GESELLSCHAFT.
TECHNIK.
SERVICES.

CONNECTIVITY+
von HARTING

VERBINDUNGSTECHNIKPASSIVE BAUELEMENTEEMBEDDED-SYSTEME
So finden Sie den idealen Das müssen Sie jetzt über Umfrage: Wichtige
Kondensatoren wissen S.3826 Technologien in 2022 S.54 S. 37
Steckverbinder S.20 S. 14

TITELBILD-SPONSOR: HARTINGAUSGABE MÄRZ 2022 I 22. JAHRGANG I WWW.INDUSTR.COM

März | 2022

DC 05-20.000.L1

Durchgängig
bis zum letzten Meter
Steckverbinder für das Single Pair Ethernet
Phoenix Contact präsentiert kompakte Geräte- und Kabelsteckverbinder für das
einpaarige Ethernet. Die normierten SPE-Schnittstellen eignen sich ideal für die effiziente
Datenübertragung in der Fabrik- und Prozessautomatisierung. Die anwendungsgerecht
optimierte Verkabelung bildet die Basis für die zukunftssichere Vernetzung vom Sensor
bis in die Cloud.
Mehr Informationen unter phoenixcontact.com/spe

E D I TO R I A L

Bernhard Haluschak, Chefredakteur E&E: Fortschreitende Automatisierung und Digitalisierung veränderndas Handeln in allen Bereichen unseres Lebens undgelten nicht ohne Grund als einige der Megatrends
in unserer heutigen Gesellschaft. Allerdings
benötigen diese Themen in der praktischen
Umsetzung elektrische Energie. Viel Energie.
Für diese wichtigen Zukunftsthemen bildet
die Leistungselektronik das Rückgrat. Doch ist
Europa für diese wichtigen Zukunftsmärkte richtig
aufgestellt? Deshalb stelle ich heute an den Experten
Tobias Wanzke, Leiter Bereich Business Development
bei Deutronic Elektronik, die Frage:„IST EUROPA NOCHWETTBEWERBSFÄHIG?“
Der Import von Leistungselektronik aus den asiatischen Ländern nimmt stetig zu. Denn es hält sich bei europäischen Firmen vehement die Meinung, dass aus
Asien importierte Elektronik günstiger ist als in Europa
produzierte Produkte. Doch durch die stetige Verbesserung und Automatisierung der Fertigungsstrukturen sowie den Einsatz innovativer Topologien, Technologien und Materialien sind
europäische Hersteller von Leistungselektronik durchaus nicht nur kostentechnisch wettbewerbsfähig, sondern bieten durch ihre Nähe
zum Endprodukt und dem Kunden ein höheres
Applikationswissen.
Neben dem Kostenfaktor wird die geringe Distanz zwischen dem Lieferanten und dem Kunden immer
relevanter. Die internationalen Transportkosten sind in letzter Zeit durch die Pandemie und Krisen stetig gestiegen. Zudem verstärken die steigenden Energiepreise diesen Trend. Hinzu kommt noch die fehlende Mengen- und Zeitflexibilität bei Waren,die über große Distanzen transportiert werden. Aber genau diese Flexibilität und die
damit verbundene Anpassungsfähigkeit an die Bedürfnisse des Marktes bringt den
entscheidenden Wettbewerbsvorteil.
Auch wenn ein positiver Trend erkennbar ist und einzelne Unternehmen bereits die steigenden Risiken einer sehr stark vom Beschaffungspreis geprägten Einkaufspolitik erkannt haben, besteht dennoch eine immer stärkere Abhängigkeit dereuropäischen Hersteller von einzelnen asiatischen Unternehmen. Vor allem die Abhängigkeit von Asien hinsichtlich der für die europäische Elektro- und Elektronikindustrie notwendigen Vorprodukte ist kritisch zu betrachten. Hier müssen auf politischer Ebene die richtigen Entscheidungen und Anreize geschaffen werden, damit
die Wertschöpfungstiefe in der Elektro- und Elektronikindustrie in Europa erhöht
wird und die Abhängigkeit von Lieferanten aus Asien reduziert wird. So steht dem
Innovationsstandort Europa hinsichtlich der neuen Megatrends nichts im Weg.

3

INDUSTR.com

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FOKUS

VERBINDUNGSTECHNIKINHALT
AUFTAKT

06
08
10
12

Im Rampenlicht
Highlights der Branche
Titelstory: Connectivity+ Services und mehr
Titelinterview: „Menschen und Technik verbinden"
Details zur Connectivity+ Strategie bei HARTING

10

FOKUS: VERBINDUNGSTECHNIK

14
16
20
24

Steckverbinder Next Generation
Die wichtigsten Designregeln für Pogo-Pins
So finden Sie den passenden Steckverbinder
Steckverbinder richtig spezifizieren

TITELSTORY
Details zur neuen Connectivity+
Strategie bei HARTING

OPTOELEKTRONIK, DISPLAYS & HMI

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30

Haptisches Feedback: Schnittstelle zwischen
Mensch und Maschine
Optimale Bedienkonzepte und Benutzeroberflächen
für HMIBAUELEMENTE & ELEKTROMECHANIK

38

Renaissance der Folienkondensatoren
DISTRIBUTION & DIENSTLEISTUNG

42

Interview: „Quo Vadis Distribution 2022?“

RUBRIKEN

03
34
45
60
66

Editorial
Promotion: Mittendrin Socionext
Promotion: Business-Profil Heilind
Impressum & Firmenverzeichnis
Die Zahl

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MESSTECHNIK
Leitfaden für EMV-Pre-Compliance
Messungen

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14

STROMVERSORGUNG & LEISTUNGSELEKTRONIK46

FOKUSTHEMAWas Sie über Steckverbinder
wissen müssen

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So schützt ein Snubber-Shunt sensible
Elektronikkomponenten
Sonnige Aussichten für DC/DC-Wandler für
Spannungsebenen von bis zu 1500 V

SPEZIAL: EMBEDDED

51
54
58

AI-Rechenperformance am Edge mit
Hailo-Chips
Umfrage: Welche Technologien Im
Elektronikumfeld prägen das Jahr 2022?
Rugged Computer-on-Modules: Wierobust ist robust?

EMV/ESD & MESSTECHNIK

62

Leitfaden für aussagekräftige
EMV-Pre-Compliance Messungen

Wärmeleitfolien
Silikon Soft Pads
SBC-7 violettgrau 7 W/mK
SBC-5 grau
5 W/mK
SBC-3 grau
3 W/mK
SBC rosa
1,5 W/mK
Weiche, gelartige Pads. 2 - 10° Shore A
beidseitig haftend. Stärken 0,5 - 5,0 mm

54

UMFRAGE
Welche Technologien prägen das
Jahr 2022?

Silikon Soft Pads mit Gewebe
SB-V0-7
7 W/mK
SB-V0-3
3 W/mK
SB-V0YF
0,9 W/mK
SB-V0
1,3 W/mK
Glasgewebe Deckfolie und weiche,
gelförmige Unterseite.
Shorehärte 2 - 20°. Einseitig haftend.
Stärken 0,5 - 5,0 mm
Silikon Glasgewebe Folie
SB-HIS-5
5 W/mK
SB-HIS-4
4 W/mK
SB-HIS-3
3 W/mK
SB-HIS-2
2 W/mK
SB-HIS
1 W/mK
Folie auch einseitig haftend - ohne
zusätzlichen Kleber.
Stärken 0,15 mm, 0,23 mm, 0,30 mm,
0,45 mm und 0,8 mm

Hans-Böckler-Ring 1922851 Norderstedt
Tel.: 040 529 547-0

Fax: 040 529 547-11
E-Mail: info@detakta.de
Web: www.detakta.deI M R A M P E N L I C H T

Frostige Forschung

STARTSCHUSS FÜR
KRYO-ELEKTRONIKQuantentechnologien und Highspeed-Rechner mit Supraleitern gehören zu den aktuellen
Elektronik- Trends. Doch sind die Strukturen, mit denen etwa Qubits auf Chips angesteuert
und in Echtzeit ausgelesen werden können, bislang noch größer als die Qubits selbst. Die
Forschenden des Fraunhofer IZM haben einen relativ einfachen Prozess entwickelt, mit dem
sie die Anschlussdichte mit Indiumbumps im Vergleich zu bisherigen Lösungen verdoppeln.
TEXT: Bernhard Haluschak, mit Material vom Fraunhofer IZM

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BI LD: Fraunhofer IZMUm das Spektrum der Quantentechnologien
vom Computing über die Sensorik bis zur
Quantenkommunikation realisieren zu können,
ist die Entwicklung geeigneter und vor allem
skalierbarer Fertigungstechnologien notwendig. Damit ein Quantencomputer echte
Rechnungen löst und damit Anwendungenbeschleunigt, bedarf es zusätzlicher, ansteuerbarer Qubits – mit Hunderttausenden bis
sogar Millionen physikalischen Einheiten nicht
gerade wenige. Diese Qubits sind durch supraleitende Schaltkreise miteinander verbunden,
also Leitungen, die bei bestimmter Kälte einenkaum noch messbaren elektrischen Widerstand aufweisen.
Den Forschenden um Hermann Oppermann ist
die Abscheidung und Strukturierung von supraleitendem Niob und Nioblegierungen gelungen,die für die Verdrahtung von Schaltungsträgern
in mehreren Lagen, so genannte Interposer,
mit Durchkontaktierungen verwendet werden.
Das Ergebnis sind äußerst verlustarme
Schaltungsträger, mit denen sich Qubit- Arraysin Echtzeit ansteuern und zu hochdichten,
skalierbaren Systemen für Quantenrechner
integrieren lassen.
Um diese Technologiebasis zu schaffen,
Materialien zu untersuchen, Integrationskonzepte zu optimieren und supraleitende
Aufbau- und Verbindungstechnik für kryogene Anwendungen zu entwickeln, wurde am
Fraunhofer IZM in Berlin das Kryomesslabor
eingerichtet. Im neu aufgebauten Testlaborkönnen die Forschenden elektrische Schaltungen charakterisieren, evaluieren und damit
Integrationstechnologien für Anwendungen in
Niedrigsttemperaturen voranbringen. Durch die
Analyse des Widerstandsverhaltens einzelner
Schaltungsbestandteile, die mit einem Kühlfinger unter Vakuum auf bis zu 3 Kelvin gekühlt
werden, können das elektrische Verhalten und
die Zuverlässigkeit der Durchkontaktierungen,
Umverdrahtungsebenen und Leitungssysteme
bei Kryo-Temperaturen evaluiert werden.

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4
A U F TA K T

HIGHLIGHTS

Ausfallsicher telefonieren

2Quelle: [Lilith Paul, Andrea Fabry, KIT]

1

Quelle: Fraunhofer IOSB-INA

Quelle: iStock, inomasa

Fakten, Trends und Neues: Was hat sich in der Branche getan? Die TU Berlin erforscht die Möglichkeiten des 6G-Mobilfunknetz, das Fraunhofer IOSB könnte mit
einer intelligenten Ampelsteuerung für weniger Stau sorgen, das KIT forscht an
Lasern, die Computer angreifen können und Bosch fördert seine hauseigene Halbleiterfertigung im Kampf gegen den weltweiten Mangel.

3

6G-Mobilfunknetz

Vorausschauende Ampelsysteme

Weniger Verkehrsstau

IT-Security

Die Fakultät Elektrotechnik und Informatik
der TU Berlin erhält 13 Millionen Euro vom
Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen seines Forschungs-Hubs„6G Research and Innovation Cluster“. Das
Ziel des Projekts ist es bereits jetzt vorne
dabei zu sein in der 6G-Forschung um die
die technologische Souveränität Europas indiesem Bereich zukünftig sicherzustellen.

Die Straßen sind chronisch überfüllt und an
den Kreuzungen stauen sich die Fahrzeuge.
Vor allem in der Rushhour bilden sich Warteschlangen. In zwei Forschungsprojekten
realisieren Forscher am Fraunhofer IOSB,
Institutsteil für industrielle Automation INA
eine intelligente Ampelsteuerung mit Hilfe
von Künstlicher Intelligenz. Die neuen Ampelsysteme sollen vorausschauend agieren.

Hacker greifen Computer mit Lasern an– das könnte eine Szene in einem JamesBond-Film sein, ist aber durchaus auch inder Wirklichkeit möglich. Anfang Dezember
2021 präsentierten Wissenschaftler des KIT
sowie der TU Braunschweig und der TU
Berlin das Forschungsprojekt LaserShark,
das versteckte Kommunikation über optische
Kanäle untersucht.

Erfahren Sie mehr: industr.com/2635990

Erfahren Sie mehr: industr.com/2638095

Erfahren Sie mehr: industr.com/2635977

1

2
8

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Laser-Cyberangriff

3

WWW.ICT-SUEDWERK.DE
Wärmeleitmaterialien

COOL BLEIBEN WENN‘SHEISS HERGEHT

Quelle: [Bosch, Bosch]

Spezialfolien

4Technische Keramiken

Besuchen Sie uns
auf der PCIM Europe:
Vom 10. – 12.05.2022
in Nürnberg
Halle 7, Stand 149

Förderung von Bosch

Halbleiterfertigung
In der Bewältigung des weltweit anhaltenden Halbleitermangels
muss Bosch kreativer werden und mehr auf eigene Fabrikensetzen: Mit einer zusätzlichen Investition von mehr als einer
Viertelmilliarde Euro bis 2025 plant das Unternehmen den weiteren Ausbau seiner Halbleiterfertigung in Reutlingen. Das Geldsoll in neue Flächen und die Ausgestaltung des für die Fertigung
nötigen Reinraums fließen. Damit wappnet sich Bosch für die
stetig wachsende Nachfrage nach Chips für Anwendungen in derMobilität und im Internet der Dinge.

