Embedded-System smart verpackt

Trends wie Industrie 4.0, Internet der Dinge, LTE (Long Term Evolution – Mobilfunk der 4. Generation) und Smart Home vernetzen die Elektronik zunehmend. Die eingesetzten Geräte basieren immer häufiger auf Embedded-Systemen. Dabei bringen neue Anwendungsfelder eine Vielzahl an elektronischen Baugruppen hervor. Häufig ist es schwierig, ein passendes Gehäuse zu finden. Mit ihrem flexiblen Platinen-Befestigungssystem unterstützt die neue Gehäuse-Generation UCS den Gerätehersteller dabei, die Applikation schnell und einfach umzusetzen.

Formfaktorfrei

Bild 1: Modularer Aufbau: mit seinen frei kombinierbaren Gehäuseteilen ermöglicht das universelle Gehäusesystem UCS variantenreiche Lösungen.









Phoenix Contact

Bild 2: Signale, Daten und Leistung: Mit individuellen Schnittstellen wird aus dem universellen Elektronik-Gehäuse UCS eine einfach adaptierbare Bedieneinheit.


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Bild 3: Leiterplattenaufnahme: In die Funktionsecken integrierte oder flexible Leiterplatten-Befestigungen vereinfachen die Aufnahme von individuellen und standardisierten Leiterplatten. Phoenix Contact

Bild 4: Online-Konfigurator: Die passende Gehäuselösung kann in wenigen Schritten vom Anwender über das Netz zusammengestellt und dann schneller vom Gehäuse-Lieferanten umgesetzt werden.


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Bild 5: Variantenreichtum: Das Gehäusesystem UCS bietete zahlreiche Formen, Farben, Funktionen und Befestigungsmöglichkeiten.


Phoenix Contact

Die teilweise empfindliche Elektronik, die sich auf zahlreichen standardisierten und nicht standardisierten Leiterplatten befindet, muss im geeigneten Gehäuse optimal vor Umwelteinflüssen geschützt werden. Standardi­sierte Elektronik-Komponenten bieten im Hinblick auf die Vernetzung gleich mehrere Vorteile: sie haben ihre Zuverlässigkeit im industriellen Umfeld bereits unter Beweis gestellt, und sie sind langfristig sowie zu wettbewerbsfähigen Kondi­tionen erhältlich. Diese Vorteile helfen dem Gerätebauer, Entwicklungsprozesse von Elektronikgeräten zu beschleunigen und die Entwicklungskosten zu senken.

Gehäuse-Varianten hält der Markt in einer kaum überschaubaren Anzahl bereit. Oft werden Gehäuse speziell für eine bestimmte Lösung produziert, oder die Grundgehäuse werden mit einem hohen Aufwand an die applikationsspezifischen Anforde­rungen angepasst. Kommt die Elektronik in unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz, sind auch meist unterschiedliche Gehäuse erforderlich. Muss der Gerätehersteller seine Gehäuse von verschie­denen Gehäuseherstellern beziehen, wird dies zum Nachteil.

Modularer Aufbau

Das UCS-Konzept (UCS: Universal Case System) erleichtert es dem Gerätehersteller, die passende Lösung für seine Elektronik zu finden. Die UCS-Gehäusefamilie ist modular aufgebaut. Grundsätzlich besteht das Gehäuse aus zwei identischen Halbschalen. Die herausnehmbaren Seitenwände werden durch die farblich abgesetzten Eckeinleger geführt und in den Halbschalen gestützt. Verschraubt wird das Gehäuse mit Dünnschaftschrauben mit kombiniertem Schlitz-Torx-Kopf, welche nach dem erstmaligen Verschrau­ben in einer Halbschale sicher gegen Verlust fixiert sind.

Auch eine andere Gehäusehöhe bei gleicher Grundfläche ist kein Problem. Lediglich die Seitenwände und die Schrauben müssen durch eine höhere Variante ersetzt und an die neue Anforde­rung angepasst werden. Eckeinleger und Halb­schalen bleiben erhalten. Zudem sind die Seitenwände in unterschiedlichen Gehäusegrößen verwendbar. Das System ist so konzipiert, dass jeweils die größere der beiden unterschied­lich großen Seitenwände als kleine Seitenwand der nächstgrößeren Variante eingesetzt werden kann.

