Geräteschnittstelle für Industrie und Outdoor

Die Anforderungen an Geräteschnittstellen sind vielfältig. Insbesondere, wenn die zu entwickelnden Geräte in rauen Industrieumgebungen oder im Freien zum Einsatz kommen, müssen bei der Geräteentwicklung viele Anforderungen beachtet und aufeinander abgestimmt werden. Die Auswahl des passenden Funktionseinsatzes für Power, Signale oder Daten ist dann im Vergleich zu diversen Umweltanforderungen an diese Schnittstellen die einfachste Entwicklungsaufgabe. Wichtig: Für den Einsatz im Außenbereich müssen die Schnittstellen vielfältigen Umwelt- und Klimaeinflüssen widerstehen.

Push-Pull-USB-Systemüberblick – komplette Systemlösung von der Geräteleiterplatte bis zu einsatzfertigen Systemkabeln.Harting

Bei wechselnden Klimabelastungen brauchen die Schnittstellen einen weiten Betriebstemperaturbereich sowie Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und damit eine hohe Schutzart. Zudem müssen sie für den Einsatz im Freien beständig sein gegenüber UV, Ozon und Einflüssen korrosiver Umgebungen. Korrosion entsteht beispielsweise auf See, in Küstennähe oder durch korrosive Industrieabgase sowie landwirtschaftliche Ausdünstungen.

In industriellen Anwendungen kommen weitere Anforderungen hinsichtlich Schock- und Vibrationsbeständigkeit hinzu sowie die Beständigkeit gegenüber Chemikalien, wie Ölen, Fetten, Kühlmitteln, Reinigungsmitteln und anderen Betriebsstoffen. Diese Aufstellung möglicher Umwelteinflüsse zeigt die Komplexität des Auswahlprozesses für eine geeignete Schnittstellenfamilie und lässt erahnen, welcher Zeitaufwand nötig ist, um alle denkbaren Einflussfaktoren zu berücksichtigen und abzuprüfen.

Hohe Anforderungen erfüllen

Typische Anwendungen für Hartings Push-Pull-Steckverbinder sind beispielsweise Datenschnittstellen in Überwachungskameras, Solarumrichtern und Basisstationen, die im Freien stehen, oder Power- und Signalschnittstellen in industriellen Steuerungen, Sensoren, Antrieben und Frequenzumrichtern. Diese Einsatzerfahrungen, die diversen Prüfungen dieser Baureihe und die auf die Anforderungen abgestimmte Materialauswahl machen die Push-Pull-Schnittstellen zu einer idealen Lösung.

Gründe dafür sind das einfache, sichere und intuitive Bedienkonzept, die kompakte und robuste Bauform mit hoher Schutzklasse (IP 65/67) und die Verfügbarkeit von Funktionscontainern für Daten, Signale und Stromversorgung. Das Spektrum umfasst Einsätze für Power bis 690 V / 16 A, für optische Datenübertragung mit LC Duplex und SCRJ für Ethernet bis 1/10 GBit mit RJ45, USB 2.0/3.0 und für Signale. Aufgrund dieser Funktionscontainer lässt sich das Push-Pull-Steckverbindersystem einfach und schnell den sich verändernden Einsatzbereichen und Markterfordernissen anpassen. Das Konzept entwickelt der Hersteller kontinuierlich weiter. Neuester Schritt der Espelkamper: Die Integration von USB-Einsätzen für USB 2.0 Typ A und B sowie 3.0 Typ A.

USB-Hintergründe

Der Universal-Serial-Bus (USB) begann seinen Siegeszug im Markt für Consumer- und Officeanwendungen. Großer Vorteil ist die Kombination von Datenübertragung und Stromversorgung in einer hybriden Schnittstelle. Damit wird für viele Geräte nur noch eine Schnittstelle benötigt. Die Integration der USB-Einsätze in Push-Pull-Steckverbindern verbindet die Vorteile von USB und Push-Pull. USB ist uneingeschränkt für industrielle Anwendungen einsetzbar. Zudem stellt Harting damit Geräteentwicklern und Anwendern ein durchgängiges Produktsortiment von der angepassten Leiterplattenbuchse bis zum industrietauglichen Systemkabel zur Verfügung.

Besonderes Augenmerk hat Harting auf einfache Geräteintegration gelegt. Anwendern stehen auf die jeweiligen Anforderungen abgestimmte Komponenten zur Verfügung. Für den Einsatz in Schaltschränken und Steuerungen, beispielsweise im Maschinen- und Anlagenbau, können sie auf einsatz­bereit vormontierte Wanddurchführungen zurückgreifen. Diese gibt es als Buchse-Buchse-Koppler oder als Versionen mit internen Anschlusskabeln. Wanddurchführungen kommen zum Einsatz, um interne Schnittstellen von Steuerungen oder Industrie-PCs zu Servicezwecken nach außen zu führen. Zur direkten Geräteintegration setzen Entwickler Einzelkomponenten und Wanddurchführungen mit Adapterleiterplatten ein. Die Wanddurchführungen mit den Adapterleiterplatten und den internen Anschlüssen auf Leiterplattensteckverbinder, zum Beispiel mit Flachbandkabelanschluss, lassen sich den Anforderungen der Geräteentwickler projektspezifisch anpassen.

Diese Form der Integration ist nützlich, wenn bereits bestehende Gerätedesigns für den Einsatz in rauen Umgebungen in Gehäuse mit hoher Schutzart verpackt werden – eine wirtschaftliche und schnelle Lösung für die Geräteintegration bei Kleinserien und kundenspezifischen Lösungen. Für Großserien ist die direkte Integration der Schnittstellen auf die Hauptleiterplatte die effizienteste Lösung. Dazu stehen dem Anwender die Einzelkomponenten wie USB-, RJ45-, oder Power-Buchsen, Montageadapter und Anbaugehäuse, zur Verfügung. Um die Schnittstellen für Stromversorgung, RJ45 und USB platzsparend in einer Reihe zu platzieren, werden USB-Buchsen mit Adapter passend zu den Einbaumaßen der RJ45- und Power-Buchsen auf der Leiterplatte fixiert.

Alles aus einer Hand

Das Produktsortiment wird um passende Systemkabel mit beidseitig konfektionierten Push-Pull-Steckverbindern ergänzt, mit einseitigem Push-Pull und mit offenem Kabelende oder IP-20-Stecker auf der anderen Kabelseite. Alle Stecker sind mit einer robusten Umspritzung ausgeführt. Sämtliche Push-Pull-USB-Schnittstellen des Herstellers sind kompatibel zu den marktüblichen IP-20-Kabeln. Somit lassen sich in die Push-Pull-USB-Schnittstellen zu Servicezwecken auch externe Bediengeräte oder Massenspeicher mit IP-20-Anschlusskabel einstecken.

(eck)