Bild 1: Mit individuellen Schnittstellen und modularen Komponenten wird das universelle Elektronikgehäuse der Serie UCS komfortabel online konfiguriert.

Bild 1: Mit individuellen Schnittstellen und modularen Komponenten wird das Elektronikgehäuse der Serie UCS direkt online konfiguriert. (Bildquelle: Phoenix Contact)

Eckdaten 'Elektronikgehäuse online konfigurieren'

„Smart“ ist en vogue – diesem Trend folgt das Gehäusesystem UCS mit den zukunftsweisenden Anschlusstechnologien wie SPE und Board-to-Board. Dazu gehört auch die Option, notwendige Bearbeitungen online zu konfigurieren – hier bietet der Konfigurator von Phoenix Contact vielfältige Möglichkeiten. Zusätzliche Wünsche werden vom Konfigurator an das Service Center übergeben.

Der Begriff „Smart“ wird nahezu inflationär gebraucht – auch die Elektronikgehäuse selbst kommen heute smart daher. Smart sind sie aber nicht, weil sie schick aussehen – da muss schon mehr dahinterstecken. So liegt das Smarte eines Produktes eher in der Summe seiner Eigenschaften. Beim Gehäuse ist hier an erster Stelle seine Funktionalität zu nennen, dann folgen Modularität und Anpassungsfähigkeit. Als „Verpackung“ für die Elektronik kann daher auch ein Gehäuse durchaus smart sein.

Vor dem Hintergrund der digitalen Transformation, die sich mit Industrie 4.0 und IIoT vollzieht, sowie im Hinblick auf die All Electric Society, die sich mit der Mobilitäts- und Energiewende ankündigt, stehen Entwickler heute vor vielfältigen Anforderungen. Der Trend zu immer mehr Funktionalität und effizienterer Kommunikation geht auch an den Geräten nicht spurlos vorüber, eine zuverlässige und zukunftsweisende Elektronik sind bevorzugte Themen für Anwender eingebetteter Systeme und Single-Board-Computer (SBC). Auch Flexibilität und Verfügbarkeit stehen ganz vorn im Lastenheft.

Bei der Entwicklung neuer Geräte auf Basis von Embedded Systems oder SBC kann der Hersteller schnell auf Anforderungen des Marktes reagieren. Die Aufwände für die Entwicklung reduzieren sich durch ein breites Angebot an Komponenten. Somit profitiert der Hersteller doppelt: Er spart Entwicklungszeit und kann wirtschaftlicher entwickeln. Mit der Symbiose aus adaptiven Gehäuselösungen und standardisierten Schnittstellen bietet Phoenix Contact industrietaugliche Lösungen auf der Basis etablierter Standards und gängiger Normen für vielfältige Anforderungen.

Schnittstellen und Übertragungslösungen

Basierend auf Embedded-Boards erreichen Geräte eine hohe Funktionalität, wenn sie mit den relevanten Schnittstellen und Übertragungslösungen ausgerüstet sind. Passive Anschlusskomponenten wie Geräte- und Feldsteckverbinder sowie Board-to-Board-Steckverbinder bestimmen, wie funktional ein Gerät ist – und wie flexibel es sich an unterschiedliche Anwendungsbereiche anpassen lässt. Hier erweist sich der modulare Aufbau des Gehäusesystems UCS – die Abkürzung steht für „Universal Case System“ – von Phoenix Contact als vorteilhaft. Die herausnehmbaren Seitenwände eignen sich sehr gut zum Aufsetzen der erforderlichen Schnittstellen.

So ist zum Beispiel die zukunftsweisende Anschlusstechnik SPE (Single Pair Ethernet) leicht zu integrieren. SPE erschließt hier neue Applikationsfelder und ist für die smarte Gerätekommunikation prädestiniert. Aufgrund der guten Übertragungseigenschaften auch über längere Strecken unterstützt SPE die zukunftssichere Netzwerkkommunikation optimal. Alle gängigen RJ45-Stecker können ebenso einfach im UCS-Gehäuse untergebracht werden (Bild 2). Auch Anschlusstechniken wie SMA, USB und HDMI sowie gängige Leiterplattenklemmen oder Grundleisten-Steckersysteme lassen sich problemlos in das UCS-Konzept integrieren.

Gehäuse mit Schnittstellen
Bild 2: Zahlreiche Schnittstellen: SPE-Leiterplatten-Steckverbinder, RJ45-Stecker sowie Board-to-Board-Steckverbinder sind nur einige Beispiele der Anschlussmöglichkeiten. (Bildquelle: Phoenix Contact)

Hier erweisen sich die herausnehmbaren Seitenwände als vorteilhaft, da sich das Grundgehäuse weiterverwenden lässt – was ebenfalls der Modularität zugute kommt. Bei der Befestigung mittels Klebedome können eine oder mehrere Leiterplatten individuell positioniert werden. Im Gehäuse lassen sich verschiedene Leiterplatten mit den Board-to-Board-Steckverbindern der Serien Finepitch 08 und 1,27 mit der ScaleX-Technologie verbinden. Dieser Doppelkontakt ermöglicht eine zuverlässige und robuste Verbindung und bietet einen hohen Toleranzausgleich beim Stecken. Besonders gut eignen sich die Board-to-Board-Steckverbinder für industrielle Anwendungen, in denen Robustheit und High-Speed-Datenübertragung gefordert sind (Bild 3).