Gehäusetechnik

Besucherkarten
erhalten Sie unter:info@ict-suedwerk.de

4

Wir freuen uns auf Ihren
Besuch!

Erfahren Sie mehr: industr.com/2643924

ALL YOU NEED TO MANAGE YOUR HEATINSPIRED CUSTOMIZED TIM SOLUTIONST I T E L S TO R Y

HARTING Connectivity+

DAS PLUS ZUR KOMPONENTE:SERVICES UND MEHR
Verbindungstechnik-Hersteller HARTING
liefert unter dem Schlagwort “Connectivity+“
Lösungen, die weit über das eigentlicheelektrotechnische Bauteil hinausgehen. Dazu
zählen Dienstleistungen wie etwa ProduktKonfiguratoren und smarte Datenmodelle.
Gemeinsam ist diesen Services, dass sie
Kunden und Anwendern einen konkreten
Mehrwert verschaffen und die Kernfunktion
Steckverbindung optimal ergänzen.
TEX T: Norbert Gemmeke, HARTING
B I L DER: HARTING; iStock, Aliaksei Brouka, Fatma sari

HARTINGs Anspruch ist es, im Rahmen der neuen Strategie Connectivity+ über den gesamten Lebenszyklus eines
Steckverbinders hinweg Nutzen zu bieten – um eine integrierte
Entwicklung zu ermöglichen, die Installation zu vereinfachen
und langfristig der Instandhaltung zu dienen.
Tüllen- und Anbaugehäuse, Einsätze, Kontakte, Module,
Werkzeuge und Zubehör – das HARTING Produkt-Portfolio
bietet für jeden Anwender und für jede technische Herausforderung eine passende Lösung. Gleichzeitig stellt die Vielzahl
möglicher Lösungen Anwender und Konstrukteure vor Fragenwie: Welche der verschiedenen Schnittstellen ist die richtige
für meine Konstruktion? Welche Komponenten passen gut zusammen? Entspricht ein Bauteil meinen technischen und spezifischen Anforderungen?

individuelle Schnittstellen online zu konfigurieren. Dabei geht
es nicht allein um die Komponente. Der Nutzer kann den gesamten Prozess der Schnittstellenauswahl eigenständig durchführen: von der Konfiguration über die Individualisierung bis
hin zum Data Handling und zur Auslösung der Bestellung,die entweder direkt über den HARTING eShop oder über die
Plattformen der Distributoren erfolgt.

Bislang konnten diese Fragen oft nur aufgrund langjähriger persönlicher Erfahrung, durch intensives Studium vonProduktkatalogen oder per Kontaktaufnahme zum KundenSupport beantwortet werden. Die manuelle Konfiguration
einer spezifischen Schnittstelle konnte so im Laufe der Zeit zu
einem zeitintensiven und fehleranfälligen Prozess in der Kon­
struktion einer Anlage werden.

Kundenspezifische Lösungen bis hin zur
Losgröße 1 realisieren
Wenn sich im Standard-Portfolio eine für eine Konstruktion benötigte Komponente nicht findet, bietet der OnlineKonfigurator dem Konstrukteur eine niederschwellige Lösung,das Bauteil selbst zu individualisieren. Der Anwender kann beispielsweise Gehäuseausgänge frei bestimmen oder individuelle

Um die Konfiguration zu verkürzen und für den Anwender effizienter zu gestalten, arbeitet HARTING im Rahmen
von Connectivity+ Services an der Digitalisierung und Automatisierung der Komponentenauswahl. Zentrales Werkzeug
der Digitalen Services ist ein E-Shop, der Anwender befähigt,

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HARTING gestaltet die Connectivity der Zukunft mit Lösungen, dieeinen innovativen Benefit für den Kunden darstellen

Laser-Beschriftungen auf dem Bauteil
anbringen. Die integrierte Logik desKonfigurators verhindert dabei technische
Konflikte und stellt sicher, dass das individuelle Bauteil die notwendige technische Inte­
grität aufweist.

aber erzeugten sie neue Probleme: Gewährleistungen entfielen, die Qualität der Komponenten litt und die Reproduktion
von Bauteilen wurde schwierig, wenn nicht gar unmöglich.

Auf einen Klick – Produktdaten einfach undzuverlässig handhaben

Digital Brother für
Steckverbinder

Zentrales Plus bei den digitalen Konnektivitäts-Lösungenaus dem Hause HARTING ist das einfache und sichere Handling der Engineering-Daten. Das System stellt für jede im Konfigurator entstandene Schnittstelle automatisch die zugehörigen Datenblätter und Engineering-Daten zur Verfügung – fürden Download, in optimaler Qualität und größtmöglichem
Umfang. Im Vergleich zum manuellen Download spart derNutzer viel Zeit und gewinnt Prozesssicherheit.

Die individualisierte Komponente kann direkt im Online-Tool bestellt
werden, auch wenn nur kleine Losgrößen (bis hinab zur 1) gebraucht werden,
zum Beispiel für eine Musterbestellung. Jede kundenspezifische Lösung erhält eine eigene
Artikelnummer und wird im System hinterlegt, inklusive Dokumentation und Engineering-Daten. So lässt sich die
Komponente auch am Ende ihres Lebenszyklus einfach wiederbeschaffen. Die Daten enthalten das digitale Abbild des konfigurierten Steckverbinders und bilden eine Vorstufe für den
Digital Twin – den digitalen „Bruder“ der Komponente –, diejederzeit wieder aufgerufen und genutzt werden kann. Die herkömmliche Papierdokumentation wird obsolet, wodurch ein
Mehrwert entsteht, da sich der administrative Aufwand beim
Anwender deutlich reduziert.

Die Integration der Connectivity+ Services bei HARTING
zeigt, dass ein Komponenten-Hersteller, der sein Portfolio digitalisiert und individualisiert, dem Anwender konkreten undnachvollziehbaren Nutzen bietet. Dazu zählt die beschleunigte
Entwicklung und Bereitstellung einer Steckverbinder-Komponente ebenso wie die nahtlose und sinnvolle digitale Integration dieser Komponente in die Entwicklungs- und Produktionsumgebung des Kunden.
Dieser kollaborative Ansatz, der die Kundenbedürfnisseüber die elektrotechnische Komponente hinaus betrachtet, ist
für HARTING der Weg, um auch in Zukunft mit innovativen
Lösungen zu überzeugen und Herausforderungen effektiv begegnen zu können. Insbesondere Design-In-Prozesse bieten
noch immer ein immenses Potential für Effizienzgewinne undKostenreduktionen. Das Potenzial kann aber nur gehoben
werden, wenn sich neben der physischen Komponente auchdie digitale Entsprechung nahtlos in den Workflow einfügt. ☐Der neue Workflow ist wesentlich effizienter. Der Aufwand für eine kundenspezifische Lösung sinkt, der Weg vonder Anfertigung der Konstruktionszeichnung bis zum Versand
der Bauteile verkürzt sich. Mit der gleichen Motivation haben
Anwender früher oft eigenverantwortlich Komponenten ihren
Anforderungen angepasst. Damit konnten sie zwar sehr kurzfristig technische Herausforderungen meistern, langfristig

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T I T E L I N T E R V I E W

Details zur Connectivity+ Strategie bei HARTING„Menschen und
Technik verbinden"

Wenn es um Verbindungstechnik geht, gehört HARTING fürKunden aus allen Industriebereichen und darüber hinaus zu den
ersten Anlaufstellen. Einen Teil seiner Produkte, Lösungen undServices hebt HARTING nun als „Connectivity+“ hervor. Ziel eines
jeden Connectivity+ Produkts ist es, dem Kunden einen konkreten
Mehrwert zu verschaffen. Im Interview mit Norbert Gemmeke, demManaging Director der Global Business Unit HARTING Electric, klären
wir, was sich hinter der Connectivity+ Strategie steckt.
DAS INT E R VIEW F ÜHRTE: Bernhard Haluschak, E&E

BI LDER: HARTING; iStock, Aliaksei Brouka, Fatma sari

HARTING gehört in puncto Steckverbindungen zu den Pionieren. Rasantetechnologische Fortschritte in allen
Bereichen der Industrie und damit
auch in den Anforderungen machen ein
Umdenken in Bezug auf Konnektivität
notwendig. Neben neuen Technologien
rückt der Faktor Mensch immer mehr inden Focus. Doch was bleibt? Daten und
Energie müssen über ein Medium zu
einem Ziel transportiert werden. Diesgeschieht kabelgebunden oder kabellos– und dabei spielen Steckverbinder eineessenzielle Rolle. Sie haben jetzt den
Begriff „Connectivity+“ als zentrales
Konzept bei HARTING ausgerufen. Was
verbirgt sich dahinter?

In unserer Unternehmensvision ist schon seither fest verankert „Wir wollen die
Zukunft mit Technologien für Menschen gestalten.“ Mit Connectivity+ haben
wir nun ein Narrativ entwickelt, diese Vision ganz konkret in unseren Produkten und Applikationen umzusetzen. Ein sehr holistischer Ansatz, der das
Selbstverständnis der HARTING Technologiegruppe perfekt zusammenfasst.
Wir stellen mit dem Konzept „Connectivity+“ heraus, dass unser Handeln vonmehr bestimmt wird als von einem singulären Steckverbinder, der – wie Sieso schön sagen – Daten und Energie über ein Medium zu einem Ziel transportiert: Die gesellschaftlichen Megatrends Nachhaltigkeit, (De-)Globalisierung
und der demografische Wandel sind Treiber für technologische Megatrends– insbesondere Modularität, Autonomie und der digitale Zwilling. Die Produkte, Services, Lösungen und das Mindset, das die Technologiegruppe mit
dem Konzept Connectivity+ kennzeichnet, zahlt auf genau diese Megatrends
ein und liefert Antworten auf Herausforderungen der Zukunft. Mehr noch: Wir
schaffen immer einen ganz konkreten Mehrwert für unsere Kunden und Partner. Wir antizipieren also schon heute, was Morgen wichtig wird und gestalten
die Connectivity der Zukunft mit Lösungen, die einen innovativen Benefit fürden Kunden darstellen.

Wo holen Sie sich die Inspirationen fürdiese neuen Denkweisen, Konzepte undStrategien?

Die großen gesellschaftlichen und technologischen Megatrends sind die
Treiber unseres Connectivity+ Konzeptes. Jeder unser Mitarbeitenden ist dazu
eingeladen, einen Beitrag zu Connectivity+ zu leisten. Wir stehen neuen Ideen
und Konzepten offen und mutig gegenüber und schaffen so noch mehr Raumfür Innovationen als ohnehin schon. Da der konkrete Mehrwert für Kunden
und Anwender aber mindestens genauso im Fokus steht wie die Analyse der
Megatrends, ist die Kollaboration mit Kunden, Marktteilnehmern und Experten unabdingbar. Aus dem Dialog und der Diskussion von Pain Points und
Zukunftsszenarien lassen wir uns inspirieren, einen Schritt weiterzugehen und
der Connectivity das „Plus“ einzuhauchen.

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INDUSTR.com



Virtuelle Welten als Datendepots oder
als Abbildung ganzer Industrieanlagengewinnen zunehmend an Bedeutung.
Dabei verkörpern Steckverbinder die
traditionelle Industriewelt. Welche Rolle
spielt das Konzept Connectivity+ ?

Eine Große! Die digitalen Services von HARTING ermöglichen den Brückenschlag zwischen diesen beiden Welten. Die Schaffung eines Digital-Twins ist
einer der technologischen Trends, die besonders relevant für die industrielle
Transformation sind und die wir für die Ausgestaltung von Connectivity+ im
Blick haben. In einer realen Anwendung beginnt der Lebenszyklus des Steckverbinders weit vor der Bereitstellung der eigentlichen Komponente. Mit Hilfe
digitaler Services und Daten kann das Design der individuellen Schnittstelle
perfekt auf die Kundenapplikation abgestimmt werden. Die nahtlose Integration
beginnt also noch vor dem Design-In-Prozess. Der Kunde kann die Komponente und deren digitales Abbild beeinflussen und damit über den gesamten
Lebenszyklus – beispielsweise als Bauteil für einen Zug oder eine Maschine– transparent machen. Das macht die Wartung einfacher und steigert die
Verfügbarkeit des Systems.

„Mit Connectivity+ wollen wir die Zukunft mit
Technologien für Menschen gestalten.“

Gerade im Industrieumfeld spielen
Normen eine wichtige Rolle. Sie legendie einheitlichen Spielregeln fest. Wie
ist das Verhältnis von Connectivity+ zur
Standardisierung?

