexagonales Gefüge. Bei Temperaturen von 19 °C ändert es sich zu einem teilweise hexagonalen
Kristallgefüge und der Abstand der Kohlenstoffatome zueinander vergrößert sich. Dies
führt zu einer relativ starken Ausdehnung
und einem Ausdehnungskoeffizienten von
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
VERBINDUNGSTECHNIK // HF-KABEL
Koaxial-Kabel: PTFE
ist das Isolationsmaterial der Wahl im
HF-Bereich
Bilder: Elspec
bis zu 920 * 10–6/K und geht bei 32 °C in ein
ungeordnetes Gefüge über. Zum Vergleich:
der Temperaturkoeffizient von Kupfer beträgt 16,5*10–6/K.
Anhand des Ausdehnungskoeffizienten ist
ersichtlich, dass bei Temperaturen von
32,3 °C noch eine weitere Phasenänderung
existiert. Diese ist aber im Vergleich wesentlich schwächer und wurde bei den Messungen 1953 noch nicht entdeckt. Dies wurde erst
durch die verbesserte Messtechnik heutzutage möglich.
Aus [2] ist Bild 2 entnommen. Aus diesem
Diagramm wurden die Messwerte extrahiert
und für die weiteren Berechnungen verwendet.
Bild 3 zeigt das Phasendiagramm von PTFE
[3]. In dem Diagramm kann abgelesen werden, bei welcher Temperatur und bei welchem Druck welche Gefügestruktur das PTFE
hat. D.h. wenn auf das PTFE Druck einwirkt,
verschieben sich die Temperaturen, bei denen die Kristallgefüge sich ändern. Hierbei
ist zu beachten, dass der Druck im GPa-Bereich liegt und damit recht hoch. Der Luftdruck in Meereshöhe beträgt zum Vergleich
nur 0,101 MPa.
Weiterhin wird in den Publikationen gezeigt, dass die Eigenschaften von PTFE auch
von seiner Vorgeschichte abhängig sind.
Wurde z.B. PTFE auf der Drehmaschine bearbeitet und dann untersucht, kamen etwas
andere Werte zustande, als wenn man das
PTFE auf 300°C erhitzt und langsam abkühlen lässt, bevor man es vermisst.
Dhawan [8] hat die Dielektrizitätskonstante von PTFE bei 100 kHz gemessen und die
Fequenzabhängigkeit bestimmt. Aus dem
Diagramm wurden die Werte extrahiert, die
auch mit einem Fehler durch die Ablesegenauigkeit behaftet sind. Im Text wird weiter darauf hingewiesen, dass mit der Frequenz die Permittivität bei DC von 2,1462 sich
auf 2,1436 bei Unendlich ändert. Dies entspricht 0,126%.
Aufbau und Eigenschaften
einer Koaxial-Leitung
Der äußere Schirm einer Koaxial-Leitung
besteht aus Metall und dehnt sich weniger
aus als das PTFE. Die Frage ist, wie stark wird
der Schirm gedehnt, und welche Druckerhöhung bleibt übrig. Dieses wirkt dem Absinken der Permittivität entgegen und kann mit
einer FEM-Simulation (Finite Elemente Methode) berechnet werden. Das Ganze ist darüber hinaus abhängig von der Zeit, da PTFE
unter Druck anfängt zu fließen. D.h. kann die
Änderung des Durchmessers nicht erfolgen,
wird das Material versuchen sich in der Länge auszudehnen.
Weiterhin ist die elektrische Länge, d.h.
wie schnell sich die elektromagnetische Welle in der Leitung ausbreitet, abhängig von
der Permittivität, die sich auch mit der Temperatur ändert.
Bild 1: Molekülstruktur von PTFE
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
55
VERBINDUNGSTECHNIK // HF-KABEL
Bild 2: Thermische
Ausdehnung von PTFE
in Abhängigkeit von der
Temperatur
Bild 3: Phasendiagramm von PTFE
In Bild 4 sind die relative Längenausdehnung und die Permittivität dargestellt. Wie
man sieht, expandiert PTFE mit zunehmender Temperatur, die Permittivität nimmt ab.
Dies hat einen kompensierenden Effekt, der
sich aber nicht gegenseitig aufhebt. Die Frage ist, welche elektrische Längenänderung
wird sich schlussendlich ergeben?
Im zweiten Teil werden wir eigene Messungen und Berechnungen durchführen und mit
den vorhandenen und hier bereits teilweise
beschriebenen Veröffentlichungen vergleichen. Teil 3 beschäftigt sich mit einer FEMSimulation einer Koax-Leitung, bei der die
Druckerhöhung durch den Schirm und damit
das Gefüge berücksichtigt ist. Hierbei werden
die Werte mit denen von bereits gemessenen
Koax-Leitungen verglichen. Wir planen ergänzend die Dämpfung darzustellen, sobald
wir die Messtechnik bei –100 °C zur Verfügung haben.
// KR
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Literatur
Bild 4: Dielektrizitätskonstante von PTFE in
Abhängigkeit von der
Temperatur
Bild 5: Ausdehnung und
Dielektrizitätszahl aus
den extrahierten Werten
56
[1] Wikipedia, http://de.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluorethylen, abgerufen am 13.3.2015
[2] Blumm, J.; Lindenmann, A.; Meyer, M.; Strasse,
C.: Characterization of PTFE using Advanced
Thermal Analysis Techniques. Netzsch-Gerätebau GmbH
[3] Rae, P. J.; Dattelbaum, D. M.: The properties of
polytetrafluoroethylene (PTFE) in compression.
Polymer 45 (2004) 7615 – 7625
[4] Molecular Mobility, Phase Transitions, Transformation Plasticity and Memory Effect in Poly
tetrafluoroethylene (PTFE). Journal de Physique
III, Volume 6, dècembre 1996
[5] Weir, C. E.: Transitions and Phase of Polytetrafluoroethylene (Teflon). Journal of Research of
the National Bureau of Standards, Vol. 50, No.
2, February 1953
[6] Kirby, R. K.: Thermal Expansion of Polytetrafluoroethylene (Teflon) from –190° to +300°C.
Journal of Research of the National Bureau of
Standards, Vol. 57, No. 2, August 1956
[7] Current Innovation in Phase Stable Coaxial
Cable Design. Times Microwave Systems;
Microwave Product Digist
[8] Dhawan, S. K.: Understandign Effect of Teflon
Room Temperature Phase Transition on Coax
Cable Delay in Order to Improve the Measurement of TE Signals of Deuterated Polarized
Targets. IEEE Transactions on nuclear scenge,
Vol. 39, No. 5, October 1992
[9] Czuba, K.; Sikora, D.: Phase Drift versus Temperature Measurmements of Coaxial Cables.
Warsawa University of Technology, ISE, Warsawa, Poland
[10] Perepechko, I.: Low-Temperature Properties of
Polymers. MIR Publishers, Moscow
[11] Kobayashi, Y.; Katho, M.: Microwave Measurement of Dielectric Properties of Low-Loss Materials by the Dielectric Rod Resonator Method.
IEEE Transaction on microwave theory and
techniques, Vol. MTT-33, No. 7, July 1985
[12] Physical Properties of Fluor unfilled and filled
PTFE. Technical Service Note F12/13, AGC Chemicals 2002
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Industrie und Handwerk ausgelegt.
Weidmüller
www.neutrik.de
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK
GLASFASERKONTAKT
Für verunreinigte Umgebungen
Radiall erweitert seine Produktpalette mit der mit der Serie EBLuxCis. Die Serie ist mit verschiedenen runden oder rechteckige
Steckern und dem GlasfaserKontakt LuxCis ARINC 801 in 2oder 4-Kanal-Sendern erhältlich.
Die Lösung eignet sich für stark
verschmutzte Umgebungen und
für Anwendungen, die eine einfache Wartung bedingen. Einer
der Vorteile der Produktreihe ist
die Möglichkeit, bis zu 4 Standard Kabelkonfektionierungen
zu verwenden, was den Wartungsaufwand reduziert. Die
Expanded-Beam-Technologie
reduziert die Verschmutzung
und die damit einhergehende
Gefahr einer fehlerhaften Verbindung. Sowohl Multimode- als
auch Singlemode-Fasern und
verschiedene Kabeldurchmesser
bieten eine vielseitige und robuste Lösung mit einem stecksicheren Design, damit wird die Gefahr einer Beschädigung der
HARTING preLink®
Schlüsseltechnologie
für EthernetVerkabelungen.
optischen Anschlüsse bei der
Montage in schwer zugänglichen
Bereichen reduziert. Die aktuelle
Reihe beinhaltet EB-LuxCis mit
MIL-DTL-38999 und EN4165-Interfaces und wird ständig erweitert. Radiall entwickelt und fertigt Kabelstränge, die mit EBLuxCis für Anwendungen in der
Luftfahrt sowie für das Energie
und Flugmanagement.