Die für die entsprechenden Schnittstellen bearbeitete Seitenwand ist also in zwei Gehäusegrößen einsetzbar. Somit ist der gewonnene Bauraum für Erweiterungen nutzbar. Zudem bieten die herausnehmbaren Seitenwände die Möglichkeit, Schnittstellen an mehr als einer Seite zu positionieren (Bild 2).

Flexible Leiterplatten-Befestigung

UCS bietet unterschiedliche Möglichkeiten, Leiterplatten zu befestigen. Um bei der Entwick­lung eigener Schaltungen die maximale Bestückungsfläche auszunutzen, können die Leiterplatten mit dem integrierten Schraubdom direkt an den Eckeinleger fixiert werden. Bei standardisierten Leiterplatten – mit und ohne individuelle Erweiterungen – lassen sich die Eckeinleger auch ohne den integrierten Schraubdom verwenden. Hierbei kommen spezielle Schraubdome zum Einsatz, die an der vorgegebenen Position eingeklebt werden. Die Kombination aus beiden Befestigungssystemen bietet individuelle Gestaltungsmöglichkeiten. Auch zwei Leiterplatten stellen kein Problem dar, denn in jeder Gehäusehalbschale kann die gesamte Grundfläche genutzt werden. Lediglich die Aufbauhöhe der Leiterplatten bildet hier eine Begrenzung (Bild 3).

Online schneller zum Ziel

Für den Gerätehersteller wird es immer wichtiger, über welche Kanäle und vor allem wie schnell er an sein Gehäuse kommt. Wertvolle Unterstützung leistet hier der Online-Konfigu­rator, über den das passende Gehäuse in wenigen Schritten zusammengestellt wird. Am einfachsten ist es bei standardisierten Leiterplatten – hier muss nur der Formfaktor ausgewählt werden. Alternativ zeigt der Konfigurator aber weitere Varianten auf, die sich zur Integration der Elektronik-Bausteine eignen. Nahezu jede beliebige Leiterplatte kann im UCS montiert werden – auch dabei unterstützt der Konfigurator.

Ebenfalls unproblematisch ist die Integration mehrerer Leiterplatten in einem Gehäuse. Alle für den Integrationsprozess erforderlichen 3D-Daten sind in verschiedenen Formaten zugänglich, um eine einfache Implementierung in das Gehäusesystem zu unterstützen.

Die neue vom Konfigurator ermittelte Gehäuselösung, besteht entweder aus Komplett-Sets, welche in den Standardfarben Lichtgrau und Schwarz sowie in den Höhen 47 und 67 mm erhältlich sind. Oder es handelt sich um eine individuelle Lösung, die sich aus den Einzel­komponenten des Baukastens zusammensetzt. Auch aus dem umfangreichen Zubehörprogramm kann das neue Gehäuse über den Konfigurator um zahlreiche Funktionen erweitert werden. In einer Stückliste sind alle ausgewählten Komponenten übersichtlich aufgeführt und können als Datei exportiert werden (Bild 4).

UCS passt sich der Umgebung an

Ob liegend, stehend oder an der Wand – mithilfe des umfassenden Adapter-Programms ist nahezu jede Verwendungsart möglich. Auch eine Gehäuse-Montage auf der Tragschiene im Schaltschrank ist kein Problem – zu diesem Zweck gibt es ebenfalls Zusatz­module im Konfigurator. Die Komponenten sind in unterschiedlichen Farben erhältlich. Mit den verschiedenfarbigen Elementen lassen sich besondere optische Effekte beim Gehäuse erzielen. Es ist auch möglich, individuelle Farbgestaltungen nach Kunden­wunsch oder nach Corporate Design zu berücksichtigen (Bild 5).

Fazit

Das universelle Elektronik-Gehäusesystem UCS bietet dem Gerätehersteller ein hohes Maß an Flexibilität und Individualität. Dank des modularen Aufbaus entwickelt der Gerätehersteller innerhalb eines Gehäusesystems varianten- und funktionsreiche Geräte für den dezentralen Einsatz. Frei kombinierbare Gehäuseteile erlauben ebenfalls individuelle Design-Lösungen. Die strukturelle Beschaffenheit des Baukastensystems und der Online-Konfigurator als Schnitt­stelle zum Gehäuse-Lieferanten unterstützen die Gerätehersteller dabei, Geräte und Systeme für neue Anwendungen bequem umzusetzen.

(ah)