In einer von Modularisierung geprägten Welt basiert die Verbindungstechnik
immer auf einem Standard. Wie weit dieser Standard in die entsprechende
Lösung eingreift, ist aber vom Applikationsfeld abhängig. Klassische Steckverbinder befinden sich immer in einer industriellen Infrastruktur, die durch
weitgehende Standardisierung geprägt ist und sich in Normen oder Konsortial­
standards ausdrückt. Bei einzelnen Maschinen bilden diese Standards den
Rahmen, der die sichere Funktion gewährleistet, daher kann die individuelle
Ausführung von Schnittstellen sehr flexibel gewählt werden. Wenn wir allerdings von Software-Services sprechen, dann muss eine Verbindung – eine
Sprache - zwischen den unterschiedlichen Tools geschaffen werden. Das geht
nur mit Standards, wie beispielsweise einem abgestimmten Datenformat.Die
HARTING Technologiegruppe hat sich schon sehr früh bereit erklärt, Daten
für Engineering-System-Anbieter zur Verfügung zu stellen und den Standards
dieser Services gerecht zu werden. Mit der Bereitstellung von CADENAS Multi
CAD deckt HARTING über 95 Prozent des Marktes an CAD Systemen ab.
Die zeitaufwändige Umwandlung für den Kunden entfällt und führt somit zu
Zeitersparnissen. Die Daten sind hierbei auch für komplette Konfigurationen
von Steckverbindern verfügbar. ECAD Daten (ZUKEN E3, EPLAN und andere)sind ebenfalls per Knopfdruck integrierbar. Die Einhaltung dieses Standards
oder der Norm ist daher in diesem Fall sogar eine notwendige Voraussetzung,um den Connectivity+ Ansatz und die Mehrwerte beim Kunden zu erfüllen.
Eine Norm und Connectivity+ sind daher keinesfalls als Gegensatz zu sehen,hinreichend für den Erfolg sind dann weitere Connectivity+ Faktoren. ☐13

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V E R B I N D U N G S T E C H N I K

14INDUSTR.com

Innovationen für die digitale Welt

Steckverbinder
Next Generation
Steckverbinder bilden die Grundlage für einen
modularen Aufbau von Systemen. In der digitalisierten Welt sind Steckverbinder essenziell
für die Möglichkeit der Datenkommunikationüber vernetzte Komponenten. Dabei müssen
sie extremen Umwelteinflüssen widerstehen,eine lange Lebensdauer aufweisen sowie eineschnelle Datenübertragung ermöglichen undnoch wesentlich mehr.
T EX T: Bernhard Haluschak, E&E

BI LD: iStock, Radachynskyi

Grundsätzlich müssen Steckverbinder die Fähigkeit haben,
Systeme bei der elektrischen Energieübertragung zu unterstützen und gleichzeitig Datenaustausch per elektronischer und
optischer Signalübertragung zu ermöglichen. Je nach Einsatzzweck werden Steckverbinder so entwickelt, dass sie einen einfachen Betrieb und Wartung sowie einen schnellen Austauschvon Komponenten erlauben. Zudem vereinfachen sie bei Systemen die Erweiterung um neue Funktionalitäten.
Mit der rasant steigenden Digitalisierung in allen Industriebereichen, steigen auch die Anforderungen an die Steckverbinder. Die wesentlichen Herausforderungen sind dabei
das maximal technisch Machbare eines Steckverbinders auszuschöpfen und das bei möglichst geringen Baugrößen und
maximaler Zuverlässigkeit. Die Innovationstreiber sind aktuell
die Telekommunikation, die Automobilbranche, die IT-Datentechnik und Automatisierung in allen Industriebereichen.
Innovative Ideen für neue und leistungsfähige Steckverbinder nutzen aber wenig, wenn diese nicht international genormt
sind und von vielen Herstellern und Anwendern unterstützt
werden. Nur das gewährleistet eine weltweite Kompatibilität
und Austauschbarkeit der Steckverbinder untereinander und
nur dann ist eine breite und wirtschaftliche Durchdringung
des Marktes mit dem neuen Produkt möglich. ☐15

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INDUSTR.com

V E R B I N D U N G S T E C H N I K

Die wichtigsten Designregeln für Pogo-Pins

Steckverbinder mit Federkontakten gesucht
Federbelastete Steckverbinder oder so genannte Pogo-Pins vereinen eine Vielzahl von Vorteilen,
die sie von herkömmlichen Steckverbindern unterscheidet. Die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten
machen diese Steckertypen besonders interessant für IoT-Anwendungen und aus diesem Grundlohnt es sich, einen genauen Blick auf sie zu werfen: Was Entwickler wissen müssen, wenn sie
einen Pogo-Pin-Steckverbinder in ihren Designs einsetzen wollen.
TEX T: Christian Sichtar, Codico BIL D ER: Codico; iStock, Tramont_ana

Pogo-Pins oder Steckverbinder mit Federkontakten sind inden letzten Jahren aufgrund ihrer vielseitigen Einsatzmöglichkeiten und langen Lebensdauer sehr beliebt geworden. Vor allem bei industriellen Anwendungen werden Pogo-Pins oft den
Flachstecksystemen vorgezogen, die in der Regel einen Stanzprozess erfordern. Das macht Anpassungen sehr teuer und invielen Fällen nicht durchführbar. In diesem Beitrag werden
wir die wichtigsten Designregeln für Elektronikentwickler,
die einen Pogo-Pin-Steckverbinder in ihrem Gerät verwenden
wollen, zusammenfassen.

das kostengünstigste Design. Der "Back Drill" wird verwendet,
wenn nur sehr wenig Platz zur Verfügung steht. Aufgrund desfrei beweglichen Kolbens besteht bei dieser Ausführung die
Gefahr von Mikrounterbrechungen aufgrund von Vibrationen.
Infolgedessen kann Strom durch die Feder fließen und sie be-

4783

Strom und Pogo-Pins
Pogo-Pins haben sehr unterschiedliche innere Strukturen,
die dadurch den Anforderungen von vielfältigen Anwendungen gerecht werden. Was beeinflusst den Strom, den ein PogoPin-Steckverbinder übertragen kann?
Anzahl der Kontaktpunkte: Das Kugeldesign maximiert
die Anzahl der Kontaktpunkte und ermöglicht einen höheren
und stabileren Stromfluss.
Federkraft: Je höher die Federkraft, desto besser wird derKolben gegen die Wand des Zylinders gedrückt, was zu einem
dauerhaft stabilen Stromfluss führt.
Werkstoff: Verschiedene Materialtypen können die Leitfähigkeit des Stifts stark beeinflussen. Aber auch die Rauheit ist
wichtig, um den Stromfluss zu erhöhen.
Die gebräuchlichste Ausführung ist der "Bias Tail", der inder Regel Ströme von 2 Ampere übertragen kann. Es ist auch

IEC-Gerätesteckdose
mit V-Lock– Verhindert unbeabsichtigtes Entfernen– Einfache Kabelkonfektionierung– Wiederverwendbar- Halogenfrei

schurter.com/v-lockV E R B I N D U N G S T E C H N I K

Das richtige Pogo-Pin-Design für die richtige Anwendung.

Pogo Pins ermöglichen kleine Bauformen und hohe Stromstärken.

schädigen. In der Regel empfiehlt sich diese Ausführung daher
nur für niedrige Ströme bis 1 Ampere zu verwenden. "Ball" istdie dritte Ausführung und hat eine zusätzliche Kugel im Inneren des Stifts, um den Stromfluss zu stabilisieren. Diese Ausführung kann auch bei starken Vibrationen verwendet werdenund bis zu 5 Ampere übertragen.

setzen wollen, sind zwingend andere Materialien zu verwenden, um eventuelle Fehlfunktionen zu vermeiden.

Einbau leicht gemacht
Als Faustregel gilt, dass die Bohrung in der Leiterplatte den
Radius des Pogo Pin Tail + 0,3 mm haben sollte. Für das gewählte Lötpad empfiehlt es sich generell, den Radius des Flansches + 0,4 mm zu wählen. Der Einlötstift sollte mindestens
die Dicke der Leiterplatte + 0,4 mm lang sein. Diese Zahlen
können bei kleineren Abständen variieren und hängen von den
Toleranzen ab, mit denen der Leiterplattenbestücker arbeitet.

Regeln für das Gehäusedesign
Der Kunststoff sollte eine Wandstärke von mindestens 0,4mm haben. Dies stellt sicher, dass es keine Risse gibt, wenn die
Stifte in das Gehäuse eingepresst werden. Bei wasserdichten
Lösungen wird die Wandstärke nochmals erhöht. Diese Steckverbinder sind geklebt, was zusätzlichen Platz benötigt.

Wie gestaltet man den FPC-Footprint für Pogo-Pin-Steckverbinder? Für Flex-PCBs gelten die gleichen Regeln wie fürnormale PCBs. Lediglich die empfohlene Länge des Stifts wird
mit Dicke der FPC + 0,1 mm angegeben. Wie gestaltet man
die Leiterplatte für SMT-bestückte Pogo-Pin-Stecker? Die Lötpunkte sollten Radius des Pogo-Pins + 0,5 mm sein.

Umwelteinflüsse beachten
Pogo-Pins können in vielen verschiedenen Umgebungenverwendet werden. Bei einer intelligenten Uhr oder einem
Hörgerät kann das Metall mit Schweiß in Kontakt kommen,
was zu galvanischer Korrosion führt. Oft reicht es nicht aus,
einfach die Goldschichtdicke zu erhöhen. Stattdessen verwendet der beim Design-in-Distributor Codico verfügbare Hersteller C.C.P. eine spezielle AP-Beschichtung, die viel widerstandsfähiger gegen diese Art von Korrosion ist. Ein weiterer
Vorteil ist die höhere Härte im Vergleich zu Gold.

Regeln für das Zusammenstecken
Im Allgemeinen sollten Pogo-Pins nicht in einem Winkel
von mehr als 5 Grad zusammengesteckt werden. Als Faustregel
gilt: Je größer der Winkel, desto geringer ist die Lebensdauer des Pogo-Pins. Der maximale Steckwinkel beträgt etwa 18
Grad. Beachtet werden muss, dass sich bei diesem Winkel diezu erwartende Lebensdauer deutlich verringert.

Ein weiterer Faktor können Vibrationen sein. Gerade bei
der Übertragung von Signalen ist eine stabile Verbindung sehr
wichtig. Eine hohe Federkraft in Verbindung mit einer zusätzlichen Kappe im Inneren des Stiftes hilft oft, den Strom zu stabilisieren. Nicht jeder Pogo Pin kann für alle Anwendungeneingesetzt werden.

Die Reibung zwischen dem Kolben und der Innenwand desZylinders nimmt beim Einstecken des Stifts ständig zu. Dies
führt zu einem Abrieb der Beschichtung im Inneren des Pogo-Pins. Die Folge kann Korrosion und vor allem ein erhöhter elektrischer Widerstand sein. Wenn man einen Pogo Pinwaagerecht einstecken möchte, kann man einen Pogo Pin mit
Kugelspitze wählen. ☐Wenn Design-Entwickler den Pogo Pin bei extremen Temperaturen wie zum Beispiel unter -40 °C oder über 230 °C ein-

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V E R B I N D U N G S T E C H N I K

Den passenden Steckverbinder finden

Individuelle
Steckverbinder-Lösung
Die Auswahl des passenden Steckverbinders ist den vergangenen Jahren immer komplexer
geworden. Neben der steigenden Produktvielfalt bei den Herstellern von Steckverbindern
spielen auch Themen wie RoHS und Reach sowie die Normung beim Endkunden eine
größere Rolle als in der Vergangenheit.
TEX T: Stefan Suchan, Fischer Elektonik BIL D ER: Fischer Elektronik; iStock, AlexLMX

Besonders das Segment der kundenspezifischen Steckverbinder wird in den vergangenen Jahren ein immer größerer
Markt. Während früher in vielen Fällen eine standardisierte
Kombination aus Stift- und Buchsenleiste ausreichend war,
steigt der Anspruch von Entwicklern an individuellen Steckverbinderlösungen stetig.
Dies liegt einerseits an den kürzeren Entwicklungszyklen in der Elektronikindustrie andererseits an der steigenden
Komplexität der Subsysteme und der Miniaturisierung aller
elektronischen und elektromechanischen Bauelemente.
Bei der Auswahl des passenden Steckverbinders ist ein
verlässlicher Partner wichtig. Dazu zählt zum Beispiel
Fischer Elektronik, der sich in den vergangenen 50 Jahren als Steckverbinderexperte etabliert hat und eine hohe Expertise in den Bereichen Kühlkörper, Gehäuse undSteckverbinder bietet.

Anforderungen kundenspezifischer
Steckverbindungen brachten
Kundenspezifische Steckverbinder sind, wie der Name esvermuten lässt, individuelle Kundenlösungen, welche speziell
auf die technischen Anforderungen angepasst sind. Wie individuell der Steckverbinder gestaltet werden muss, kommt auf
die Applikation des Kunden an. Der kundenspezifische Steckverbinder kann eine Ableitung eines vorhandenen Standardproduktes sein, welcher modifiziert und nach Kundenangaben
abgeändert wird oder auch eine komplette Neuentwicklung.
Diese Neuentwicklung orientiert sich speziell an den Gegebenheiten der individuellen Kundenanwendung. Dabei mussvom Kunden definiert werden, welche Schnittstellen durch

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Die Steckverbinder von Fischer Elektronik sind nach Kundenwunschund Anwendung individuell anpassbar.

das Steckverbindersystem verbunden werden sollen und in welcher Umgebung die Steckverbinderverbaut werden. Eine Sonderbestückung der Kontakte oder Veränderung von Steck- und Einlötmaßen stellt heutzutage für die meisten Hersteller keine
große Herausforderung mehr dar.

Typische Kontaktwerkstoffe sind die Kupferlegierungen Bronze (CuSn), Messing (CuZn) und Berylliumkupfer (CuBe).
Diese drei eignen sich durch den hohen Kupferanteil, als sehr
gut leitende Kontaktmaterialien, für die Kontaktierung vonBauteilen und Schaltkreisen auf der Leiterkarte. Des Weiterenbieten alle Kupferlegierungen gute mechanische und federnde
Eigenschaften, welche für die Kontaktierung von Vorteil sind.