Radiall
KLEMMENFAMILIE
Schafft Platz in der Dose
Wago stellt mit der Verbindungsdosenklemme der Serie 773 ein
Produkt für eindrähtige Leiter
mit einem Querschnitt bis 4 mm2
vor. Die Serie wird in der Elektround Gebäudeinstallation insbesondere beim Anschluss von
größeren Verbrauchern wie Klimageräten oder Durchlauferhitzern eingesetzt. Im Vergleich zur
3-Leiter-Klemme der Serie 273
benötigt die 4-Leiter-Klemme
rund 30% weniger Raum – auf
den Leiter bezogen halbiert sich
der Platzbedarf. Das Gehäuse ist
transparent, dadurch ist auf einen Blick zu sehen, ob alle Leiter
bis zum Anschlag eingesteckt
und korrekt verbunden sind. Die
Verbindungsdosenklemmen haben Prüföffnungen für alle gängigen Prüfspitzen. Die Serie gibt
es mit weißer Leitereinführung
für zwei Leiter (773-602), mit roter Leitereinführung für vier Leiter (773-604) und mit brauner
Leitereinführung für sechs Leiter
(773-606). Anschließbar sind
eindrähtige Leiter zwischen 1,5
und 4 mm2. Bei einer Bemessungsspannung von 400 V beträgt der zulässige Nennstrom
der Klemme 32 A, sodass der
maximale Anschlussquerschnitt
in seiner Stromtragfähigkeit ausgenutzt werden kann.
Wago
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
Die komplette Systemlösung
für prozess- und zukunftssichere
Installationstechnik.
Flexible und zukunftssichere EthernetVerkabelung dank austauschbarer Steckgesichter
Garantiert prozesssichere Installation
durch die Ha-VIS preLink® Montagezange
Einfaches und zeitsparendes Verlegen bei
beschränkten Platzverhältnissen
Nutzung vorkonfektionierter Verkabelungssegmente zum schnellen Austausch
bei Wartung oder Upgrade
Umfassendes Systemportfolio für den
Einsatz in den Bereichen Automatisierung, Bahntechnik und Energie
Mehr erfahren Sie unter 0571 8896-0 oder
mailen Sie an de@HARTING.com
59
www.HARTING.de
AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK
D-SUB-HAUBEN
Hauben in schwarzem und metallisiertem Kunststoff
Conec hat sein Produktportfolio
bei D-Sub-Hauben um SnapLockVarianten ergänzt. Die Hauben
sind mit einem Verriegelungssystem ausgestattet, welches eine
schnelle Ver- und Entriegelung
ermöglicht. Eine aufwändige
Verschraubung der Haube zum
Gegenstecker entfällt und es
wird eine langzeitige Verbindung
ohne sich lösende Schrauben
hergestellt. Durch den hör- und
spürbaren „Klick“ ist eine Verriegelung auch an schlecht einsehbaren
Geräteschnittstellen
schnell und sicher hergestellt.
Die Hauben sind in schwarzem
oder metallisiertem Kunststoff in
den Gehäusegrößen 1 bis 5 verfügbar. Je nach Polzahl sind sie
mit 2 oder 3 Kabelausgängen gerade und seitlich ausgestattet.
Mit einem Nachrüstsatz sind
auch bestehende Schnittstellen
mit einer SnapLock-Haube kompatibel. Das SnapLock-System
ermöglicht außerdem eine Haube zu Haube Verbindung und ist
speziell für Anwendungen mit
hohen Anforderungen an Vibrations- und Schockfestigkeit wie
z.B. im Bahn- und Transportwesen ausgelegt. Einsatzfelder reichen von der Antriebstechnik,
Automatisierungstechnik bis
Transporttechnik.
Conec
HYBRID-STECKVERBINDER
Höhere Durchflussrate und Betriebsdruck
Ab sofort bietet ODU das gesamte Druckluft- und Fluidprogramm des ODU-MAC mit höheren Durchflussraten bzw. höherem Betriebsdruck an. Die Eigenentwicklung und -fertigung des
Spezialisten für elektrische Verbindungstechnik erhöht die
Durchflussrate für die Druckluftventile um circa 20%, bei den
Fluidmodulen steigt der Betriebsdruck auf 10 bar. Von der
Industrie-, über die Mess- und
Prüftechnik bis hin zur Medizintechnik profitieren die Kunden
von einem erweiterten Einsatzbereich und mindestens 100 000
garantierten Steckzyklen. Beispielsweise in mobilen Stoßwellentherapiegeräten, bei dem im
maßgeschneiderten Steckverbinder Fluid-Kontakte verbaut
sind. Die hohe Kontaktsicherheit, große Modulvielfalt, robuste Ausführung und vielfältige
Lösungsmöglichkeiten bleiben
erhalten. Die neuen Module sind
dabei mit der bisherigen Variante zudem zu 100% steckkompatibel und jeweils ein- bzw. zweipolig als Druckluftmodul bzw.
zweipolig als Modul für Fluidkupplung erhältlich. Der Kunde
kann jeweils zwi-schen einer
absperrenden und nicht absperrenden Variante wählen.
ODU
STECKVERBINDER
Für LED-Anwendungen mit weißem Isolierkörper
Für neue Beleuchtungskonzepte
in LED-Technik werden zunehmend Steckverbinder gefordert,
die einen annähernd weißen
Isolierkörper verwenden. Die
üblicherweise schwarzen Isolier-
60
körper absorbieren von Natur
aus eine gewisse Lichtmenge.
Dies kann dann zu einem Lichtbild führen, bei dem im Bereich
der Steckverbinder eine Schattenwirkung entstehen kann. Fischer Elektronik hat mit einer
neuen Steckverbinderserie für
LED-Inlinemodule diesem Problem Rechnung getragen. Angeboten werden Stift- und Buchsenleisten im Raster von 2,5 mm
in SMD-Lötversion. In zwei- und
vierpoligen Ausführungen werden diese Leisten bereitgehalten,
weitere Polzahlen auf Anfrage.
Darüber hinaus befinden sich
hierzu passend die Anschlusssteckverbinder zur Spannungsversorgung mittels Kabelanschluss für das LED-System im
Lieferprogramm. Die Kabel können sowohl starr als auch flexibel sein, in einer Größe von AWG
24 bis 20. Um die Steckverbinder
auch rationell bestücken zu können, werden sie in einer „Tape
and Reel“-Verpackung (TR) geliefert. Die Gehäuse sind robust
und formschlüssig ausgelegt.
Fischer Elektronik
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK
KATALOG
20 Jahre Steckverbinderkompetenz auf 43 Seiten
Im Short-Form-Katalog bietet
W+P umfassende Systemlösungen im Steckverbinderbereich
für alle Anwendungen rund um
die Leiterplatte auf 43 Seiten.
Gezeigt werden über 400 Steckverbinder-Serien, jeweils mit einem Link zu den Datenblättern
und Zeichnungen. Der Katalog
ist anschaulich mit Farbfotos
und einer Kurzbeschreibung der
jeweiligen Steckverbinderserien
gestaltet. Das Spektrum umfasst
Stift- und Buchsenleisten in Rastermaßen 0,80 bis 5,08 mm, DSUB und Centronics Steckverbinder, IC-Fassungen, Taster und
DIP-Schalter, IDC-Steckverbin-
der, Flachbandkabel, ModularSteckverbinder, Card-Edge-Verbinder in Rastermaßen 0,8 bis
2,54 mm, Kabel-zu-Leiterplatten
Verbinder in Rastermaßen 1 bis
6,35 mm, ZIF-, LIF-Stecker und
Flex-Leitungen, Leiterplatten-zuLeiterplatten Verbinder, Multimedia Steckverbinder, Verbinder
und Klemmen für LED-Anwendungen sowie wasserdichte
Steckverbinder. Die Stärke des
Unternehmens zeigt sich im umfangreichen Portfolio an Standardprodukten und kundenspezifischen Sonderlösungen.
W+P
LED-STECKVERBINDER
LED-HochvoltVerbinder
Bender & Wirth hat ihre speziell
für LED-Platinen konzipierte
Verbinderserie um die Baureihe
425 für Hochvoltapplikationen
bis zu 250 V AC / 450 V DC erweitert. Diese Serie zeichnet sich
durch ihre extrem flache Bauweise in SMD Technologie aus. Ein
besonderer Vorteil liegt in der
Realisierung von Luft- und
Kriechstrecken von 3 mm für einen effizienten Schutz der
Leuchte gegen Netztransienten
bis 4 kV. Die Anschlussmodule
weisen eine Bauhöhe von 1,5 mm
auf und vermeiden somit eine
Schattenbildung innerhalb der
Leuchte. Dabei liefert die verschweißte Verbindung zwischen
Kabel und Steckkontakt einen
äußerst robusten und leistungsfähigen Anschluss. Der Einspeiser 424 dient als Wire-to-board
Verbinder und hält ebenfalls eine Isolierstrecke von 3 mm ein.
Alle Komponenten werden ausschließlich vertikal von oben
installiert, indem sie einfach auf
die vorinstallierten SMD-Kontaktstifte aufgesteckt werden.
Eine einfache Montage und Verschaltung der LED-Platinen in
der Leuchte oder ein Austausch
von einzelnen LED Komponenten im Feld wird durch die Lösbarkeit der Verbindung optimal
unterstützt. Das System besteht
aus dem board-to-board Verbinder, dem wire-to-board Verbinder und Kontaktstiften.
