IoT-Geräte decken heute ein breites Spektrum an Anwendungen für Unternehmen und Konsumenten ab. Dazu zählen unter anderem industrielle Steuerungen, intelligente Messungen, automatische Heimlösungen, Sicherheitssysteme sowie Anwendungen aus der Landwirtschaft, Medizin und anderen Bereichen. Aber auch der Personentransport wird Teil des IoT, da die Fahrzeug-zu-Fahrzeug- und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation die Fähigkeiten der autonomen Fahrzeuge verbessert.

Eckdaten

IoT-Geräte und Anwendungen decken heutzutage viele Anwendungsgebiete im Industrial- und Consumer-Segment ab. Durch die Vernetzung sind die Übertragungswege potenziellen Angriffen und physischen Schäden ausgesetzt. Deswegen müssen Entwickler darauf achten, Bauteile zu wählen, die für die speziellen Anforderungen der Anwendung passen.

Die Zahl der IoT-Anwendungen und -Geräte wächst exponentiell, da die fortschreitende Miniaturisierung von Komponenten und die fallenden Preise für Hochleistungselektronik mit immer geringerem Energieverbrauch die Einbettung von Prozessoren, Kommunikationsmodulen, Stromquellen und anderen elektronischen Komponenten in ein immer größeres Spektrum von Objekten ermöglicht. So schätzen Marktforscher, dass die Zahl der Menschen, Maschinen und Objekte, die weltweit mit dem Internet verbunden sind, in diesem Jahr auf mehr als 31 Milliarden ansteigen wird.

Das Produktportfolio von Littelfuse umfasst verschiedene Sicherungen, Reed-Schalter und Dioden, die sich für den Einsatz in IoT-Anwendungen eignen.

Das Produktportfolio von Littelfuse umfasst verschiedene Sicherungen, Reed-Schalter und Dioden, die sich für den Einsatz in IoT-Anwendungen eignen. Littelfuse

Alle diese angeschlossenen Geräte benötigen eine Stromquelle und Verbindungsmöglichkeiten. Wenn diese ungeschützt bleiben, können sie bei elektrischen Fehlern zu Ausfällen führen. Beispielsweise entwickelt Littelfuse verschiedene Sensor- und Stromkreisschutzlösungen, die die Zuverlässigkeit und Sicherheit der mit dem IoT vernetzten Geräte erhöhen. Damit entwickeln Unternehmen ausfallsichere Geräte, die ihre Kunden vertrauensvoll nutzen können. Gerade dieses Vertrauen der Kunden in die Leistungsfähigkeit von IoT-Geräten ist im Alltag unerlässlich. Und dies gilt überall: vom eigenen Zuhause über den Transport bis hin zu industriellen Anwendungen am Arbeitsplatz.

Zwei Risikokategorien

Der Hochtemperatur-Reedsensor 59135 von Littelfuse misst bis zu einem Arbeitsbetrieb von 150 °C.

Der Hochtemperatur-Reedsensor 59135 von Littelfuse misst bis zu einem Arbeitsbetrieb von 150 °C. Littelfuse

Internetfähige Geräte sind zwei großen Risiken ausgesetzt. Die erste Gefahr besteht darin, dass Außenstehende die Übertragungswege dieser Geräte angreifen, was die Privatsphäre und die Datensicherheit gefährdet. Eine zuverlässige Verschlüsselungstechnologie ist daher notwendig, um diese Art von Risiko zu reduzieren.

Die zweite Gefahr sind physische Schäden an den Geräten selbst, die durch eine Vielzahl von elektrischen Belastungen entstehen können. Leider vernachlässigen viele Hersteller von IoT-Geräten die Suche nach Lösungen, um diese Risiken zu minimieren, oft bis spät in den Designprozess hinein oder vergessen sie sogar ganz. Um diese Art von Gefahr zu reduzieren, müssen Geräteentwickler das Spektrum an Sensoren und Schutzkomponenten zur Absicherung ihrer Lösungen kennen und anhand von gerätespezifischen Anwendungsfällen auswählen.

Zum Beispiel enthalten internetfähige Geräte immer häufiger Touchscreen-Schnittstellen. Häufig greifen viele empfindliche Halbleitersteuerungen und Chipsätze auf diese Schnittstellen zu. Allerdings sind Chipsätze wiederum anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladungen (ESDs) oder andere Spannungsspitzen, sofern sie nicht einen ausreichenden Stromkreisschutz aufweisen. ESD-Schwankungen ergeben sich häufig aus normalen Benutzerinteraktionen. So können Schwankungen von mehr als 10 kV entstehen, wenn eine Person das Gerät berührt, nachdem sie über einen Teppichboden gelaufen ist.

Drahtlose Geräte gelten dabei als besonders empfindlich, denn Wi-Fi-, Bluetooth- und Zigbee-Systeme sind anfällig für ESD-Belastungen. Obwohl es zahlreiche Möglichkeiten gibt, ESD-Schäden zu vermeiden, sind polymere ESD-Suppressoren und Solid-State-ESD-Schutzgeräte meist die bevorzugte Wahl, um hohe Stromstärken und -spannungen zu unterdrücken, bevor sie empfindliche Chipsätze beschädigen können.

Um die optimale Lösung für eine bestimmte Anwendung zu finden, ist häufig das Abwägen einiger technischer Kompromisse nötig: Bei einer Antenne beispielsweise hat ein Polymer-ESD-Suppressor eine geringere Kapazität, die aber die Signale abschneiden könnte. Ein TVS-Diodenarray kann daher vorzuziehen sein, wenn der verfügbare Platz stark begrenzt ist und mehrere Geräte benötigt werden.

Auf der nächsten Seite finden Sie weitere Risikoszenarien für Datencenter.

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