Die Maschinenparks der Hersteller von Steckverbindern sind meist so ausgerichtet, dass einfache Modifizierungen keinen wesentlich höheren Mehraufwand
darstellen, wenn die Änderung des Steckverbinders
keine eigens konstruierten Kontakt- oder Isolationsmaterialien verlangt.

Die zuvor genannten Kupferlegierungen werden bei denmeisten Herstellern mit einer Nickelsperrschicht überzogen,bevor es zur Veredelung der Kontakte kommt. Diese Nickelsperrschicht verhindert, dass die VeredelungsmaterialienGold, Silber oder Zinn in die Kupferlegierung hineindiffundieren.

Wenn für den neuen Steckverbinder jedochneue Materialien und Geometrien verwendet
werden müssen, ist der Aufwand für die Hersteller wesentlich höher und der Kunde musseine hohe Anzahl an Steckverbindern bestellen, damit die Kosten, welche eine Neuentwicklung mit sich bringt, für den Steckverbinder gering gehalten werden können.
Bei einer kompletten Neuentwicklung muss
häufig der Maschinenpark und die Werkzeuge der Produzenten umgebaut oder neue
Maschinen und Werkzeuge konstruiert undhergestellt werden.

Sobald diese Veredelungsmaterialien in die Kupferlegierung hineindiffundieren, ist der Effekt dieser Materialienkaum noch vorhanden. Veredelungsmaterialien wie Gold, Silber oder Zinn dienen nämlich der besseren Verarbeitung derSteckverbinder auf der Leiterkarte und haben einen geringeren
Kontaktwiderstand als Kupfer.
Doch nicht nur bei den Kontaktmaterialien muss auf viele Besonderheiten geachtet werden, auch bei den Isolationsmaterialien gibt es jede Menge Faktoren, die in Einklang sein
müssen, um das bestmögliche Ergebnis zu erhalten. Hier sinddie Fließeigenschaften des Kunststoffes im Spritzgusswerkzeug
genauso entscheidend wie das Schwinden des Materials nachdem Spritzgießen.

Passende Kombination aus Kontakt- und
Isolationsmaterial

Wenn die Kunststoffisolierkörper auch noch sehr filigran
aufgebaut sind, zum Beispiel durch kleine Rastermaße odergeringe Wandstärken, müssen dünnflüssige Kunststoffe wie

Steckverbinder bestehen üblicherweise aus zwei Komponenten, dem Kontaktwerkstoff und dem Isolationsmaterial.

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Steckverbinder für elektronische Schaltungen gibt es für individuelle
Anwendungen in verschiedenen Ausprägungen.

Polyamide oder Kunststoffe aus der LCP-Gruppe verwendet
werden. Gerade dann, wenn es um kundenspezifische Steckverbinder geht, müssen die einzelnen Komponenten so aufeinander abgestimmt sein, dass sich die physikalischen undgeometrischen Eigenschaften des Steckverbinders nicht beim
Lötvorgang oder während der Lebenszeit verändern.

Auch ist das Risiko einer Positionsverschiebung der Steckverbinder im Verpackungsmaterial bei einer falschen Dimensionierung wesentlich höher als bei einer Anpassung des kundenspezifischen Steckverbinders an den Blistergurt oder das
Stangenmagazin. Dafür bietet Fischer Elektronik neben kurzen Lieferzeiten auch eine hohe Expertise und Qualität sowohl
bei Standardverpackungen als auch in der Entwicklung und
Fertigung von kundenspezifischen Sonderlösungen.

Kundenspezifische Verpackungsformen für
Steckverbinder berücksichtigen

Vor- und Nachteile von kundenspezifischen
Steckverbindern abwägen

Nicht nur der kundenspezifische Steckverbinder, sondern
auch das Verpackungsmaterial spielt eine entscheidende Rolle.
Durch die stetige Automatisierung und Vernetzung von Prozessen, welche unter dem Namen „Industrie 4.0“ immer häufiger auftaucht, werden auch Verpackungen, die einer automatisierten Bestückung dienen, immer relevanter.

Die besonderen Vorteile von kundenspezifischen Steckverbindern liegen einerseits in der passgenauen Lösung für den
Kunden, andererseits in der einzigartigen Ausführung, welcheeine Nachahmung durch Mitbewerber nahezu ausschließt.
Die Nachteile liegen in den sehr hohen Entwicklungs- undFertigungskosten, welche sich bei kundenspezifischen Steckverbindern in vielen Fällen ergeben. Zudem darf der erhöhte zeitliche Aufwand bei der Entwicklung der individuellen
Steckverbindung nicht außer Acht gelassen werden.

Durch Verpackungsformen wie Stangenmagazine oderauch Blistergurte (Tape & Reel) können die Steckverbinderüber einen Feeder zugeführt und auf der Leiterkarte bestückt
werden. Um das Bestücken auf der Leiterkarte zu erleichtern,werden die meisten Steckverbinder mit einer Bestückungshilfeversehen. Diese Bestückungshilfe wird oft durch eine Venturidüse angesaugt oder durch einen Fingergreifer aufgenommen,um den Steckverbinder an der richtigen Stelle auf der Leiterkarte zu platzieren. Nach dem Lötvorgang wird die Bestückungshilfe von dem Steckverbinder abgezogen und entsorgt.

Fazit
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch die
stetige Miniaturisierung der elektronischen und elektromechanischen Bauteile und der Automatisierung von Fertigungsprozessen kundenspezifische Steckverbinder mehrund mehr an Bedeutung gewinnen. Des Weiteren werden bei
vielen Neuentwicklungen Steckverbinder erst sehr spät mit
eingeplant, wodurch eine standardisierte Lösung meist nicht
mehr genutzt werden kann und ein eigens für die Applikation

Die Stangenmagazine und Blistergurte müssen genau wie
die Bestückungshilfen an den kundenspezifischen Steckverbinder angepasst werden, da zum Beispiel bei einem zu großgewählten Stangenmagazin oder Blistergurt sich die Steckverbinder verschieben und ineinander verhaken könnten.

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Verpackungsoptionen für kundenspezifische Steckverbinder sind für die
Weiterverarbeitung ebenfalls wichtig.

entwickelter Steckverbinder verwendet werden muss. Dabei
müssen nicht nur die geometrischen Maße des Steckverbinders berücksichtigt werden, sondern auch die physikalischen

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Steckverbinder richtig spezifizieren

PERFEKTANGEPASST
Die Einsatzbedingungen für Anwendungen in der
Elektronik werden immer anspruchsvoller. Elektrische
Verbindungs­technik für Signale, Daten und Powernimmt in den Applikationen eine Schlüsselrolle ein.
Daher war es noch nie so wichtig wie heute, den für die
jeweilige Aufgabe am besten geeigneten Steckverbinder
zu spezifizieren, sagt David Phillips, internationaler
Vertriebsleiter der Binder Gruppe
TEX T: David Phillips, Binder
B IL DER: Binder; iStock, Fourleaflover

Bei der Auslegung von Steckverbindern sind grundlegende Entscheidungen zu treffen. Im Mittelpunkt stehen vor allem dieelektrischen und physikalischen Eigenschaften, welche die Produkte zum Einsatz
in einer gegebenen Applikation befähigen.
Neben den Kernparametern Bemessungsstromstärke und -spannung sind es die Anzahl der
Kontakte, der Anschlussquerschnitt, der Grad derSchirmung sowie der erforderliche Schutz vor Umgebungseinflüssen, die einen direkten Einfluss auf die Wahl des Steckverbinders
nehmen. Weitere wichtige Charakteristika sind die Anschluss- unddie Verriegelungstechnik sowie der verfügbare Platz – sowohl innerhalb als auch außerhalb des Produkts. Der folgende kompakte
Leitfaden für Steckverbindungen konzentriert sich auf den Schutzvor äußeren Einflüssen, die Wahl der Kontakte sowie die Anschlussund Verriegelungstechnik.

Überlegungen zur Schutzart
Die in der Umgebung des Steckverbinders zu erwartende Verschmutzung wird in vier Stufen eingeteilt: Der erste Grad, bei dem
keine leitenden Verschmutzungen vorkommen, ist typisch für
das Innere von Geräten. Der zweite Grad umfasst nichtleitende Verschmutzung und temporäre Kondensation,
etwa bei einigen Hausgeräten; der dritte Grad betrifft

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Der ELC wurde für ein breites Spektrum an medizinischen Systemen und mit einem
intuitiven Verriegelungssystem entwickelt.

leitende Verschmutzungen, beispielsweise bei Werkzeugmaschinen. Der vierte
Grad kennzeichnet die dauerhafte leitfähige Verschmutzung, wie sie Staub undWasser in anspruchsvollen Umgebungenverursachen.
Die IEC 60529 klassifiziert den
Schutz gegen äußere Einflüsse wie Staub,
Fremdkörper, Feuchtigkeit und Wasser
sowie gegen Berührung. In der Nomenklatur der sogenannten IP-Schutzarten(International Protection) benennt dieerste Ziffer der IP-Codes (0 bis 6) die
Widerstandsfähigkeit gegen Fremdkörper und Staub sowie Berührung,während die zweite Ziffer (0 bis 9K) die
Widerstandsfähigkeit gegen Wasser angibt. In der Regel sind Industriesteckverbinder in der Schutzart IP65 undhöher eingestuft, wobei viele Produkte
die Schutzart IP67 gegen zeitweiliges
Untertauchen in Wasser oder die höchste Schutzart IP69K gegen Wasser bei der
Hochdruck- und Dampfstrahlreinigung
aufweisen.

Kontakte und Anschlusstechnik
Kontaktstärke, Federeigenschaften,
elektrische Leitfähigkeit und Betriebstemperatur werden durch die verwendeten Materialien bestimmt. Bei Qualitätskontakten werden Kupferlegierungenfür die Kontakte – Messing für die Stiftund Zinnbronze für die Buchsenkontakte – verwendet, da diese Werkstoffe eine
gute Festigkeit, Leitfähigkeit und Temperaturstabilität bewirken. Darüber hinaus bieten vergoldete oder versilberte
Kontakte ein hohes Maß an Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit,
und sie halten mehr als 500 Steckvorgängen stand.
Auch die Art des Kabelanschlusses ist sorgfältig zu überdenken; sie hängt im Wesentlichen von der Art und Weise derAnwendung und den Produktionsmengen ab. Lötanschlüsse bieten zwar die sicherste Verbindung mit den besten elektrischen
Eigenschaften, erfordern aber geschultes Personal. Das Crimpverbindungenstehen für eine schnelle und einfacheMethode, erfordern aber teure und empfindliche Crimpwerkzeuge. Für die Verdrahtung vor Ort bietet die Schraubverbindung die beste Lösung.

Snap-in- und Bajonett-Steckverbinder der Serien 620, 720 und 770 sind für viele
medizinische Anwendungen gut geeignet.

Steckverbinder-Materialien
Während viele Steckverbinder zugunsten ihrer Festigkeit aus Messing
hergestellt werden, verwendet man zur
Kosten- und Gewichtsreduzierung häufig Zinkdruckguss oder eine Aluminiumlegierung. Der Trend geht heute zu
kostengünstigen, leichten und robusten
Vollkunststoff-Steckern wie den Serien
620, 720 und 770 von Binder. Hier ist Polyamid der bevorzugte Werkstoff ist, daes zäh, abriebfest sowie lösungsmittelund bis 120 °C temperaturbeständig ist.

Auswahl der Verschlussart
Die Häufigkeit des Steckvorgangs
und die IP-Anforderungen sind entscheidend für die Wahl der Verschlusstechnik. Steckverbinder mit Rastverriegelung (Snap-in-Technik) ermöglichen
ein schnelles und einfaches Stecken; siesind im Allgemeinen die kostengünstigste Lösung. Dank jüngster Weiterentwicklungen können sie jetzt bis zur
Schutzart IP67 eingestuft werden undbieten somit eine wirtschaftliche HighPerformance-Lösung. Bajonettstecker
gewährleisten eine Verbindung mit größerer Sicherheit, sind aber in der Regel
konstruktionsbedingt auf die Schutzart
IP40 beschränkt.

Push-Pull-Steckverbinder aus Metall
hingegen können teuer sein; der Trend
zu Kunststoffversionen hat jedoch zur
Kostensenkung beigetragen. Sie bieten
insgesamt eine schnell steckbare IP67Verbindungslösung mit einem Schutz
gegen versehentliches Lösen.

[Click & Safe]

Steckverbinder mit Schraubverriegelung schützen unter allen Alternativen
am besten gegen versehentliches Lösen
der Verbindung. Auch ein sehr hoher
IP-Schutzgrad ist damit erreichbar. Siesind aber im Allgemeinen die teuerste
Art von Steckverbindern, insbesondere
in Metallausführung.

Fazit: Die beste Komponente
Der Steckverbinder wird oft als Nachtrag zum Applikationsdesign betrachtet,
ist aber eine sehr wichtige Schlüsselkomponente in jedem System. Ein Steckverbinder zu finden, der passenden Größe,
der die richtigen elektrischen Eigenschaften aufweist und für die betreffende Anwendung die bestgeeignete Anschlussund Verriegelungstechnik verwendet
sowie den erforderlichen Schutz bietet,
ist eine Herausforderung. Ist der Steckverbinder aber gefunden, optimiert dieser die
Leistung eines jeden Systems und trägt zu
dessen Kosteneffizienz bei. ☐PushPull ist rundum sicher
bei Montage und Einsatz.