Bender & Wirth
HIGH DENSITY ARRAYS
• Arrays im Rastermaß 1,27 mm x 1,27 mm
bieten maximale Flexibilität in der Masse
– und Signalbelegung
• Bis zu 500 Single-Ended I/Os oder 125
Differential Pairs (mit der von Samtec
empfohlenen Pinbelegung)
• Das reißverschlussähnliche, robuste
Edge Rate™ Kontaktsystem ist weniger
anfällig für Beschädigungen beim
Trennen der Verbindung
• Kompakte Form im 0,80 mm Raster spart
bis zu 50 % Platinenfläche
• Abgewinkelte und flache
Verbindungssysteme
• Federkontakt-Arrays mit höchster
Kontaktdichte und ultraflachem Profil
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
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AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK
STECKVERBINDER
Für anspruchsvolle Bedingungen
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Steckverbinder
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15 . bis 17. Juni 2 015, Wür zburg
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Souriau hat mit der Serie WME
Steckverbinder entwickelt, die
gemäß EN 16330 außerhalb und
innerhalb von Fahrzeugkabinen
zugelassen sind. Die Steckverbinder sind UV-beständig und
wasserdicht bei geschlossener
Steckverbindung. Die Verbinder
haben eine selbst schließende
Kappe mit einem zusätzlichen
Verriegelungsmechanismus. Dadurch erhöht sich die Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Schlägen und Vibration. Die Stecker können auch mit Handschuhen geschlossen werden. Zur
Serie gehören Steckverbinder,
Verschlusskappen, Anbauflansche und Zubehörteile.
WME1 ist die Lösung für den
Fahrzeugaußenbereich. Diese
bestehen aus einem thermoplastischen Gehäuse, Kabeldurchführungen, Verschlusskappen
und Einsätzen. Der Temperaturbereich beträgt –30 bis 85ºC. Die
Schutzklasse ist IP68/69K. Die
Verbinder haben eine Spannungsfestigkeit von 5 kV und
sind für 250 Steckzyklen ausgelegt. WME2 ist die Lösung für den
Fahrzeuginnenbereich. Der Betriebstemperaturbereich beträgt
–40 bis 125ºC. Die Stecker (Steckzyklen 250) wurden gemäß der
Norm UL94 in die Flammwidrigkeits- und Brandsicherheitsklasse V-O eingestuft.
Souriau
EINPRESS-SCHNELLVERSCHLUSSSCHRAUBEN
Alternative zu Versionen mit Feder
Einpress-Schnellverschlussschrauben von PennEngineering
bieten sich als kostengünstige
Alternativen gegenüber herkömmlichen Versionen mit vorgespannter Feder an. Diese federlosen Befestigungselemente
aus Stahl enthalten eine unverlierbare Schraube, die die Anzahl loser Bauteile auf ein Minimum verringert und die potentiellen Risiken einer Beschädi-
ormationen zu
Ausführliche Informationen
Programm und Veranstaltung:
www.steckverbinderkongress.de
VERANSTALTER:
gung interner Komponenten im
Zusammenhang mit nicht gesicherter Hardware eliminiert. Die
Befestigungselemente eignen
sich bestens für die Befestigung
dünner Metallbleche, wenn bei
Bedarf ein späterer Zugriff auf
die Baugruppe möglich sein soll.
Ihr kompaktes und flaches Design prädestiniert sie für Anwendungen, bei denen nur wenig
Platz oder Zugangsraum für
Montageteile vorhanden ist. Um
eine saubere Schrauben-Ausrichtung während der Installation zu gewährleisten, können
Entwickler den Verkantungsschutz MAThread als Sicherheitsmaßnahme zur Korrektur
schief angesetzter Gewindeschrauben spezifizieren. Anstelle des Schlitz- oder KreuzschlitzKopfes ist auch ein Torx-Kopf
lieferbar.
PennEngineering
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ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // VERBINDUNGSTECHNIK
samos®PRO COMPACT
Power in safety.
Die Sicherheitssteuerung
der nächsten Generation.
UNIVERSAL-BUSSTECKER
Flexible Konfektion im Feld
Provertha hat sein Portfolio um
den Universal-Busstecker Special IK für eine flexible Feldkonfektion erweitert. Die UniversalBusstecker mit interner Kabelklemme ermöglichen einen einfachen und funktionssicheren
Anschluss sowie eine störsichere
Datenübertragung. Der Kabelanschluss erfolgt mit 35° zur D-SubSteckrichtung. Neun Schraubklemmen ermöglichen den universellen Einsatz für Modbus,
RS232, RS422 und RS485. Durch
das Vollmetallgehäuse und die
massive Kabelklemme ist eine
effektive 360°-Kabelschirmung
gegeben. Dabei sorgt die Kabelklemme für eine sichere, definierte Kabelschirmübergabe und
Zugentlastung, das komplett
geschirmte Zinkdruckgussgehäuse mit spezieller Schirmungsgeometrie bietet eine hohe Störsicherheit. An den Busstecker
können starre und flexible Einzeladern mit Querschnitten von
0,14 bis 1,0 mm (AWG 26 bis
AWG18) angeschlossen werden.
Dabei wird ein Kabelklemmbereich mit Kabeldurchmessern
von 6 bis 9 mm unterstützt. Die
Verriegelung erfolgt über eine
UNC 4-40 Rändelschraube. Die
Busstecker sind für einen Temperaturbereich von –20 bis 75 °C,
Schutzart IP 20 und für bis zu
200 Steckzyklen spezifiziert.
Provertha
LEISTUNGSSTECKVERBINDER
Mehr Leistung pro Fläche
Molex hat die Wire-to-Board
Leistungssteckverbinder NanoFit und Ultra-Fit auf den Markt
gebracht. Die voll isolierte Stiftleiste Nano-Fit mit einem Raster
von 2,50 mm sind für Ströme bis
4,0 A ausgelegt: Sie sollen Platzeinsparungen bis zu 69% im Vergleich zu Steckern mit ähnlichen
Nennwerten ermöglichen. Mit
einem Raster von 3,50 mm unterstützen die Ultra-Fit-Leistungs-
stecker Stromstärken bis 12 A.
Die Grundfläche wird mit um
20% weniger als bei vergleichbaren Leistungssteckern angegeben. Die Steckverbindersysteme
zeichnen sich durch formschlüssig verriegelnde, verpolungsgeschützte Gehäuse mit voll isolierten Stiftleisten aus. Farb- und
mechanisch codierte Gehäuse
mindern das Risiko eines Fehlsteckens, und eine optimale Kontaktpositionssicherung (Terminal Position Assurance, TPA)
reduziert die Gefahr, dass die
Kontakte herausgedrückt werden. Außerdem vereinfacht die
sehr niedrige Einsteckkraft die
Montage und vermeidet Bedienerermüdung. Die voll isolierte
Stiftleiste schützt die Kontakte
vor einer möglichen Beschädigung bei der Handhabung und
beim Einstecken.
Molex
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
63
T
K
A
P IENT
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O
K FFIZ
E ER
SICH
13. – 17. April 2015
Halle 9, Stand F69
Halle 27, Stand M21
samos® PRO gehört seit Jahren zu den
meistverkauften programmierbaren Sicherheitslösungen. Jetzt bietet Wieland mit samos® PRO
COMPACT die Sicherheitssteuerung der nächsten
Generation. Eine Vielzahl von Sicherheitsapplikationen können künftig mit nur einem Modul von
gerade mal 45 mm Baubreite optimal abgedeckt
werden. samos® PRO COMPACT zeichnet sich
neben Diagnose- und Kommunikationsschnittstellen durch softwareunterstützte Logikfunktionen
aus und ist spielend leicht programmierbar mit der
neuen, kostenlosen Programmierungssoftware
samos® PLAN5+.
Kaum zu glauben, wie einfach Sicherheit sein kann!
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Bild: david morrison @morrbyte - Fotolia.com
GEHÄUSE // RUGGED SYSTEMS
Luftfahrt: RuggedGehäuselösungen für
die Luftfahrt werden in
16000 m Flughöhe, bei Geschwindigkeiten von über
800km/h und extremen
Temperaturen hart auf die
Probe gestellt.
High-Tech-Gehäuse unter
extremen Bedingungen
Die Elektronik in Luftfahrtanwendungen ist enormen Belastungen
ausgesetzt. Gefordert sind nicht nur absolute Zuverlässigkeit, sondern
auch wirtschaftlich realisierbare Gehäuse nach Norm.
AHMET TASSEKI UND MAXIMILIAN SCHOBER *
F
ür elektronische Geräte an Bord von
Flugzeugen hat sich ATR (Air Transportation Rack) als Standard etabliert.
Bekannt unter der Bezeichnung ARINC 404,
definiert er die Bauformen von Flugzeugausrüstungen. So bieten ATR-Gehäuse zum Beispiel einheitliche Optionen zur Befestigung
der Applikation sowie zur Integration von
Hardware und Kühlung. Durch ihr modulares
Design in den Basisformen ½, ¾, 1 und 1½
* Ahmet Tasseki
... arbeitet als Projektmanager bei der Polyrack Tech
Group in Straubenhardt.