Board-to-Board-Steckverbinder
Bild 3: Mit den Board-to-Board-Steckverbindern der Serie Finepitch bietet das Gehäuse eine hohe Flexibilität beim Aufbau der Elektronik. (Bildquelle: Phoenix Contact)

Mehr Individualität gewünscht

Nur mit einem gelungenen Design kann ein Gerät sich heute von Wettbewerbsprodukten absetzen und am Markt bestehen. Das Gehäusesystem UCS reagiert mit seiner modularen Bauweise auf kundenspezifische Wünsche. Jedes UCS-Gehäuse setzt sich aus zwei identischen Halbschalen, herausnehmbaren Seitenwänden und farblich abgesetzten Eckeinlegern zusammen. Sollte mehr Bauraum notwendig sein, werden die Seitenwände und Schrauben durch eine 20 mm höhere Variante ersetzt, mittels Höhenadapter entsteht dann eine neue Gehäusegröße. Zudem kann das Design durch andere Farben bei Eckeinlegern und Seitenwänden variiert werden. Auch Seitenwände aus Aluminium sind verfügbar, weitere Materialien sind auf Kundenwunsch möglich.

Das Gehäusesystem ist so konzipiert, dass jeweils die längere Seitenwand als kürzere Seitenwand in der nächstgrößeren Variante eingesetzt werden kann. Das Konzept bietet den Vorteil, dass die Seitenwand, die für diverse Schnittstellen besonders leicht bearbeitet werden kann, für zahlreiche Applikationen zur Verfügung steht.

Das Gehäusesystem wird stetig um weitere Komponenten und um Zubehör ergänzt. Zu den zwei Grundfarben hellgrau und schwarz gesellen sich mittlerweile acht Farbvarianten für die Eckeinleger. Im Zusammenspiel mit den Adaptern ergeben sich hier hunderte von Varianten, die eine Vielzahl von Applikationsfeldern abdecken. Mittels Zubehör ist der Einsatz auch in unterschiedlichen Positionen möglich: liegend oder stehend auf dem Tisch, gestapelt oder an der Wand. Für den Einsatz im Schaltschrank wird die Seitenwand – bis zu einer Größe von 195 mm × 145 mm – durch den entsprechenden Tragschienen-Adapter ersetzt. Auch weitere Lösungen setzt das Service Center von Phoenix Contact um.

Bearbeitung online

Zur raschen Auswahl des richtigen Gehäuses steht dem Entwickler auf der Internet-Seite von Phoenix Contact ein Konfigurator zur Verfügung. Zunächst wird das Gehäuse ausgewählt – mit den Parametern Anwendung, Größe, Grundfarbe und Leiterplattenvorauswahl. Diese Vorauswahl erfolgt über den Formfaktor oder über die Abmessungen. Nun wird das Gehäuse von der Vorauswahl per Drag and Drop in das Ansichtsfeld gezogen. Nach der Positionierung der Leiterplatte werden weitere Zubehörteile ausgewählt. Weiter geht es mit der farblichen Zusammenstellung der Komponenten.

Nach dieser grundsätzlichen Selektion aus dem Baukastensystem wird die individuelle Anschlusstechnik ausgewählt. Mit einem Button wird der Bearbeitungskonfigurator gestartet – darin werden dann Standardausbrüche wie etwa DSUB-9, aber auch weitere Ausbrüche jeglicher Art gewählt. Eine individuelle Bedruckung kann hier ebenfalls definiert werden. Das Resultat der Auswahl lässt sich in der 3D-Ansicht öffnen und in verschiedenen Dateiformaten herunterladen. Die durch die Konfiguration erzeugte Lösungs-ID kann der Entwickler dann für eine darüberhinausgehende Lösung zur Anfrage im Service Center nutzen (Bild 4).

Bearbeitungskonfigurator für Displays
Bild 4: Mehr Möglichkeiten im Design-Prozess: Der Bearbeitungskonfigurator wird auch zur Integration von Displays genutzt. (Bildquelle: ESB Professional@Shutterstock/Phoenix Contact)

In der Praxis findet man immer häufiger Geräte mit interaktiver Bedienung – neben klassischen Display-Lösungen werden auch zunehmend Touch-Displays eingesetzt. Diese gibt es als 2,4-Zoll-Version auch bereits vorkonfektioniert. Soll eine andere UCS-Lösung umgesetzt werden, können alle notwendigen Ausschnitte – inklusive Positionierung des Touch-Displays – ebenfalls individuell im Bearbeitungs-Konfigurator eingegeben werden (Bild 5).

Display und Rolltreppe
Bild 5: Applikationsbeispiel Gebäudeautomation: Touchdisplay und Single-Board-Computer befinden sich im individuell zugeschnittenen Wandgehäuse. (Bildquelle: zhu_difeng@shutterstock/Phoenix Contact)

Das Gehäusesystem UCS auf einen Blick

Schnell, smart, individuell

  • Einfache Beschaffung und Auswahl (One-Stop-Shopping) von Gehäuse und Anschlusstechniken
  • Stabiler und zuverlässiger Betrieb von Geräten in gleicher Qualität – von sehr kleinen bis großen Serien
  • Einfacher und schneller Design-In-Prozess und Komponenten-Auswahl mittels Online-Konfigurator für Gehäuse und Bearbeitung (siehe Link)
  • Hohe Anpassungsfähigkeit an die Applikationsanforderungen
  • Hunderte von Varianten für individuelles Design ab Werk
  • Service Center für weitere Varianten
Ralf Bißmeier, Phoenix Contact

Ralf Bißmeier, Produkt Manager Elektronikgehäuse, Device Connector Solutions bei Phoenix Contact, Blomberg

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