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Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine

Haptisches Feedback bitte
Haptisches Feedback, also die Fähigkeit, durch einfaches Berühren zu kommunizieren, wird im
Fahrzeugdesign immer wichtiger. Das Zeitalter von konventionellen Schaltern, Knöpfen und
Tasten neigt sich dem Ende zu, Komponenten wie Flachbildschirme nehmen ihren Platz ein.
TEX T: Andreas Minatti, Dätwyler BIL D ER: Dätwyler; iStock, VasjaKoman

Eine Herausforderung für die Automobilbauer gibt es aktuell noch: Fahrer*innen schenken den traditionellen
Alternativen bei der Bedienung mehr
Vertrauen. Denn wird ein Schalter odereine Taste betätigt, vermittelt ein hörbares "Klick" oder die spürbare Bewegungdes Bedienelements das Gefühl, dass
der Befehl ausgeführt wurde. Ein digitales Display bietet nicht dasselbe Maßan Rückmeldung, kann aber durch haptische Komponenten, die einen Impuls
oder eine Vibration auslösen, den Fahrenden ebenfalls fühlen lassen, dass ein
Befehl empfangen wurde.
Natürlich ist der Einsatz haptischer
Technologien nicht auf das Armaturenbrett beschränkt. Bei Dätwyler beschäftigt sich ein spezielles Ideenteam mit
einer Reihe von innovativen Projekten,
die alle die Vorteile des sogenannten"Customized Haptic Feedbacks" nutzen.
So ist es beispielsweise beim Lenkrad
keine Neuigkeit, dass es vibriert, wenndas Fahrzeug beginnt, von der Spur abzuweichen. Neu wäre, wenn das Lenkrad für verschiedene Situationen unterschiedliche Signale abgibt - etwa einen
Impuls für das Abbiegen nach links oderrechts, der vom Navigationssystem initiiert wird. Die Fähigkeit, intelligente
Materialien über elektronische Steuereinheiten zu kontrollieren, macht dieseAnpassung möglich, da Elemente wie die
Frequenz, die Amplitude und die Formdes Impulses umfassend modifiziert
werden können, was eine Vielzahl vonOptionen bietet, um die Funktionalität
innerhalb eines Fahrzeugs zu erweitern.
Auch der Fahrersitz könnte mit
dem Navigationssystem gekoppelt werden und vibrieren oder pulsieren,wenn ein Abbiegen bevorsteht,
wodurch eine entsprechende Sprachrückmeldungüberflüssig wird. Ebenfalls lässt sich das
Sicherheitsniveau
eines Fahrzeugs
steigern. So könnte es etwa überverschiedene Parameter überwachen, ob
der Fahrer
dem Schlaf
sehr naheist, und einsehr deutlich stärkeres haptisches
Signal absetzen. Die
Möglichkeiten, den
Fahrprozess positiv zu
beeinflussen, sind also
vielfältig. Betrachtet man
diese Schnittstelle zwischen
Mensch und Maschine genauer, wird deutlich, dass individuelle

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haptische Rückmeldungen sehr variabel mit anderen kritischen Funktionen
innerhalb eines Fahrzeugs kombiniert
werden können.

Schaumal!

Das Prinzip des haptischen
Feedbacks ist aus dem
gesamten Automobilbereich
nicht mehr wegzudenken.

Beispiele liefert die Verwendung
elektroaktiver Polymere (EAP), die zur
Herstellung eines gestapelten Aktors
verwendet werden. Die Technologie basiert auf Kleinkondensatoren in einem
Dreischichtsystem, bestehend aus zwei
Elektroden aus leitfähigen Materialien
und einem dazwischen liegenden
weichen elektroaktiven Polymer.
Beim Anlegen einer Spannung an den Kondensator
bewegen sich die Oberflächenelektroden aufeinander zu, wodurch
das Polymer komprimiert wird undsomit eine geringe
axiale Bewegung
entsteht. Diesewerden dannals Stapel erstellt, um eine
weitere axiale Bewegung
zu ermöglichen. Wenn
Spannung angelegt wird, kannder Aktor direkt inpraktisch jedes Bauteil
integriert werden, das eine Betätigung erfordert,ohne dass ein zusätzlicher
Motor oder ein Getriebe erforderlich sind.

Das Einsatzspektrum für EAP ist
breit gefächert. Zum einen kann es als
linearer Aktor fungieren, der einen
konventionellen mechanischen Antrieb
wie beispielsweise einen Motor oderein Spulensystem ersetzt. Zum anderenkann das elektroaktive Polymer eine
haptische Rückmeldung an der Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine
geben. Und im ergonomischen Bereichkann ein EAP zur Formveränderung vonTasten eingesetzt werden, was direkt zur
Sicherheit und einer intuitiven Bedienbarkeit beiträgt. Dies betrifft jedoch nur
den Betätigungsanteil eines EAPs, in Bezug auf die Sensorik ergeben sich weitere
Möglichkeiten. Wird ein gestapelter Aktor zum Beispiel Druck ausgesetzt, kanndie Leistungsänderung als Sensor oder
Taster genutzt werden. Und als wäre das
nicht genug, können beide Funktionen
nahtlos zusammen zum Einsatz kommen, was den potenziellen Einsatzbereich weiter vergrößert.
Das Prinzip des haptischen Feedbacks beweist, dass es an Innovationen
im Automobilbereich nicht fehlt und
es den Übergang zur neuen Mobilität
unterstützen kann. Die Beziehung zwischen Fahrer*in und Fahrzeug wird immer enger, und intelligente Materialiensind als Bindeglied der Schlüssel, um
immer fortschrittlichere Funktionalität
und letztlich ein sichereres, komfortableres Fahrerlebnis zu realisieren. ☐29

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Optimale Bedienkonzepte und Benutzeroberflächen für HMI

AUS DER SICHTWEISE EINES ANWENDERS
Ein schlecht designtes Consumergerät ist nervig, aber keine Katastrophe. Eine industrielle
Anlage, deren Steuerung zu Fehlbedienungen einlädt, dagegen schon. Die Kombination aus
neuer Digitaltechnik und wachsenden Anforderungen der Anwender erfordern zukunftsweisende Bedienkonzepte und Benutzeroberflächen. Eine gute User Experience entsteht
jedoch nicht von allein – sie ist das Ergebnis gezielter Planung und methodischer Arbeit.
TEX T: Michaela Wilhelm, In-tech

BILD ER: In-Tech; iStock, Lan Zhang

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Ein schlecht designtes Consumergerät
ist nervig, aber keine Katastrophe.

Wenn Maschinenbauer und externe Anwendungs-Entwickler
zusammenkommen, dann treffen manchmal völlig verschiedene
Welten aufeinander. Für letzteren ist „Form follows Function“eine schweißtreibende Herausforderung, die hart erarbeitet werden muss. Für manche Auftraggeber ist es dagegen scheinbar ein
Naturgesetz, denn nach deren Meinung genügt es, eine Software
nach funktionalen Gesichtspunkten zu entwickeln – die ansprechende Bedienoberfläche ergibt sich dann mehr oder minder
zwangsläufig von selbst. Andere Hersteller dagegen haben bereitserkannt, dass ihre bisherigen Entwicklungen den Usability-Anforderungen ihrer Kunden nicht mehr genügen. Sie suchen deshalb gezielt nach externer Unterstützung bei der Entwicklung
neuer Bedienoberflächen.
Ein Aspekt sind häufigere interne Abstimmungen zwischen
Kunde und Hersteller, die dafür sorgen, dass die Entwicklung enger am gewünschten Ergebnis ausgerichtet wird. Dies ist Teil deragilen Arbeitsweise gemäß SCRUM, nach der alle zwei bis drei
Wochen Zwischenergebnisse oder Demos vorgestellt werden, dieder Kunden bewertet und freigibt oder in die Überarbeitungsschleife schickt. So wird keine Zeit verschwendet, wenn die Entwicklung nicht gemäß den Vorstellungen des Kunden verläuft,und auch unproduktive Diskussionen zum Ende des Projekts
werden vermieden.
Ein weiterer wichtiger Faktor ist jedoch der höhere Einfluss
der eigenen User-Experience- (UX) und User-Interface-Designer(UI). Denn deren Aufgabe ist es, schon früh im Projekt die Machbarkeit des Bedienkonzepts auf den Prüfstand zu stellen. Externen Agenturen fehlt häufig das technische Verständnis oder das
notwendige Domänenwissen. Sie fokussieren sich dagegen häufig
eher auf die ästhetische Gestaltung der Bedienoberfläche.

Innere Werte zählen
Mit diesem „Skinning“, also dem alleinigen Fokus auf ein ansprechendes Äußeres, berauben sich Hersteller eines wichtigen

Wettbewerbsvorteils. Ein ausgefeiltes Bedienkonzept verleiht
einer Maschine eine unverwechselbare Persönlichkeit, die dazu
passende Benutzerschnittstelle ergänzt sie um ein angemessenes
Erscheinungsbild. Exklusivere, besondere Konzepte schaffen Differenzierungspotenziale, die beim Anwender einen bleibenden
Eindruck hinterlassen. Denn dem geht es weniger darum, ob eine
Bedienoberfläche „hübsch“ anzusehen ist. An erster Stelle stehen
für ihn Aspekte der User Experience: Ist das Gerät oder die Maschine intuitiv bedienbar (Usability)? Werden unnötige Aktionen
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16.09.2021

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Eine gute User Experience entsteht nicht
von allein – sie ist das Ergebnis gezielter
Planung und methodischer Arbeit.

vermieden? Sorgen Aufbau und Gestaltung für zuverlässiges,
fehlerfreies Funktionieren? Welche Bedien-Schnittstellen stehenüberhaupt zur Verfügung?

le spielen. Und auch die Schattenseiten dieser Vielfalt muss ein
UX-Designer bedenken: Für den Anwender muss die Bedienungkonsistent sein, egal ob er die Maschine vor Ort per Touchscreen
bedient oder remote per App.

Wenn das Bedienkonzept Mängel aufweist, drohen Effizienzverluste oder gar Fehlbedienungen. In komplexeren Steuerungenkann dies zum Beispiel auftreten, wenn Beschriftungen fehlenoder zu klein sind, ein Wechsel ins Untermenü nicht zur gewünschten Seite führt oder eine Steueroption an unerwarteter
Stelle implementiert wurde. Die Aufgabe der UX-Experten ist
es, aus Sicht der Anwender zu denken und ein Bedienkonzept zu
entwickeln, das sich im täglichen Einsatz bewährt – ohne viele
Klicks, ohne lange überlegen zu müssen. Hoher Schulungsaufwand und großer Bedarf an Nachschulungen weisen beispielsweise ebenso auf schlechte Usability hin wie ellenlange Handbücher. Konkret messbar ist die Qualität der Usability über die Effektivität (Erhebung der Erfolgsquote), die Effizienz (anhand desVerbrauchs von Ressourcen) und der Zufriedenheit der Anwender (Erfüllung der Bedürfnisse und Erwartungen der Benutzer).

Getrennt davon ist die grafische Gestaltung der Benutzerschnittstelle zu betrachten. Auch die trägt zu einer besseren
Usability bei: Gestalt, Farbe und Position der visuellen Elemente spielen dabei eine Rolle. Ein Notaus-Knopf direkt neben derBestätigungstaste, die zigmal am Tag gedrückt wird, birgt eben
die Gefahr, dass ein versehentliches Abrutschen auf dem Touchscreen zu kostspieligen Konsequenzen führt. Die Aufgabe der
UI-Designer ist es daher, über die visuelle Gestaltung mit dem
Nutzer zu kommunizieren und seine Aufmerksamkeit zu lenken.
So leisten sie ebenfalls einen wichtigen Beitrag zur effizienten Bedienbarkeit.

Strukturiertes Vorgehensmodell
Um eine gute User Experience und Usability zu erreichen, bedarf es eines strukturierten Prozesses. Deshalb sindbereits bei der Initialisierung und Planung des Gesamtprojektes die Usability-Experten involviert. Sie entscheiden anhand von Projektzielen sowie dem zur Verfügung stehenden Zeit- und Kostenbudget mit darüber, welche Methodenzum Einsatz kommen und wie der Zeitplan gestaltet wird.
Hier empfiehlt sich ein Vorgehensmodell, welches von Anfang an
die Bereiche UX- und Software-Technologie mit einbezieht. Im
Rahmen dieser „Check“-Phase werden in strukturierten Workshops verschiedene Aspekte des Systems beleuchtet, beginnend
mit Anforderungen, über bestehende Software-Architekturen bis
hin zu den Anwendern und deren Aufgaben.

Stellenwert von UX und UI
Das klassische HMI genügt den Kunden heute meist
nicht mehr, angesichts der Breite der technischen Möglichkeiten. Die internen Entwickler stoßen dabei immer wieder an ihre Grenzen. Schon der festinstallierte Screen an derMaschine bietet heute viel mehr Optionen: Vom einfachen
Touch-Screen bis zum Multi-Touch-Display, das auch Gesten
versteht, selbst wenn man mit Schutzhandschuhen arbeitet.
Ein solches Bedienkonzept lässt sich zwar auf Tablets und Smartphones übertragen. Doch unterschiedliche Displaygrößen undSeitenformate stellen weitere Hürden dar, die es zu überwinden
gilt. Alternativen wie Sprachsteuerung oder Bewegungserkennung – beispielsweise in Verbindung mit Virtual Reality (VR)oder Augmented Reality (AR) – sind ebenfalls gefragte Optionen,
die heute bei der Entwicklung eines Bedienkonzeptes eine Rol-Nach den Workshops schließt sich eine Analysephase an, in
der neben technischen Anforderungen die Frage der Nutzer geklärt wird: wo und wie arbeiten sie, was sind die konkreten Auf-

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gaben und Ziele ihrer Tätigkeit, welche Skills sind vorhanden,aber auch Sprache, kulturelle Voraussetzungen oder bestehende
Probleme sind Aspekte dieser Analyse. Was in klassischen Anforderungskatalogen nur schwer abzubilden ist, sind die alltäglichen Workflows der Anwender – gerade diese benötigen eine genaue Analyse, um eine intuitive Bedienbarkeit zu gewährleisten.
Ebenso werden die Wünsche der Stakeholder abgefragt, die zum
Teil über die eigentliche Anwendung hinausreichen – etwa, sichein bestimmtes Image im Kundenkreis zu verschaffen. Unter Umständen ist der Kreis der Stakeholder sehr groß, sodass zwischen
widerstrebenden Interessen vermittelt werden muss, um ein gemeinsames Ziel zu entwickeln.