* Maximilian Schober
... ist Leiter Marketing bei der Polyrack Tech Group
in Straubenhardt.
64
ATR lassen sie sich für vielfältige Anwendungen kosteneffizient konfigurieren. Je nach
Einsatzort sind die Gehäuse rauen mechanischen, klimatischen, chemischen und elektrischen Bedingungen ausgesetzt. Sie müssen hohe dynamische Belastungen überstehen und Schock und Vibrationen bis 40 g
verkraften. Extreme Temperaturen, große
Höhen, Feuchtigkeit, Sand und Staub stellen
eine zusätzliche Herausforderung dar.
Konduktion/Konvektion
versus Zwangskühlung
Für den Einsatz eines ATR-Systems in der
Luft- und Raumfahrt spielen Faktoren wie
Einsatztemperaturbereich und Betriebstem-
peratur sowie maximale Systemleistung eine
entscheidende Rolle. Sie bestimmen, welche
Art von Kühlung zum Einsatz kommt.
Im Allgemeinen werden die ATR Chassis
für Betriebstemperaturen im Bereich –55 bis
85°C konzipiert. Die Umgebungstemperatur
liegt dabei um 50°C.
Sollen im System Leistungen bis zu 120 W
umgesetzt werden, bietet sich der Einsatz
eines rein passiv gekühlten Systems an. Für
eine optimierte Wärmeableitung setzen Hersteller die Konduktionskühlung ein. Dabei
werden alle Wärmequellen, die sogenannten
Hot-Spots, mit der Verschalung kontaktiert.
Die Wärme wird dadurch von den einzelnen
Quellen, wie dem Hauptprozessor (CPU), zur
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
GEHÄUSE // RUGGED SYSTEMS
Schutz vor Staub und elektromagnetischer Strahlung
Für Anwendungen in Flugzeugen, die in
trockenen und staubigen Regionen verkehren, ist zudem ein abwaschbarer und elektrostatischer Hochleistungsluftfilter sinnvoll,
der Staub und Verunreinigungen abhält.
Hermetisch versiegelte Thermostate und
Fan-Fail-Funktionen, die frühzeitig vor Überlastung warnen, steigern zusätzlich die Zuverlässigkeit des Wärmemanagements – und
damit des Systems.
Die Konduktionskühlung findet sich in
den sogenannten „Ruggedized“-Gehäusen
wieder. Der Leiter aus Aluminium bildet eine
stabile mechanische Verstärkung, an die sich
das Board an mehreren Punkten befestigen
lässt. Doppelte Wände sowie Modulschienen, Abdeckungen, Schrauben und anderes
Befestigungsmaterial garantieren eine stoßfeste Konstruktion. Um das Gewicht dabei
möglichst gering zu halten, bestehen die
ATR-Gehäuse meist aus Aluminium.
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
kühlen
schützen
verbinden
Elektronikgehäuse
Bi
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ac
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Verschalung übertragen und über die Keilverschlüsse zum Gehäuse weitergeleitet. So
gelangt die Wärme zur Gehäuseoberfläche,
die mit Kühlrippen versehen ist, und wird
von dort nach außen geleitet. Das Gehäuse
kann dabei komplett luftdicht (IP67 und höher) aufgebaut werden. Damit sind sowohl
Systemboards als auch Netzteil und andere
Systemkomponenten vor Umwelteinflüssen
geschützt. Da der Einbau von rotierenden
Bauteilen wie Lüftern bei dieser Kühlung
entfällt, reduziert sich der Wartungsaufwand.
Die Entwärmung von Systemen mit höherer Leistung wird in der Regel mit zusätzlicher Zwangskühlung realisiert. Bei dieser
Variante werden die Kühlrippen, die in Belüftungsrichtung angeordnet sind, mit einer
äußeren Platte abgedeckt. So entstehen zwischen den äußeren Platten und dem eigentlichen Gehäuse Belüftungskanäle. Die Belüftung wird meist an der Rückseite des ATR
Chassis angebracht, die Luftzufuhr lässt sich
entweder an der Frontseite oder an den Seiten unterbringen. Die relativ kalte Luft wird
an den Lufteinlässen angesaugt und durch
die Belüftungskanale transportiert. Hierbei
erfolgt die Entwärmung durch Konduktionsund Zwangskühlung. Diese Methode erfordert den Einsatz von höhentauglichen Lüftern, die unter den speziellen Druckverhältnissen die geforderte Leistung erbringen.
Dabei muss die Belüftungsvorrichtung auf
die herrschenden Betriebstemperaturen und
die Luftfeuchtigkeit abgestimmt sein, um
selbst bei hohem Druck einen gleichmäßigen
Luftdurchfluss zu garantieren.
• Funktionelle und stabile Aluminiumgehäuse
• Integrierte Führungsnuten
• Hutschienenbefestigungen gemäß
EN 50022
• EMV und IP Schutz, Gehäusezubehör
• Zusätzliche Bearbeitungen, Oberflächen
und Bedruckungen nach Ihren Vorgaben
Bild 1: Das ATR-System von Polyrack
Aluminiumkonstruktionen haben einen
weiteren Vorteil: Sie bieten einen inhärenten
Schutz vor elektromagnetischen Strahlen
und erlauben ein freies Erdungskonzept über
die leitende Oberfläche. Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) spielt eine wichtige Rolle für die Systemintegrität in Flugzeugen und muss von Komponentenebene an
(Boards, Netzteile, Netzfilter, Ventilatoren)
in das Design der Gehäuse mit einfließen.
Für eine hohe EMV sollte das System hermetisch aufgebaut sein, beispielsweise durch
das Tauchlötverfahren. Abnehmbare Teile
bedürfen einer EMV/IP-Kombi-Dichtung, so
dass sowohl die Einstrahlung von Fremdsystemen als auch die Ausstrahlung von Störsignalen verhindert wird. Im System selbst
lassen sich Störeinflüsse der Steckkarten
untereinander vermeiden, indem Signalbereich und Powerbereich soweit möglich mechanisch getrennt werden. Der Gehäusespezialist aus Straubenhardt versieht sein
Rugged MIL ½ Short ATR Chassis darüber
hinaus mit Einsteckkarten, die komplett von
einem Metallrahmen, bzw. zwei Metall-Halbschalen umhüllt sind (Clamshell) und auf die
Karte geschraubt werden. So ist neben dem
EMV-Schutz auch eine optimale Kühlung
sichergestellt. Da die Karten mit Aushebegriffen in der Kartenführung fixiert sind, sind
diese einfach zu handeln. Keilverschlüsse
(wedge locks) sorgen nicht nur für zusätzliche Stabilität gegen Schock und Vibration
und bieten Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD), sie stellen auch den thermischen Kontakt zwischen Karte und Gehäusewand her, so dass die Wärme nach außen
abgeführt wird.
Grundsätzlich müssen Gehäusesysteme
für die Luftfahrt so konstruiert sein, dass sie
beiden Vibrationstypen standhalten: Schock
und Vibration. Diese haben unterschiedliche
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Fischer Elektronik GmbH & Co. KG
Nottebohmstraße 28
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Halle 9, Stand 611
GEHÄUSE // RUGGED SYSTEMS
Stabilität bei Schock und
Vibration
Um das System vor den Folgen von Schock
und Vibration zu schützen, benötigt es besonderer Vorkehrungen. So wurden bei der
Konstruktion des ATR Chassis die Einzelteile
im Tauchlötverfahren miteinander verbunden. Das gewährleistet eine sehr gute Festigkeit, vermeidet Schraubverbindungen und
verbessert gleichzeitig die Wärmeübertragungseigenschaften.
Die VPX-Backplanes mit Fangstiften sorgen für eine zusätzliche Stabilisierung der
Einsteckkarten, über die Fangstifte lassen
Bild 2: Thermische
Simulation bei einer
Verlustleistung von 135
W und einer Umgebungstemperatur von
50°C
sich die Steckplätze codieren. Kritische Bauteile sichert man zudem durch Verkleben und
verwendet beim Einbau von Baugruppen
oder Unterbaugruppen in das Gehäuse ein
„frei schwimmendes“ Montagekonzept.
Eine weitere Möglichkeit zur Dämpfung
von Schock und Vibrationen sind passive
Isolatoren. Sie bestehen aus einer Feder zur
Aufnahme der Erschütterung und einem
Dämpfer zur Absorption der Belastung, teils
bis zu 80% der Eingangsbelastung. Als Feder
kann entweder eine Drahtseilfeder aus geflochtenem Edelstahl genutzt werden, die
hohen Schock- und Vibrationsbelastungen
standhält, oder ein Luftfedersystem, das zu
Applikationen mit niederfrequentierter Belastung passt.
Alle Anforderungen in Sachen Robustheit,
Kühlung, Gewicht und EMV/ESD Schutz erfüllt das Rugged MIL ½ Short ATR Chassis.