Umsetzungsphase
Danach beginnt die Erstellung der Gestaltlösung, zunächst
mit Wireframes und Low-fidelity-Prototypen, um bereits in einer
sehr frühen Phase erste Anwendertests etwa mit Klick-Dummys
durchführen zu können.
Parallel startet ein Software-Team bereits mit grundlegenden
Vorbereitungen, die noch unabhängig sind von der Bedienoberfläche. Industrielle Anlagen werden im Gegensatz zu Consumergeräten über viele Jahre betrieben, deshalb kommt der Auswahl
der Technologien und Frameworks eine entscheidende Bedeutung zu, damit die Lösung über viele Jahre wartbar und erweiterbar bleibt. Gerade bei beschränkten Hardwareressourcen können
Performance-Probleme bei der Bedienung ansonsten zu schlechter UX führen. Dieser Umstand muss bei der Erstellung der Software-Architektur von Beginn an berücksichtigt werden, da sonst
enormer Mehraufwand bei der Nachbearbeitung entsteht.

Im Verlauf des iterativen Entwicklungsprozesses werden zunächst die großen Linien festgelegt, dann immer mehr Details
und Spezialfälle hinzugefügt, bis das Gesamtkonzept mit allen
festgelegten Anforderungen steht, das von den Software-Entwicklern zügig umgesetzt werden kann. Bleibt es den Programmierern überlassen, ein Bedienkonzept zu entwickeln, verlängert
sich nicht nur die Projektzeit – im schlimmsten Fall geht die finale Lösung an den Anforderungen der Nutzer vorbei. Ein Beispiel:
Die Software-Entwickler nahmen im Rahmen eines Projektes aneiner Anwenderschulung teil. Sie sollten eine neue Bedienoberfläche für ein Messgerät erstellen und machten sich zunächst mit
der bisherigen Software vertraut. Dabei zeigte sich das Problem:
Die Programmierer kamen zwar mit der bisherigen Benutzeroberfläche sehr gut klar. Die eigentlichen Anwender, ausgebildete
Elektriker, konnten die Geräte dagegen nicht fehlerfrei bedienen.

Best Practices kultiviert
Bei der Entwicklung individueller Lösungen und innovativer
Konzepte können Software-Entwickler, UX- und UI-Designer
grundsätzlich auf langjährige Erfahrungen zurückgreifen. Die
breite Branchenkompetenz ermöglicht es, Best Practices, innovative Ideen und Konzepte in andere Industriezweige zu übertragenund dort zu neuartigen Lösungen zu finden.
Wenn das Ergebnis der Lösung steht und alle Kundenwünsche vollends erfüllt sind, dann vergisst der ein oder andere Auftraggeber doch wieder, in wie vielen einzelnen Schritten dieses
Ziel erreicht worden ist. Der eine oder andere Produktentwickler
kommt dann ins Nachdenken und fragt sich, ob „Form follows
function“ nicht vielleicht doch den Naturgesetzen folgt. ☐Quality

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ZETag - Hohe Leistung, niedriger Stromverbrauch
und geringe Abmessungen

ZETA-LPWAN-Standardkommt
Der ZETA-LPWAN-Standard ermöglicht Langstreckenkommunikation mit niedrigem Stromverbrauch für IoT-Anwendungen. Mit dem Multi-Hop-Kommunikationsformat ist es möglich, auchin kritischen Umgebungen, wo Funkwellen im Vergleich zu anderen Standards schwer zu erreichen sind, eine sichere und zuverlässige Kommunikationsinfrastruktur aufzubauen.
TEXT: Socionext BI LD: iStock, Olegsnow

Mit ZETA macht sich in Europa ein neuer LPWA-basierter (Low Power Wide Area) Kommunikationsstandard auf den
Weg, den IoT-Markt zu revolutionieren. Die in Japan, China
und Südostasien bereits etablierte Technologie ist durch sein
briefmarkengroßes Device, dem sogenannten ZETag, populär
geworden. Dieser erweitert die IoT-Anwendungsfälle in Bereichen wie zum Beispiel der Maschinenüberwachung, der Gebäudeautomation oder der Logistik zum Beispiel das Tracken
kleiner Objekte und darüber hinaus.

300 mitgliederstarken ZETA-Alliance zusammengeschlossen
und gemeinsam ein neues ZETag-Device, das auch als Cloud
Tag bezeichnet wird, entwickelt.
Der ZETag baut auf der ZETA-G-Kommunikationstechnologie von ZETA LPWA und unterstützt im innovativen Chipdesign (SC1330) von Socionext eine Signalverarbeitungseinheit, die nach der "Advanced M-FSK"-Modulationsmethodeder nächsten Generation im 400 bis 950 MHz Frequenzband
bei eine Kanalbandbreite von 2,0 kHz von arbeitet. Zudem enthält das System zusätzliche Schaltkreise einschließlich einer
32-Bit-RISC-V CPU und verschiedene Schnittstellen, die allein einem einzigen Chip untergebracht sind, um eine geringe
Größe und hohe Funktionalität zu erreichen. Die Funkleistungdes ZETag lässt sich von 100 Bit/s bis 250 KBit/s skalieren.

ZETA-LPWA ermöglicht eine Kommunikation über große
Entfernungen bei geringem Stromverbrauch. Zudem erlaubt
das Multi-Hop-Kommunikationsformat den Aufbau einer
Mesh-fähigen Mehrkanal-Kommunikationsinfrastruktur auchin kritischen Umgebungen wie Gebirgsregionen und in Industrieinnenräumen, wo Funkwellen schwieriger zu verarbeiten sind und andere Standards wie LoRa, Sigfox oder NB-IoT
schnell an ihre Grenzen stoßen.

Mit seiner verbesserten Fehlertoleranz und der hohen Effizienz bei der Nutzung der Funkwellen kann ZETag bei gleicher
Empfangsempfindlichkeit (-140 dBm) eine circa dreimal höhere Kommunikationsgeschwindigkeit als typische LPWANMethoden erreichen. Bei gleicher Kommunikationsgeschwindigkeit verbessert sich die Empfangsempfindlichkeit um bis zu
5,3 dBm. Zusätzlich ermöglicht das System eine sichere Kommunikation über eine Entfernung von 3 bis bis 5 km mit einem
Objekt, das sich mit 120 km/h bewegt.

Die ZETA-Netzarchitektur lässt gegenüber vergleichbaren
Technologien deutlich preiswerter aufbauen und besteht aus
drahtlosen Terminals, die mit den Sensoren verbunden sind,einem Mesh-Zugangsnetz, das sich durch ZETA-Repeater
selbst organisiert und weiteren Zugangspunkten für standortübergreifende Verbindungen. Ein zentraler ZETA-Serverübernimmt die Systemsteuerung, Verbindungsüberwachungund die gesamte Geräteverwaltung.

Socionext wird die Entwicklung von ZETA-Chips konsequent fortsetzen und entwickelt derzeit Chips der nächsten
Generation, die dann auch eine zuverlässige Zwei-Wege-Kommunikation per ZETA-Standard unterstützen. ☐Aktuell haben sich die drei bekannten Technologieunternehmen Socionext, ZiFiSense und Techsor aus der mehr als

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INDUSTR.com

Interview mit Yvon Rannou von Socionext

ZETA LPWAN
revolutioniert das IoT
Immer mehr Unternehmen setzen auf die Vernetzung ihrer
IoT-Geräte - von kleinen Sensoren bis hin zu komplexen
Industriemaschinen. Herkömmliche Funkstandards stoßen dabei schnell an ihre Grenzen. Gefragt sind daher neue
Funktechnologien wie ZETA LPWAN (Low-Power Wide-Area
Network), die auf Basis von Advanced M-FSK arbeiten undeine schnelle und sichere Datenkommunikation über große Entfernungen ermöglichen.
DA S I NT E RVIE W FÜ HRT E : Bernhard Haluschak, E&E

BIL D ER: Socionext

Socionext hat den Next Generation ZETA-LPWAN-Kommunikationsstandard
in Zusammenarbeit mit ZiFiSense undTechsor entwickelt. Wie kam es zu dieser
Zusammenarbeit?
Ursprünglich wurde der ZETA-LPWANKommunikationsstandard von ZiFiSense
definiert und entwickelt. Der ZETA-Standard unterstützt heute drei Protokolle:
ZETA-G, ZETA-S und ZETA-P, die verschiedene Kommunikationsanwendungenadressieren. Socionext hat mit ZiFiSense
und Techsor bei der Spezifikation neuer
SoCs (System on Chips) zur Unterstützung des ZETA-Standards zusammengearbeitet. Das Ziel des Unternehmens ist
es, spezielle SoC-Lösungen für den ZETag-Markt zu entwickeln und anzubieten.
ZETag ist ein IoT-Tag-Produkt, das das
ZETA-G-Protokoll, eine Untermenge des
ZETA-Standards, verwendet. Das ZETagSystem zeichnet sich besonders durch
niedrige Kosten, geringen Stromverbrauch
und eine sichere Kommunikation überlange Strecken aus. Manchmal wird ZETag auch als Cloud Tag bezeichnet und ist
typischerweise ein sehr einfaches Produkt
für Cloud-Konnektivität. Während dieser
ersten Entwicklungsphase arbeiteten die
drei Unternehmen eng zusammen, um

den Standard zu überarbeiten und die
Leistung von ZETA LPWAN zu verbessern
sowie die Vision von weltweiten LPWAN
2.0 zu unterstützen.
Können Sie kurz die technologischen
Grundlagen der ZETA-Technologie erläutern?
Wie bereits erwähnt, wurde die ZETATechnologie von ZiFiSense spezifiziert und
ist Teil des globalen LPWAN-Standards(Low Power Wide Area Network), der für
IoT-Anwendungen geeignet ist. Der ZETA-Standard nutzt ISM-Bänder im SubGHz-Bereich, die auch als unlizenzierte
Bänder bezeichnet werden, und setzt mehrere Ultra-Narrow-Band-Kanäle (UNB)
ein, um eine breite Gebietsabdeckung undeine tiefe Signalpenetration zu gewährleisten. ZETA bietet bidirektionale Kommunikation, hohe Empfangsempfindlichkeit
und eine Multi-Hop-Topologie mit geringem Stromverbrauch. Dies schafft Vorteile
gegenüber anderen LPWAN-Standards,
bei denen die Ausbreitung der Funkwellen
unter bestimmten Bedingungen gestört
wird. Der ZETA-Standard ist auch das erste Kommunikationsprotokoll, das eng mit
Edge Computing gekoppelt ist. So kannein Sensor mit ZETA-Protokoll zu einem

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INDUSTR.com"intelligenten LPWAN-Frontend" aufgerüstet werden, und dieser Sensor ist dannin der Lage, unterschiedliche lokale Daten
sofort zu verarbeiten, um die Latenzzeit zu
reduzieren und die Netzwerkbandbreite zu
optimieren.
ZETA-LPWAN basiert auf der "Advanced
M-FSK Modulation". Können Sie diese
Modulationstechnologie (auch im Vergleich zu 2-FSK) näher erläutern?
Sicher, der neueste ZETA-Standard profitiert von Multi-Frequency Shift Keying,
Advanced M-FSK-Modulation genannt,
und bietet viele Vorteile im Vergleich zum
herkömmlichen ZETA-Standard, der auf
2-FSK-Modulation basiert. Eine 2-FSKModulation wandelt nur ein Bit auf einmalum, eine 4-FSK (M=4) wandelt zwei Bits
auf einmal um, eine 8-FSK (M=8) liefert
drei Bits auf einmal und so weiter. Diese
Modulationstechnik erhöht die Datenrate
und ermöglicht die Datenkommunikation mit einer höheren Bitrate bei besserer
Skalierbarkeit. Die "Advanced M-FSKModulationsmethode" verwendet einemehrstufige Modulation wie z. B. 64-FSK
und verbessert auf diese Art die Kommunikationsgeschwindigkeit. So erreicht
die Advanced M-FSK eine bis zu 20-mal

P R O M OT I O N | M I T T E N D R I N

Die ZETA-Infrastruktur im Überblick.