Es entspricht dem Standard ARINC 404A und
ist nach strengsten Spezifikationen aus der
Sicherheits- und Verteidigungstechnik konzipiert. Unter anderem wurde es durch Tests
nach MIL-STD-810G qualifiziert, der die Zuverlässigkeit von Geräten unter extremen
Temperaturen, hohem Luftdruck und Beschleunigungskräften sowie bei Sonneneinstrahlung, Feuchtigkeit und Vibrationen
prüft.
Zudem entspricht das ATR-Chassis den
Normen für elektrische Versorgungsysteme
in Flugzeugen (zum Beispiel Maximalstrom,
Spannung, Frequenz) nach MIL-STD-704 sowie der EMV nach MIL-STD-461. Damit eignet
es sich für Anwendungen in der Luft- und
Raumfahrt, wie Airborne Fighters oder Helikoptern, außerdem für Shipboards in der
Marine und für Landfahrzeuge im Bereich
Transportation.
Bei der Entwicklung und Fertigung der
Mechanik setzten die Entwickler neue Materialien ein, z.B. Aluminium 606 – T651 und
andere zertifizierte Werkstoffe. Sie ermöglichen die Leichtbauweise, eine optimale Entwärmung, Schock- und Vibrationsschutz
sowie Höhentauglichkeit. Das Salzbadlöten
erlaubt eine leichte Bauweise, wie sie für den
Einsatz in Luftfahrzeugen entscheidend ist.
Zudem entsteht eine komplett versiegelte
Umgebung, die das passive „conductive cooling“ unterstützt. Einsteckkarten und Netzteile sind speziell für die Konduktionskühlung entwickelt.
Flexibles Profil dank
OpenVPX-Technologie
Bild: Polyrack
Auswirkungen auf die Komponenten. Da
Schock ein Einzelimpuls-Vorgang mit bestimmter Belastung ist, entstehen bei Industriesystemen Werte von 5 bis 10 G, bei MILoder Naval-Systemen hingegen bis zu 100 G.
Die Folge: Verbindungen von Karten und
Steckern können stark beansprucht und Kontaktflächen beschädigt werden. Um dem
entgegen zu wirken, sind gerade bei solchen
Anwendungen die Art der Konstruktion, die
Auswahl von Material und Komponenten
sowie die Applikation und die Montageart
des Systems am Einsatzort extrem wichtige
Kriterien für das Gehäusedesign.
Vibration hingegen definiert sich als kontinuierliche Dauer-Sinuswelle mit schwankender Belastung entlang einer oder mehrerer Achsen, wie sie z.B. bei einem Hubschrauber vorkommt oder auch zufällig in Bodenfahrzeugen auftritt. Dadurch können die
verwendeten Komponenten oder Materialien
in Resonanz treten, Bauteile können brechen
oder mechanisch beschädigt werden,
Schrauben können sich mit der Zeit lockern
und lösen.
Das Chassis verfügt über eine konduktionsgekühlte Stromversorgung nach VITA 62.
Optional sind auch andere AC- und DC-Eingänge möglich. Durch den Einsatz eines speziellen Netzteils und die Verwendung von
spezifischen Steckverbindern erfüllt das
Gehäuse die EMV-Anforderungen. Alle abnehmbaren Gehäuseteile sind mit einem 2KMaterial IP- und EMV-dicht verschlossen.
Auch die Oberflächenbehandlung führt das
Unternehmen aus Straubenhard selbst aus.
Für die Backplane verwendete man erstmals die Technologie der OpenVPX nach
VITA65. Der Vorteil: Das Profil ist fast beliebig
skalier- und konfigurierbar und bietet eine
flexible Basis, auf das spezifische Technologien in unterschiedlichen Normen aufsetzen
können. Es arbeitet mit einer Datenübertragungsrate von bis zu 10 GBit/s, wobei fünf 3U
Slots im ATR zur Verfügung stehen. Zusätzlich zur VPX-Backplane lässt sich das System
mit CPCI-, VME- und VMEX-Backplanes sowie Netzteilen und I/O-Verbindungskarten
konfigurieren.
Das Standardmodell ist in 13 Größen und
Varianten erhältlich, die allen relevanten
Normen und Standards entsprechen. Auf
Basis dieser zertifizierten Rugged-Plattformen lassen sich weitere spezifische Anpassungen vornehmen, sowohl in der Größe als
auch in der Funktion, Ausstattung und Leistung. Individuelle Lösungen lassen sich ohne lange Entwicklungszeiten und kostspielige Zulassungsverfahren für die unterschiedlichsten Einsatzbereiche konfigurieren und realisieren. Dadurch haben
Anwender die Möglichkeit, schnell auf neue
Herausforderungen im Markt zu reagieren
und auch zukünftige Anforderungen an
Rugged-Gehäuselösungen für die Luftfahrt
zu erfüllen.
// KR
Polyrack Tech Group
+49(0)7082 79190
66
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // GEHÄUSE
GRIFFGEHÄUSE
Gehäuse mit flachem Unterteil für die Medizin- und Messtechnik
Für das Griffgehäuse CARRYTEC
M von OKW ist neben dem bereits
vorhandenen hohen Unterteil
nun auch alternativ eine flache
Variante verfügbar. Die aktuelle
Ausführung besitzt eine geringere Einbautiefe und eignet sich
gut für Geräte, in denen ein flaches Volumen verpackt werden
muss. Daneben ist weiterhin genügend Platz für Schnittstellen
bei schlankem Erscheinungsbild
vorhanden. Das Gehäuse ist in
zwei verschiedenen Materialien
erhältlich– ABS (UL 94 HB) in
Grauweiß (RAL 9002) und in ei-
nem verstärkten, schlagfesten
Kunststoff ASA+PC (UL 94 V-0)
in Lava. Die Abmessung der flachen Ausführung beträgt 270
mm x 247 mm x 42 mm (B x H x
T) und eignet sich z.B. zur Aufnahme von Tablets. Durch eine
optional vorhandene Dichtung
erreicht das Gehäuse die Schutzart IP54 und ist für die viele Aufgaben und Anforderungen im
Innen-, als auch im Außenbereich prädestiniert. Das Gehäuse
erhält einen perfekten, rutschsicheren Halt durch eine weiche
TPE-Einlage im Griff. Die Besonderheit dieser Produktgruppe
zeichnet sich mittels einer großen, für User-Interfaces nutzbaren Fläche aus. Das vertieft liegende Bedienfeld bietet einen
guten Schutz für Folientastaturen. Neben der mobilen Variante
ist das Gehäuse auch mittels einer 180°-Drehung am Tragarm
oder Stativ einsetzbar. Die vorhandenen Halteklammern zum
Einhängen an Rundrohren und
Geräteschienen (DIN EN ISO
19054) können sowohl am hohen, als auch am flachen Unterteil verwendet werden. Mit Bearbeitungs- und Veredelungstechniken wie mechanisches Bearbeiten,
Lackieren
oder
Bedrucken lässt sich das Gehäuse individualisieren.
OKW
WANDGEHÄUSE
Metrische Edelstahlgehäuse für raue Umgebungsbedingungen
Pentair hat sein Portfolio an Produkten für den Einsatz in besonderen klimatischen und aggressiven Industrieumgebungen erweitert. Die metrischen Edelstahl-Wandgehäuse der Serie
GL66 aus dem Hoffman-Portfolio
sind auf die Anforderungen in
der Öl- und Gasindustrie, Chemie und Petrochemie, der Lebensmittel- und Getränkeproduktion, Wasseraufbereitung
und Papiererzeugung usw. abgestimmt. Die Wandgehäuse sind
in Versionen mit geschraubtem
Deckel oder Scharniertür sowie
zertifiziert nach ATEX Richtlinie
94/9/EG und IECEx-Standards
für Zone 1 und Zone 2 Anwendungen erhältlich. Die aus Edelstahl Typ 304 oder 316L gefertigten Wandgehäuse bieten die
Schutzart IP66 und sind UL 508A
sowie cUL gelistet. Die Zertifizierung nach NEMA/EEMAC Type
4, 4X, 12 und 13 (Türversion), CSA
Type 4, 4X, 12, sowie IEC/
EN60529 und IEC/EN 62262, IK
10, liegen vor. Durch den
210°-Öffnungswinkel der Tür ist
eine gute Zugänglichkeit der eingebauten Komponenten gewährleistet. Außerdem kann die Tür
durch Ziehen der Scharnierstifte
leicht entfernt werden. Befestigungslöcher auf der Gehäuserückseite ermöglichen die direkte Montage bzw. die Montage an
externen Halterungen. Zubehör
wie Befestigungsschrauben,
Dichtungsscheiben, Bodenblech
und Erdungskit sind im Lieferumfang enthalten. DIN-Schienen, verzinkte Montageplatten
etc. sind ebenfalls erhältlich. Die
Gehäuse sind in Höhen von 150
bis 1200 mm, Breiten von 150 bis
800 mm und Tiefen von 80 bis
350 mm verfügbar.
Die ATEX-/IECEx-Versionen
sind aus Edelstahl Typ 316L gefertigt und bieten die Schutzart
IP66, nach IEC/EN60529.
Pentair
Standardmäßige und
modifizierte Gehäuse aus
Aluminium-Druckguss,
Metall oder Kunststoff.
sales@hammondmfg.eu
www.hammondmfg.com
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
67
AKTUELLE PRODUKTE // GEHÄUSE
Ein neuer Standard für
Kühl- und Gehäuselösungen
„embeddedNUC“ heißt der neue Standard für Industrieapplikationen,
der von der Arbeitsgruppe SDT.03 des Standardisierungskonsortiums
SGET erarbeitet wurde. Was bedeutet dies für die Automation?
embeddedNUC: Gehäuse für kleine,
leistungsfähige Systeme in der dezentralen Automation
P
rozessoren werden immer kleiner, leistungsfähiger und sparsamer. Das NUCSystem (NUC – Next Unit of Computing) von Intel ist ein gutes Beispiel hierfür.
Es vereint viele PC-Funktionen auf einem nur
ca. 100 mm x 100 mm großen Basisboard und
wurde für Consumer-Anwendungen entwickelt.
Um die Vorteile dieses Systems auch für
Industrieapplikationen zu nutzen, hat die
Arbeitsgruppe SDT.03 des Standardisierungskonsortiums SGET e.V. auf dieser
Grundlage den für Industrie-Applikationen
nutzbaren Standard „embeddedNUC“ erarbeitet und veröffentlicht. Dieser berücksichtigt beispielsweise die für Industrieanwendungen relevanten Schnittstellen, die Langzeitverfügbarkeit von Prozessoren und anderen elektronischen Bauteilen sowie die
ausfallsichere Kühlung ohne Lüfter über
Kontaktkühlung.
Damit werden diese kleinen, leistungsfähigen PC-Einheiten nun auch beispielsweise
für dezentrale Steuerungs- und Überwachungseinheiten in der Automation nutzbar.
Pentair hat jetzt das erste kompakte Gehäuse
68
inklusive Kühllösung aus dem Schroff-Portfolio für diesen neuen Standard auf den
Markt gebracht.
Als Mitglied im Standardisierungskonsortium war Pentair mit seinen Fachleuten in
der Arbeitsgruppe SDT.03 aktiv. Besonders
bei der Konzeption möglicher Gehäuse und
einer effektiven, passiven Kühlung haben die
Spezialisten ihr Knowhow eingebracht.
Elektrische und mechanische
Parameter des Standards
Neben den elektrischen Parametern zu
Steckverbindern, Stromversorgung, Schnittstellen usw. wurden in der Spezifikation mechanische Parameter wie die Größe des
Boards (101,60 mm x 101,60 mm) mit den
Befestigungslöchern und die Höhen und Positionen der elektronischen Komponenten
auf Vorder- und Rückseite des Boards definiert.
Die Grundabmessungen (Breite und Tiefe)
eines Gehäuses orientieren sich an der
Boardgröße. Die Gehäusehöhe bleibt variabel, da sie je nach Höhe der elektronischen
Komponenten und für Kontaktkühlung an-
gepasst werden muss. Auch die Positionen
möglicher Ausbrüche an der
Front- oder Rückseite des Gehäuses
für Steckverbinder
etc. bleiben offen,
da diese applikationsabhängig sind.
Der
definierte
Temperaturbereich
für den Betrieb
liegt bei 0 bis 60°C
bzw. erweitert bei
–40 bis 85°C.
Das jetzt in Straubenhardt entwickelte „embeddedNUC“-Gehäuse basiert auf der
Gehäuseplattform Schroff Interscale.
Es besteht aus drei Teilen (Korpus, Deckel
und Frontplatte) und bietet als StandardPlattform die gewohnte Flexibilität bezüglich
Abmessungen, Ausbrüchen, Farbe, Bedruckung etc..
Das geschirmte Gehäuse ist leicht zu montieren und wird mit zwei Schrauben fixiert.
Im Gehäusedeckel sind Kühlkörper für die
Kontaktkühlung integriert. Zur Wärmeübertragung von den Prozessoren zur Gehäuseoberfläche wurden spezielle Wärmeleitkörper aus Metall entwickelt und zum Patent
angemeldet.
Diese Wärmeleitkörper sind in der Höhe
flexibel, so dass zum Beispiel unterschiedliche hohe Prozessoren durchgehend kontaktiert werden können und auftretende Höhentoleranzen keine Rolle spielen.
Die Verlustwärme wird durch Wärmeleitung zuverlässig zu den Kühlkörpern transportiert und dort durch Konvektion beziehungsweise Wärmestrahlung an die Umgebung abgegeben.
Ein weiterer Vorteil dieser Kühllösung sind
verbesserte Leistungen und höhere Taktraten der Prozessoren aufgrund der effektiven,
direkten Wärmeabfuhr.
// KR
Pentair
+49(0)7082 7940
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // GEHÄUSE
ELEKTRONIKGEHÄUSE
Auf 6,2 mm Baubreite höchste Funktionalität
Das modulare, 6,2 mm große,
Elektronikgehäuse KS 4460 von
Dold bietet laut Hersteller hohe
Funktionalität bei geringem
Platzbedarf und Installationsaufwand im Schaltschrank. Vom
funktionalen Design über die
Fertigungsqualität bis hin zur
Anwendung.
Das KS 4460 eröffnet durch
seine schmale Bauform einen
leichten Zugang an alle Anschluss- und Bedienelemente.
Dies gestattet beispielsweise die
Strom-Messung bei laufendem
Betrieb, wodurch ein Prüfabgriff
jederzeit möglich ist. Das unverwechselbare Gehäuse offeriert
großzügige Beschriftungsflächen für individuelle und abriebfeste Laserbeschriftungen sowie
unterschiedliche Gehäusefarben
nach Wahl. Durch die Sofort-Di-
agnose sind alle Status- und Fehleranzeigen direkt per LED erkennbar.
Der maschinenlötbare Kontaktfederblock mit vergoldeten
Doppelfederkontakten ermöglicht eine hohe Kontaktsicherheit zum optionalen Tragschienenbus-System. Der Tragschienenbus ersetzt eine aufwendige
Einzelverdrahtung und erlaubt
eine beliebige und schnelle Installation von Modulen durch
Verrasten.
Neben der serienmäßigen Ausstattung mit Schraubklemmen
ist das Elektronikgehäuse wahlweise auch mit Federkraftklemmen erhältlich. Durch spezielle
Aussparungen wurde die Einbauhöhe auf 5,1 mm maximiert
und sorgt so für mehr Raum für
elektronische Bauteile.
Das Gehäusesystem wurde für
verschiedene Einbaulagen der
Leiterplatten konzipiert. Diese
erlaubt mit 4850 mm² Leiterplattenfläche mehr Spielraum für
Design und somit maximale Gestaltungsfreiheit.
Dold
MMI
Variantenreich und robust für Anwendungen in der Industrie
Die aktuelle Baureihe PanelPC 2
von Polyrack eignet sich mit einer Vielzahl an Varianten für
verschiedene Applikationen.
Ausgestattet mit kapazitivem
Touchscreen und Erweiterungsmöglichkeiten hält der PanelPC
2 auch erschwerten Bedingungen in industrieller Umgebung
stand. Das Unternehmen aus
Straubenhardt hat die Serie auf
HMI/MMI-Anwendungen in der
Industrie ausgelegt. Die Produkte können im erweiterten Temperaturbereich von –20 bis 85°C
eingesetzt werden und halten
auch bei Schock und Vibration
höchsten Anforderungen stand.
Dank der Schutzklasse IP65 sind
die Gehäuse zuverlässig gegen
das Eindringen von Staub und
Wasser geschützt. Kunden können zwischen verschiedenen
Ausführungen und Varianten
wählen: Displaygrößen bis zu 23
Zoll sind möglich.
Bei der Gehäusekonstruktion
kann man zwischen einer gefrästen Aluminiumvariante und der
Blech-Biegelösung auf Basis des
Gehäusesystems EmbedTEC sowie einer Edelstahl-Rahmenkonstruktion wählen. Die Bedienoberfläche der Serie besteht
aus einem Multi-Touch-fähigen,
kapazitiven Touchscreen (PCAP).
Auf Wunsch kann auch ein resistiver Touchscreen realisiert werden. Für die industrielle Anwen-
dung bieten die Straubenhardter
als optionale Zusatzausstattung
speziell gehärtete Gläser und
Anti-Fingerprint-Beschichtungen. Standardmäßig werden die
Produkte nach VESA 75/100
rückseitig befestigt, ihre Belüftung erfolgt passiv. Damit erfüllt
die Serie im technischen Anwendungsbereich sowohl alle funktionellen Anforderungen inklusive intuitiver Bedienung als
auch die optischen Ansprüche
an ein modernes Design.
Polyrack
AKTUELLE PRODUKTE // GEHÄUSE
KOMBINATIONSGEHÄUSE
Für ungenormte Leiterplatten
Reinklicken und
mitdiskutieren!