schnellere Übertragungsrate, verbessert
die Rauschempfindlichkeit um 10 dB undermöglicht eine störsichere Kommunikation mit mobilen Objekten. Auf diese
Weise können wir Objektbewegungen bis
zu einer Geschwindigkeit von 120 km pro
Stunde in einer Entfernung von 3 bis 5 km
verfolgen. Und schließlich ist die Advanced M-FSK auch rückwärtskompatibel
zu bestehenden ZETA-Geräten, die die
2-FSK-Modulation unterstützen.
Wie unterscheidet sich die ZETA-Technologie von vergleichbaren LPWAN
Standards wie LoRaWAN, Sigfox oder
Narrowband IoT?
Innerhalb des LPWAN-Standards gibt es
zwei Gruppen: das lizenzierte Spektrum
mit NB-IoT und das unlizenzierte Spektrum mit LoRa, Sigfox und ZETA, diefreie Frequenzbänder nutzen und für die
keine Lizenzgebühren erhoben werden.
LoRa und NB-IoT sind inzwischen gut
etablierte LPWAN-Technologien. ZETA
ist aber auf dem Vormarsch und in einigen asiatischen Ländern wie China sehrbeliebt. Alle LPWAN-Standards sind auf
einen geringen Stromverbrauch ausgelegt,
allerdings ist ZETA im Hinblick auf den
Energieverbrauch am besten optimiert.
Wenn wir einen Blick in das unlizenzierte Spektrum werfen, ermöglichen LoRaund ZETA eine bidirektionale Kommunikation. Sie haben zudem im Vergleich zu
Sigfox die größte Bandbreite mit einer ho-

hen Datenrate. Ein weiterer wesentlicher
Unterschied ist die Netzwerkinfrastruktur:
Die LoRa- und ZETA-Technologie kannüber ein privates Netz oder einen öffentlichen Netzbetreiber eingesetzt werden, je
nach Länderabdeckung. Sigfox hingegen
ist nur von der Abdeckung durch ein öffentliches Netz abhängig, wofür Abonnementgebühren anfallen. Schließlich ist
ZETA auch das erste LPWAN, das ein verteiltes Mesh-Netzwerk mit erweiterter MFSK-Modulation im Ultra-Narrow-Band(UNB) unterstützt und Mehrkanal-Kommunikation ermöglicht. In Bezug auf den
Empfang bietet ZETA mit einer Verbesserung von 5 dB gegenüber LoRa die höchste
Empfindlichkeit.
Was sind die wichtigsten technologischen
Vorteile der neuen ZETag-Funktechnologie in Bezug auf Geschwindigkeit, Reichweite, Sicherheit oder Energieverbrauch?
Lassen Sie uns zunächst einige wichtige
technologische Vorteile von ZETag erörtern: ZETag bietet eine hohe Reichweite von bis zu 3 km und einen Stromverbrauch im Mikroamperebereich, was einelange Lebensdauer von bis zu 5 Jahren ermöglicht. Mit einem Kostenaufwand von
1/3 bis 1/10 einer ähnlichen Technologie
kann ZETag als Ultra-Low-Cost-Technologie bezeichnet werden. Sie bietet einehohe Übertragungskapazität, bis zu 60mal mehr als vergleichbare Technologien,und ermöglicht eine störungsfreie Kom-

36

INDUSTR.com

munikation bei einer Geschwindigkeit vonbis zu 120 km pro Stunde in einem Umkreis von 3 bis 5 km bei sich bewegenden
Objekten.
Für welche industriellen und nicht-industriellen Anwendungen ist die "NextGeneration ZETA-LPWAN-Technology"
besonders gut geeignet?
LPWAN-Technologien werden bereits
weltweit eingesetzt und haben ein gutes
Potenzial für eine Vielzahl von Anwendungen im Internet der Dinge (IoT) und
Machine-to-Machine (M2M) gezeigt, insbesondere in problematischen Umgebungen in Bezug auf Funkkommunikation.
Insgesamt ist die ZETA-Technologie für
ein breites Spektrum intelligenter Anwendungen geeignet, darunter Umweltüberwachung, intelligente Gebäude, intelligente Städte, Industrieautomatisierung undintelligente Fertigung und Medizin sowie
intelligente Landwirtschaft und so weiter.
Und nun zu ZETag. ZETag widmet sichden IoT-Tag-Produkten, die die ZETATechnologie nutzen, und unterstützt viele
Anwendungen im Bereich von: Asset Management zur Optimierung der Nutzung
von Paletten, Kisten, intelligenten Containern. Schutz und Verfolgung zur Sicherstellung der Echtzeitverfolgung und Überwachung des Status von Waren während
des Transports, z. B. in der Kühlkette. Und
der letzte Punkt ist die Logistik, um die
rechtzeitige Überwachung von Waren zu

Die Funktionsbausteine eines
ZETA-basierten SoC ZETag.

gewährleisten und die Transporteffizienz
zu verbessern.
Die ZETA Alliance besteht heute aus
mehr als 300 Unternehmen weltweit, die
gemeinsam den Einsatz und die Nutzung
von ZETA fördern. In Asien hat sich die
ZETA-Technologie bereits durchgesetzt.
Was erwarten Sie für Europa?
Die ZETA Alliance ist eine globale Allianz, die den ZETA-LPWAN-Standard füreine breite Palette von IoT-Lösungen auf
der Grundlage der Advanced M-FSK-Modulationstechnologie fördern will. Europa
ist die vierte Region, die nach China, Japan und Südostasien gegründet wurde. Im
Moment sind ZiFiSense und das ZETAProtokoll in Europa noch wenig bekannt,
aber die neue ZETA-Alliance Europe wirdvon den erfolgreichen Implementierungenin China profitieren, insbesondere in den
Bereichen intelligente Logistik und Asset
Tracking und sich schnell etablieren. Anfang 2021 war die ZiFiSense-Partnerschaft
mit Sensing Labs in Frankreich ein erster
Schritt zur Einführung der ZETA-Alliancein ganz Europa. IoT-Akteure, Siliziumhersteller und Distributoren sind nun
eingeladen, sich der technologischen undkommerziellen Zusammenarbeit der derzeit 300 Mitglieder in der Allianz anzuschließen, um das neue Modell von LPWA
2.0 - Pervasive IoT - erfolgreich einzusetzen. Sensing Labs in Frankreich hat bereitsbegonnen, anwenderspezifische Lösungenauf der Basis von ZETA und ZETag zu entwickeln und zu vertreiben. Socionext wird
der ZETA-Alliance Europe ebenfalls beitreten, um an dieser Dynamik teilzuhabenbeziehungsweise diese voranzutreiben.
Welche Produkte bietet beziehungsweise
entwickelt Socionext derzeit nach dem
neuen ZETA-Standard?
Socionext entwickelt aktuell neue Produkte für ZETag, das ist eine neue Generation
von Cloud-Tags, die das ZETA-Kommunikationsprotokoll nutzen. Das erste Produkt ist der SC1330-Baustein, der eine Signalverarbeitungseinheit enthält, die "Advanced M-FSK"-Modulation unterstützt.
Außerdem verfügt der Chip über einen
RISC-V 32 bit CPU-Kern und eingebettete
Speicher inklusive zahlreiche Schnittstellen. Dieses neue Produkt bietet eine hohe
Integration, passt in ein QFN24-Gehäuse(4 x 4 mm) und unterstützt Einwegkommunikation (Up-Link). Außerdem wird
durch die Verringerung der Größe und die
Anzahl der für Tag-Produkte benötigten
Komponenten dazu beitragen, die Stücklistenkosten zu senken und die Qualität
und Zuverlässigkeit zu verbessern. Socionext hat den SC1330 -Chip im Oktober
2021 angekündigt und plant den Beginn
der Serienproduktion für Mitte 2022.
Wie unterstützen Sie Kunden, die dieneue ZETA-Technologie in ihr Unternehmen integrieren wollen?

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Um die Evaluierung und das Design desneuen ZETag SoC SC1330 zu erleichtern,bereitet Socionext ein Ökosystem mit Evaluierungsboards, Referenzdesigns und ZETag-Protokoll-Firmware für die Kundenvor. Für spezielle Anforderungen wie dedizierte ZETag-Module oder ZETag-Firmware-Updates arbeiten wir mit Partnern
zusammen, um unsere Supportkapazitäten und das ZETA-Ökosystem ständig zu
erweitern.
Was sind die weiteren Pläne und Ziele
von Socionext in Bezug auf die ZETATechnologie?
Socionext hat langjährige Erfahrung inder Unterstützung verschiedener drahtloser Kommunikationsstandards, die auf
RF-CMOS-Technologien basieren, um
eine große Bandbreite von Anwendungen
wie Radarsensoren, SubGig-Kommunikation, Satelliten, Rundfunk oder RF-Medizin zu adressieren. Wir sehen bei der
IoT-Kommunikation mit LPWAN großes
Potenzial und wir werden unser Angebot
diesbezüglich ständig erweitern, um das
ZETA-Protokoll auf verschiedene Weisezu unterstützen, etwa mit SoCs der nächsten Generation mit bidirektionaler Kommunikation für verschiedene ZETA-Produktreihen einschließlich Advanced MFSK-Modulation. Zudem sind wir in derLage, auch diverse LPWAN-Hybrid-SoCs
und kundenspezifische SoC-Bausteine mit
ZETA-Protokoll zu entwickeln. ☐E-Mobility

Renaissance derFolienkondensatoren
Mit den hohen Strömen bei hohen Spannungslevels in Elektro- undHybrid-Fahrzeugen erleben Folienkondensatoren aktuell eine Renaissance.
Kundenspezifische Formen nutzen den gegebenen Platz effizient, neuere
Generationen zeigen sich zudem besonders robust.
TEX T: Marcel Fritz und Christian Kasper, Rutronik

BILD ER: Rutronik; iStock, berya113

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INDUSTR.com

B A U E L E M E N T E & E L E K T R O M E C H A N I K

Die Vishay FRI-Caps (F340) halten als
THB-Typ Grade III B, für 1.000 Stunden
85 °C und 85 Prozent relativer
Luftfeuchtigkeit stand.

Folienkondensatoren basieren auf
einer der ältesten und damit bewährtesten Kondensatortechnologien. Da sieaber schwerer und größer sind als andere
Kondensator-Typen, kamen sie für Automotive-Anwendungen lange Zeit nicht inFrage. Folienkondensatoren in elektronischen Schaltungen zeichnen sich durcheine Vielzahl technischer Vorzüge aus.
Neben geringen Verlustfaktoren und
der Tatsache, dass sie sich sowohl für den
Betrieb an Wechselspannung als auch an
Gleichspannung eignen, erlauben Folienkondensatoren zudem bei einem hohen

Spannungslevel höchste Ströme und bieten gleichzeitig eine frequenzstabile Kapazität. Spannungen zwischen 50 V und
2.500 V, wie sie in aktuellen Automodellen
vorkommen, lassen sich mit Standard-Folienkondensatoren realisieren. Die Erfüllung der Automotive-Norm AEC-Q200
zählt längst zum Repertoire der Hersteller.
Zudem erfüllen Folienkondensatoren
die im Automotive-Bereich extrem hohen Anforderungen an Lebensdauer undPerformance: Ihre Lebensdauer wird bei
bestimmungsgemäßer Nutzung lediglich
durch die Materialalterung begrenzt. Da-

EINFACH KANN JEDER.
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www.becker-mueller.derauf haben unter anderem die Temperatur
und die Luftfeuchtigkeit den größten Einfluss, aber auch der Strom und die dadurch
bedingte Eigenerwärmung. Deshalb zielen
neueste Weiterentwicklungen darauf, die
Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsstabilität der Bauteile zu verbessern. Ein weiterer
Fokus der Hersteller liegt darauf, das CV(Capacity/Voltage) Verhältnis der Kondensatoren zu optimieren.

Hitze und Feuchtigkeit trotzen
In Fahrzeugen entsteht Wärme vor allem in der Nähe des Antriebsmotors, aberB A U E L E M E N T E & E L E K T R O M E C H A N I K

DC-Link Kondensatoren bieten
eine hohe Volumenkapazität undexzellente Ausheilfähigkeit.
Die MKP-4-Modelle von Wimasind AEC-Q2000 qualifiziert.

auch überall dort, wo der Strom, der durch
die Bauteile fließt, die Eigenerwärmung
forciert. Für den Einsatz in AutomotiveApplikationen sind erste Serien jetzt bis
135 °C spezifiziert. Wer Folienkondensatoren einsetzt, sollte jedoch unbedingt das
Spannungsderating sowie eine mögliche
Einschränkung der Lebensdauer bei diesen hohen Temperaturen beachten .
Hohe Luftfeuchtigkeit während desBetriebs kann die aufgedampfte Metallisierung der Folienkondensatoren angreifen. Wenn der Kunststoffbecher oder die
Vergussmasse unzureichend dicht sind,
ist es möglich, dass Feuchtigkeit in den
Kondensator eindringt. Auch während desProduktionsprozesses kann bereits unerwünschte Luftfeuchtigkeit ins Kondensatorgehäuse eingeschlossen werden.
Zahlreiche Analysen und empirische
Untersuchungen haben zu der Erkenntnis
geführt, dass in der Praxis das Eindringenunerwünschter Luftfeuchtigkeit den größten Einfluss auf die Lebensdauer eines Folienkondensators ausübt. Diese Tatsache
sowie die hohen Lebensdaueranforderungen u.a. im Automotive-Bereich erfordern
einen beschleunigten Lebensdauertest.
Ein bereits anerkannter Standard fürbeschleunigte Lebensdauertests ist derTemperatur-Feuchtigkeits-Bias-Test (THB

- Temperature-Humidity-Biased). Es handelt sich um einen Zuverlässigkeitstest,
der darauf abzielt, den Alterungsprozess
der Kondensatoren zu beschleunigen und
bei dem gemessen wird, ob die Kondensatoren bei einer bestimmten Temperatur,
relativen Luftfeuchtigkeit und Nennspannung über eine definierte Zeit hinweg ihre
Kapazität, ihren Verlustfaktor und Isolationswiderstand beibehalten. Je nach Teststufe erfüllen sie unterschiedliche klimatische Anforderungen etwa in einem Elektroauto. Bei Grade IIIB, High Robustness
under High Humidity, müssen die Kondensatoren den Test bei 85 °C, 85 Prozent
relativer Luftfeuchtigkeit und 1.000 Stunden Betriebsdauer bei angelegter Nennspannung unbeschadet überstehen.