Der Blog für Analog-Entwickler.
www.vogel.de
08703
analog-praxis.de
Fischer Elektronik hat das Programm an Kombinationsgehäusen für 100 und 160 mm breite
Leiterplatten erweitert. Die Profile KO UT 20 dienen der Unterteilung von Kombinationsgehäusen der Serien KO H und KO HL
und ermöglichen somit die Aufnahme von mehreren ungenormten Leiterplatten gleichzeitig. Die
Integration verschiedener Leiterplattenbreiten wird durch eine
variable Positionierung der Unterteilung in der Gehäusekombination erreicht. Beidseitige, in
den Profilen integrierte 1,8 mm
breite Führungsnuten ermöglichen die optimale Ausnutzung
des Gehäuseinnenraums. Sieben
zur Verfügung stehende, unterschiedliche Höhenvarianten der
Profile KO UT 20 erlauben eine
Unterteilung von nahezu jeder
möglichen Gehäusebauhöhe.
Passend zu den Standardausführungen der KO-Grundgehäusen
sind KO UT 20 Profile in sechs
Längen (in 100, 120, 160, 200,
220, 234 mm) und in drei verschiedenen Oberflächen (naturfarbig, schwarz eloxiert und
transparent passiviert) erhältlich. Die Unterteilungsprofile
und die KO-Grundgehäuse können in anderen Längen, Oberflächen sowie mit zusätzlichen
mechanischen Bearbeitungen
angefertigt werden.
Fischer Elektronik
COMPUTERGEHÄUSE
Für Arduino und Raspberry
Hammond Electronics hat die
Gehäuse 1593HAMEGG, Leiterplatten-spezifische Designs für
die Arduino- und Raspberry-PiComputer, angekündigt. Die in
Blau, Lila oder Schwarz Transluzent erhältlichen Gehäuse wurden nach Benutzervorschlägen
entworfen und bieten eine Alternative zu traditionellen Basisund Deckelgehäuse, bei denen
die Leiterplatte im Gehäuses
montiert wird. Bei Hamegg wird
die Leiterplatte in geformte Bolzen geschraubt, die sich auf einer eiförmigen Grundfläche befinden, was für eine hohe Stabilität und einen allseitig ungehinderten Zugang zu E/A-Anschlüssen, oft benutzten Steuerungen, Anzeigen und Erweiterungskarten sorgt; darüber hinaus ermöglicht es im Bedarfsfall
den einfachen Einbau von Schirmungen. Zunächst sind die Plattformen für den Raspberry Pi A,
A+, B und B+ und den Arduino
Uno, Due, Ethernet, Leonardo,
Mega ADK, Mega 2560 und Yún
konfiguriert. Board-spezifische
Versionen für Konstruktionen
anderer Hersteller sind in Entwicklung. Die Plattform bietet
außerdem Platz für einen Batteriehalter für drei oder vier MicroBatterien.
Hammond
70
ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 7 2.4.2015
AKTUELLE PRODUKTE // GEHÄUSE
FRONTPLATTEN
Vom Einzelstück bis zur Serie mit fotorealistischer Druckqualität
Mit dem Frontplattenprogramm
für das Schroff-Portfolio von
Pentair wird die Möglichkeit eines hochwertigen Mehrfarbendrucks ohne Aufpreis gegeben.
Durch das Bedrucken werden
nicht nur Gerätenamen, sondern
auch Bezeichnungen der Bedienelemente und funktionale Elemente wie Skalen abgebildet. Ein
Logodruck in Originalfarben und
detailgenauer Linienführung mit
konstanter Druckqualität ist Voraussetzung für die Wiedererkennung des Corporate Designs.
Aus Kostengründen wird jedoch
häufig auf eine individuelle Bedruckung verzichtet und nur in
einer Farbe, entsprechend der
übrigen Beschriftung, gedruckt.
Der Druck bei Pentair wird mit
bis zu 32 Mio. Farben (CMYKFarbraum als Standard, extraho-
he Farbechtheit für den RAL-,
Pantone- und HKS-Farbraum)
realisiert. Die Farben weisen eine
hohe Haltbarkeit und Beständigkeit gegen Licht, Wärme, Kälte,
Chemikalien und andere Umwelteinflüsse auf. Nahezu gitterfreie Gradienten und Farbverläufe sind möglich. Auch filigrane
Details mit kleinsten Schriftgrößen von bis zu 3 Punkt können
umgesetzt werden. Das Frontplattenprogramm stellt ab Lager
weit über 200 Standard-Frontplatten mit Abmessungen von 2
HE bis 9 HE sowie Breiten von 2
TE bis 84 TE, verschiedenen
Oberflächen und Ausführungen
zur Verfügung. Der Kunde wählt
über das Frontplatten-Konfigurationsprogramm die gewünschte mechanische Bearbeitung
(Ausbrüche, Bohrungen etc.)
sowie die Bedruckung aus. Damit lassen sich in nur wenigen
Schritten durch eine interaktive
Abfrage über das Internet, ohne
Anmeldung und ohne Download
von Programmen ihre individuelle Frontplatte erstellen.
Pentair
GEHÄUSE
LWL-Wandverteiler für aktuelle und zukünftige optische Netzwerke
Telegärtner hat einen Wandverteiler für Glasfaserverbindungen
auf den Markt gebracht. Mit dem
Produkt setzt das Unternehmen
auf größtmögliche Flexibilität
beim Anschließen von Lichtwellenleiter-Kabeln für aktuelle und
zukünftige optische Netzwerke.
Über vier Kabeleingänge lassen
sich LWL-Kabel einführen und
insgesamt können bis zu 120 Fasern gespleißt werden. Durchdachte Detaillösungen sowie der
Einsatz unterschiedlicher Frontplatten machen den Wandverteiler schnell und flexibel einsetz-
bar. Mit dem modular bestückbaren LWL Wandverteiler verspricht das Unternehmen eine
Lösung für aktuelle und zukünftige optische Netzwerke. Das
Gehäuse aus Stahlblech ist in
zwei Bereiche mit getrennt ab-
schließbaren Schwenktüren für
Zu- und Abgänge unterteilt. Über
je zwei Kabeleingänge oben und
unten können LWL-Kabel mit
einem Durchmesser von bis zu
20 mm mit metrischen Verschraubungen im Gehäuse fixiert werden. Der Verteiler lässt
sich variabel mit vier unterschiedlichen 3 HE/7 TE Frontplatten bestücken. Insgesamt
können 48 LWL Simplex- oder
Duplex-Kupplungen im Verteiler
untergebracht werden. Über die
separaten Frontplatten ist auch
eine Mischbestückung unter-
schiedlicher Kupplungstypen
oder verschiedener Faserarten
realisierbar. Der Wandverteiler
ist in Schutzart IP30 ausgeführt.
Das Gehäuse hat zwei Türen mit
unterschiedlichen Schließungen
für Kabelzuführung und Patchkablabgang. So ist der Spleißbereich vor ungewünschtem Zugriff
geschützt. Die LWL-Patchkabel
werden am Gehäuse oben und
unten herausgeführt. Moosgummistreifen verhindern das Eindringen von Fremdkörpern.
Telegärtner
Elektronikgehäuse
6,2 mm Baubreite - höchste Funktionalität!
Das kompakte Elektronikgehäuse KS 4460 von DOLD bietet höchste Funktionalität
bei geringstem Platzbedarf und Installationsaufwand im Schaltschrank. Durch spezielle
Aussparungen wurde die Einbauhöhe für elektronische Bauteile auf 5,1 mm maximiert. Ein
durchgängiges Gehäusesystem ermöglicht dem Entwickler eine beliebige Anreihung von
Modulen in Verbindung mit dem Tragschienenbus-System. Das unverwechselbare Gehäuse
gestattet ein Maximum an Design- und Beschriftungsmöglichkeiten.
13.-17.04.2015, Hannover
Halle 11, Stand C36
Vorteile
Bauelemente bis zu 5,1 mm Höhe verwendbar
Mehr Spielraum für Design, 4850 mm² Leiterplattenfläche
Schnelle Montage der Gehäuseteile durch Verrasten
8 Schraubanschlüsse, wahlweise Federkraftanschlüsse
Verschiedene Einbaulagen der Leiterplatten möglich
E. DOLD & SÖHNE KG
•
Postfach 1251
•
D-78114 Furtwangen
•
Te l e f o n 0 7 7 2 3 6 5 4 0
•
Fax 07723 654356
Besuchen Sie uns !
Unsere Erfahrung. Ihre Sicherheit.
•
gv-ver trieb@dold.com
•
w w w. d o l d . c o m
Inserenten
Ätzwerk GmbH .........................................................................43
Avnet EMG GmbH ....................................................................29
Beta LAYOUT GmbH..................................................................44
Bürklin GmbH & Co. KG ............................................................ 53
Codico GmbH ........................................................................... 33
Computational Dynamics Ltd....................................................34
Connectronic GmbH .................................................................60
Digi-Key Corp........................................................... 1.US, 2.US, 9
Dipl. Ing. Ernest Spirig .............................................................40
E. Dold & Söhne KG .................................................................. 71
ebm-papst St. Georgen GmbH & Co. KG .................................... 17
EBV Elektronik GmbH & Co. KG ................................................... 5
elektron Systeme und Komponenten GmbH & Co. KG ................40
E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH ................................... 25
Express Logic, Inc .................................................................... 27
Fischer Elektronik GmbH & Co. KG ............................................65
FlowCAD EDA-Software Vertriebs GmbH ......................................3
GlobTek Inc........................................................................... 1.US
Hammond Manufacturing Co. Ltd .............................................67
Harting Deutschland GmbH & Co. KG ........................................ 59
HY-LINE Computer Components Vertriebs GmbH ....................... 15
Iftest AG ..................................................................................47
indutronic GmbH................................................................ 47, 70
J. Schneider Elektrotechnik GmbH ............................................46
Layher AG ................................................................................ 45
Maxon Motor GmbH ................................................................. 12
Microprecision Electronics S.A. ................................................70
MILL-MAX MFG. CORP............................................................... 13
Mouser Electronics, Inc. ....................................................... 4.US
MSC Technologies GmbH.......................................................... 31
Neutrik Vertriebs GmbH............................................................58
Peter Schröder GmbH...............................................................58
PHOENIX CONTACT GmbH & Co. KG ........................................... 57
Renesas Electronics Europe GmbH............................................ 37
ROB Cemtrex GmbH ................................................................. 41
Samtec, Inc.............................................................................. 61
SE Spezial-Electronic AG ...........................................................51
SPEA Systeme f. Professionelle Elektronik und
Automation GmbH....................................................................43
STEGO Elektrotechnik GmbH ....................................................69
Technische Akademie Esslingen eV .......................................... 35
TQ-Systems GmbH ...................................................................49
WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG.......................................11
WECO Contact GmbH ................................................................ 55
Wieland Electric GmbH.............................................................63
Würth Elektronik GmbH & Co. KG .............................................39
72
Impressum
REDAKTION
Chefredakteur: Johann Wiesböck (jw), V.i.S.d.P. für die redaktionellen Inhalte,
Ressorts: Zukunftstechnologien, Kongresse, Kooperationen, Tel. (09 31) 4 18-30 81
Chef vom Dienst: Peter Koller (pk), Tel. (09 31) 4 18-30 98
Redaktion München: Tel. (09 31) 4 18David Franz (df), Beruf, Karriere, Management, Tel. - 30 97
Franz Graser (fg), Prozessor- und Softwarearchitekturen, Embedded Plattformen, Tel. -30 96;
Martina Hafner (mh), Produktmanagerin Online, Tel. -30 82;
Hendrik Härter (heh), Messtechnik, Testen, EMV, Medizintechnik, Laborarbeitsplätze, Displays,
Optoelektronik, Embedded Software Engineering, Tel. -30 92;
Holger Heller (hh), ASIC, Entwicklungs-Tools, Embedded Computing, Mikrocontroller,
Prozessoren, Programmierbare Logik, SOC, Tel. -30 83;
Gerd Kucera (ku), Automatisierung, Bildverarbeitung, Industrial Wireless, EDA,
Leistungselektronik, Tel. -30 84;
Thomas Kuther (tk), Kfz-Elektronik, E-Mobility, Stromversorgungen, Quarze & Oszillatoren,
Passive Bauelemente, Tel. -30 85;
Kristin Rinortner (kr), Analogtechnik, Mixed-Signal-ICs, Elektromechanik, Relais, Tel. -30 86;
Margit Kuther (mk), Bauteilebeschaffung, Distribution, E-Mobility, Tel. (0 81 04) 6 29-7 00;
Freie Mitarbeiter: Prof. Dr. Christian Siemers, FH Nordhausen und TU Clausthal; Peter Siwon,
MicroConsult; Sanjay Sauldie, EIMIA; Hubertus Andreae, dreiplus
Verantwortlich für die FED-News: Jörg Meyer, FED e.V., Alte Jakobstr. 85/86, D-10179 Berlin,
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Stellv. Verkaufsleitung: Hans-Jürgen Schäffer, Tel. (09 31) 4 18-24 64, Fax (09 31) 4 18-28 43,
hans.schaeffer@vogel.de
Key Account Manager: Claudia Fick, Tel. (09 31) 4 18-30 89 , Fax (09 31) 4 18-30 93,
claudia.fick@vogel.de
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susanne.mueller@vogel.de
Annika Schlosser, Tel. (09 31) 4 18-30 90, Fax (09 31) 4 18-30 93, annika.schlosser@vogel.de
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Bernhard Glöß | b1 Engineering Consulting
Franz Hechfellner | b1 Engineering Consulting
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VERANSTALTER
ZUM SCHLUSS
Risiken für die Wirtschaft
durch mangelnde Investitionen
Der weiche Euro
und mangelnde Investitionen stellen
ein erhebliches Risiko für die
deutsche Wirtschaft dar.
Andreas Lapp: Vorstandsvorsitzender
der Stuttgarter Lapp Holding AG
D
ie Bundesregierung geht für das Jahr 2015 von einem Wirtschaftswachstum von 1,3 Prozent aus, und Finanzminister
Wolfgang Schäuble plant für 2015 erstmals seit 1969 mit der
„schwarzen Null“. Das hört sich gut an. Die Zahlen sind für mich
jedoch nur schöner Schein. Denn diese positiven Zahlen kommen
vor allem durch zwei Dinge zustande, die beide nicht zu einem
langfristigen Wachstum beitragen: Die niedrigen Zinszahlungen,
die der deutsche Staat derzeit für seine Schulden zu leisten hat und
den gestiegenen Konsum. Mit den niedrigen Zinsen versucht die
Europäische Zentralbank EZB Wachstumsanreize in den schwächelnden Euro-Ländern zu schaffen, aber dort kommen diese Impulse kaum an. Die niedrigen Zinsen bedeuten aber auch, dass sich
Sparen kaum noch lohnt. Deswegen, und weil die Menschen dank
der niedrigen Teuerungsrate mehr Geld in der Tasche haben, konsumieren sie mehr, und das treibt unsere Konjunktur an. Das kann
aber nur kurzfristig funktionieren, auf lange Sicht schwächt es unsere Wirtschaft sogar.
Das heißt, wir verheizen die Altersvorsorge der jüngeren Generationen für kurzfristiges Wachstum. Das sind die Ergebnisse der verfehlten Politik der EZB. Die EZB hat sich in eine Sackgasse manövriert, Initiativen für nachhaltiges Wachstum hat es nicht gegeben.
Vor allem durch den weichen Euro und fehlende Investitionen in
den Standort Deutschland wird die Wirtschafts- und Innovationskraft Deutschlands langfristig immer mehr geschwächt. Und die
Risiken für den Wirtschaftsstandort Deutschland werden wachsen.
Der Euro hat im vergangenen Jahr gegenüber dem Dollar über 10
Prozent an Wert verloren. Da international meist mit Dollar bezahlt
wird, werden europäische Waren billiger. Das stärkt das Exportpotenzial der deutschen Unternehmen, da die Exporte durch die schwache Währung angekurbelt werden. Das sind aber nur kurzfristige
Effekte. Darauf darf sich Deutschland nicht ausruhen. Unsere Kon-
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kurrenzfähigkeit ist in Gefahr, denn die Abwertung des Euro verschafft uns einen künstlichen Wettbewerbsvorteil, der aber nichts
mit der Leistungsfähigkeit unserer Wirtschaft zu tun hat. Viele Unternehmen lassen sich einlullen, jubeln über ihre guten Exportzahlen und verspüren nicht mehr den Druck, mit mehr Innovationen
und Effizienz ihre internationale Wettbewerbsfähigkeit zu steigern.
Hier lauert die Gefahr, dass wir faul werden. Auch zeigen Erfahrungen aus der Geschichte, dass solche Abwertungswettläufe der Weltwirtschaft noch nie gut getan haben.
Auch durch die sozialen Wohltaten wie zum Beispiel die Rente mit
63 oder den Mindestlohn wird das Wachstum der Wirtschaft gebremst. Aufgrund des demographischen Wandels und unzureichender Zuwanderungspolitik fehlen immer mehr Fachkräfte. Insbesondere der Nachwuchsmangel im MINT-Bereich (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) wirkt sich schon heute
als Wachstumsbremse aus. Schon heute fehlen in diesem Bereich
120 000 Fachkräfte.
Um Deutschland langfristig wettbewerbsfähig zu erhalten, muss
jetzt gezielt in Infrastruktur, Forschung und Bildung investiert werden. Tatsächlich vergammeln unsere Schulen und die Hörsäle der
Universitäten sind überfüllt. Schienen, Brücken und Straßen sind
so marode, dass an manchen Strecken der Verkehr eingeschränkt
werden muss. Auch der fehlende Ausbau der Energienetze und die
halbherzige Umsetzung der Energiewende sowie die mangelhafte
Internet-Breitbandverkabelung sind weitere Faktoren, die den Wirtschaftsstandort Deutschland schwächen.
Wir lehnen uns alle zurück, wir fühlen uns stark, weil Deutschland
vordergründig gut dasteht und die Leute durch den gesunkenen
Ölpreis und niedrige Inflation mehr Geld in den Taschen haben. Aber
das ist falsch. Wir müssen uns jetzt krisenfest machen und in die
Zukunft investieren, sonst droht der Kollaps.
// KR
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