Individuelle Platzwunder
Herausfordernder ist es für die Folienkondensatoren, die Platz- und Gewichtsanforderungen der Automotive-Entwickler zu erfüllen. Denn je mehr Kapazität derKondensator haben muss, desto mehr Lagen umfasst der Wickel. Gleichzeitig wird
der Kondensator mit jeder Lage größer
und schwerer. Doch die Hersteller folgen
dem Trend zur Miniaturisierung und verkleinern die Bauteile, soweit die Physik eszulässt. Sonderbauformen, meist kundenspezifisch, erlauben zudem die Nutzung
selbst kleinster Räume im Fahrzeug.

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INDUSTR.com

Obwohl Folienkondensatoren auf
einer alten und bewährten Technologie
basieren, bedeutet dies nicht, dass hier
Stillstand in der Entwicklung herrscht.
Herstellern gelingt es immer wieder, dieBauteile noch weiter zu optimieren, neuen
Anforderungen anzupassen und innovative Produkte auf dem Markt einzuführen.

Einsatzorte im Auto …
Einer der Haupt-Einsatzorte der Folienkondensatoren im Bereich E-Mobility
ist im Zwischenkreis des Antriebsmotors.
In der entsprechenden Leistungselektronik dienen sie dazu, den Energiefluss im
Zwischenkreis anzugleichen. Hier sindinsbesondere die DC-Link-Kondensatoren mit ihrer geringen Eigeninduktivität
und niedrigem Innenwiderstand (ESR,
Equivalent Series Resistance) gefordert.
Da die Leistung des Antriebs unter anderem mit der angelegten Spannung steigt,
sind auch hohe Spannungswerte ein wichtiges Kriterium für Kondensatoren.
Kundenspezifische Modelle erfüllen
dazu Effizienz-Anforderungen beziehungsweise liefern die nötigen Parameter,
wie spezielle Anschlüsse (Anschlusslaschen und Busbars), spezifische elektrische Werte sowie Gehäuseformen und-größen. Durch ihre bessere Platzeffizienz
kommen im Antrieb meist Blöcke zumDC-Link Kondensatoren der C4AK-Serie von Kemet
bieten eine hohe Kapazitätsdichte und DC-Ripplestromfähigkeiten und sind für einen Dauerbetrieb von
bis zu 1.000 Stunden bei 135 °C ausgelegt.

Einsatz, in denen mehrere Folienwickel,
meist aus Polypropylen, vergossen sind.
Zudem werden DC-Folienkondensatoren als Filter genutzt, um Störungen und
Spannungsspitzen im BMS- (Battery-Management-System) Zweig abzudämpfen.
Dabei ist neben der Spannungslage darauf
zu achten, dass die Kapazität den zu filternden Störungen angepasst ist.
Interessanterweise kommen Folienkondensatoren auch in der Bremssteuerung (ABS/ESP) zum Einsatz. Dabei liegen die Vorteile auf der Hand: Sie liefernüber ein ganzes Autoleben hinweg, also
für deutlich mehr als zehn Jahre, einekonstante Kapazität und Spannungsfestigkeit. Vor allem SMD-Modelle bieten einebesonders konstante Kapazität und Spannung bei verschiedenen Spannungsniveaus.Darüber hinaus eignen sich Folienkondensatoren auch für Anwendungen im
Fahrzeug-Innenraum und der Peripherie.
Im Soundsystem dienen sie als NF-Filter
oder Frequenzweiche im Lautsprecherzweig. Damit können sie auch im Auto die
Vorteile ausspielen, wegen derer sie sichim High-End Hi-Fi-Segment längst etabliert haben.

… und ums Auto herum
Doch nicht nur im E-Auto selbst, sondern auch in den unterschiedlichen La-

desäulen (E-Charger) gibt es zahlreiche
Einsatzorte für Folienkondensatoren. Auf
der Netzeingangsseite sorgen RFI-Typenwie X- bzw. Y-klassifizierte Bauteile dafür,dass die EMV-Bestimmungen eingehalten
werden. Gleichzeitig schützen sie vor netzseitigen Störungen. Da sich die Ladesäulen
typischerweise im Freien befinden, sinddie THB-Typen der X- und Y-Kondensatoren zu empfehlen. In einigen Fällen ist
das Ladegerät auch im Fahrzeug integriert(On Board Charger, OBC), um das Ladenan der „heimischen Steckdose“ zu ermöglichen. Hierfür kommen ebenfalls RFI-Typen zum Einsatz.

bilden sie einen unverzichtbaren Baustein
im aktuellen Wandel hin zur Elektromobilität. Daher lohnt es sich für jeden Entwickler, die Technologie näher anzuschauen und deren Vorteile für die eigenen Projekte zu nutzen. ☐Your Powerful
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Im weitesten Sinne sind Ladesäulen
eine Art Inverter, so dass sich auch hier imNetzeingang AC-Kondensatoren finden.
Den Hautbestandteil machen jedoch DCLink-Kondensatoren aus. Aber auch Snubber-Kondensatoren, die zum Abdämpfen
unerwünschter Spannungsspitzen dienen,sind fester Bestandteil einer Ladesäule.

Fazit
Nachdem Folienkondensatoren bis vor
kurzem eher selten im Auto zu finden waren, ist es umso spannender zu beobachten, welche Vielzahl an Anwendungsgebieten diese Technologie nun bietet. Aufgrund der hohen Spannungsfestigkeit undihrer stabilen elektrischen Eigenschaften

41

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Distribution 2022?“

Die Elektronikbranche hat einige turbulente Jahre hinter sich undauch die Zukunft verspricht, nicht minder spannend zu werden.
Der Distributor Mouser gibt im ausführlichen Interview einendetaillierten Einblick in die Vergangenheit, Gegenwart und liefert
erste Einschätzungen für die Zukunft.
DAS IN TERVIEW FÜHRTE: Bernhard Haluschak, E&E

BI LD: Mouser

Covid-19 hat in den meisten Firmen auf
der ganzen Welt dauerhafte Auswirk­
ungen gehabt. Wie wirkt sich Covid im
Jahr 2022 noch auf Ihr Unternehmenaus?

Unser Geschäft hat sich wie bei vielen anderen durch die Pandemie dauerhaft
verändert. Sie wirkt sich weiterhin sowohl auf unser internes als auch auf unser
externes Geschäft aus. Die Änderungen an unseren internen Geschäftsabläufen sind nach wie vor in Kraft - wir bieten unseren Büromitarbeitern weiterhin
hybride Arbeitsmodelle an, die ihnen die Flexibilität geben, je nach Bedarf vonzu Hause oder vom Büro aus zu arbeiten. Extern sehen wir, dass gerade Ingenieure in großer Zahl ins Büro zurückkehren, um Aufgaben zu erledigen, diesie zu Hause einfach nicht erledigen können. Zum Glück für Mouser, denn wir
haben unser Geschäft so gestaltet, dass die Kunden unabhängig von ihrem
Standort mit uns in Kontakt treten können, und zudem erweitern wir ständig
unser riesiges, online verfügbares Produktportfolio. Infolgedessen wurden
unsere Geschäftseinnahmen durch die Pandemie nicht negativ beeinträchtigt.
Stattdessen verzeichneten wir im Jahr 2021 einen Umsatzsprung, wobei die
meisten Regionen ein deutliches Wachstum verzeichneten. Dieser Anstieg
steht jedoch nicht nur in direktem Zusammenhang mit der Pandemie, sondern
ist auch ein Zeichen für die Innovationskraft, die in der gesamten Elektronikbranche zu spüren ist. Darüber hinaus hat die Verknappung von Bauteilen
dazu geführt, dass mehr neue Kunden zu Mouser gekommen sind, und wir
freuen uns, dass wir mit unserem umfangreichen Produktportfolio dazu beitragen können, neue Kunden zu beliefern, die in den letzten 12 Monaten Schwierigkeiten hatten, bestimmte Produkte zu erhalten.

Wie hat sich der Brexit 2021 auf Ihr
Geschäft ausgewirkt?

Der Brexit hat uns gezwungen, die Logistik für die Produkte, die wir aus den
USA importieren, zu ändern. Früher lief alles über den Flughafen Paris-Charlesde Gaulle und wurde von dort aus in alle europäischen Länder weiterverteilt.
Jetzt nutzen wir auch den Flughafen Stansted für Produkte, die für den britischen Markt bestimmt sind. Trotz einiger anfänglicher Probleme unmittelbar
nach dem Brexit läuft jetzt alles wieder reibungslos.

Was sind die Herausforderungen fürdie Distribution in 2022?

Die Verfügbarkeit von Lagerbeständen aufgrund anhaltender globaler Probleme
stellt für die Distribution weiterhin eine Herausforderung dar. Die Aufrechterhaltung der Lagerbestände auf einem Niveau, das ausreicht, um die anhaltende>42

INDUSTR.com

„Der fortschreitende Übergang zu Elektrofahrzeugen treibt die
Innovationen auf dem Automobilmarkt voran.“>Nachfrage zu befriedigen, ist schwierig, insbesondere angesichts der voneinigen Herstellern angegebenen Vorlaufzeiten von 50 Wochen (und mehr).
Die Anpassung der Lagerbestände an die prognostizierte Kundennachfrage
ist ein ständiger und schwieriger Balanceakt. Auch die Preiserhöhungen derLieferanten stellen eine enorme Herausforderung für unser Geschäft dar. Die
Hersteller geben die Preissteigerungen bei den Rohstoffen und beim Transportder Waren, die sie erleben, gleich weiter. Wir gehen jedoch davon aus, dasssich die Preise in dem Maße stabilisieren werden, in dem das Angebot die
Nachfrage bei allen Komponentenarten einholt.

Wie würden Sie den Elektronikmarkt
2021 im Vergleich zu 2020
zusammenfassen?

2020 war ein sehr arbeitsreiches Jahr, in dem unsere weltweiten Umsätze
um mehr als 8 Prozent gestiegen sind und wir in allen Industriesegmenten ein
Wachstum verzeichnen konnten. Im Jahr 2021 boomte das Geschäft jedochregelrecht, wobei wir in einigen der größeren Länder Zuwächse zwischen
44 und 91 Prozent im Vergleich zu 2020 verzeichnen konnten. Der Begriff„Beispiellos" wäre eine gute Beschreibung für unsere Gesamtleistung im Jahr
2021. Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, dass den Elektronikhändlern
das Jahr 2021 als ein außergewöhnliches Jahr in Erinnerung bleiben wird.
Daher bleiben unsere Indikatoren für 2022 positiv.

Sehen Sie irgendwelche größeren Probleme am Horizont, und haben Sie Pläne
für einen möglichen Abschwung?

Erfreulicherweise gibt es keine Anzeichen für einen bevorstehenden Marktabschwung, da viele unserer Lieferanten bis Ende 2022 ausgebucht sind. Wir
sehen auch eine starke Nachfrage von Seiten der Kunden bis weit in die Mitte

MANCHE VERBINDUNGENHALTEN EINFACH
MEHR AUS, ALS SIE
FÜR MÖGLICH HALTEN.
 zum Beispiel die JWPF Steckverbindung von JST. www.mes-electronic.de>D I S T R I B U T I O N & D I E N S T L E I S T U N G„Auf noch nie dagewesenen Ereignisse hat
die Elektronikindustrie oft ihre Widerstandsfähigkeit
und Stärke bewiesen.“>des Jahres 2023 hinein. Wir verfügen über ein breites Produktportfolio, undunser diversifizierter Kundenstamm von über 630.000 Kunden vergibt in derRegel kleine bis mittlere Aufträge. Wir sind der Meinung, dass diese Faktoren
dazu beitragen werden, uns abzufedern, wenn der Markt irgendwann in der
Zukunft nachlässt.

Hat das schwierige Geschäftsumfeld im
Jahr 2021 neue Chancen für Ihr Unternehmen eröffnet?

In unserem gesamten Kundenstamm beschleunigt sich der Übergang zum
E-Business, und wir ernten jetzt die Früchte für unsere Entscheidung, das
Online-Geschäftsmodell frühzeitig zu forcieren. Wir sind nicht der einzige
Elektronikdistributor mit diesem Geschäftsmodell, aber wir halten ausreichende
Mengen an Lagerbeständen und die größte Auswahl an neuen und alten
Produkten vor, sodass es für unsere Kunden keine Probleme gibt. Unsere
Fähigkeit, Lagerbestände pünktlich und in ausreichenden Mengen bereitzustellen, um Kundenbestellungen zu erfüllen, hat uns auch neue Möglichkeiten
eröffnet: Um etwa unsere Online-Kunden tiefgreifend zu informieren und zu
unterstützen, haben wir ein umfangreiches technisches Ressourcenzentrum
mit Anwendungshinweisen, Blogs, eBooks und technischen Artikeln, die fürEinkäufer und Konstrukteure gleichermaßen nützlich sind, geschaffen.

Wie wird sich Ihrer Meinung nach derMarkt in diesem Jahr entwickeln?

Die Industrie ist nach wie vor unser leistungsstärkster Sektor, aber wir sehenin vielen Bereichen ein schnelles Wachstum, das sich unserer Meinung nachauch im nächsten Jahr fortsetzen wird. Der fortschreitende Übergang zu
Elektrofahrzeugen treibt die Innovationen der Erstausrüster sowie der Zweitund Drittanbieter auf dem Automobilmarkt voran. Diese innovativen Technologien werden in zunehmendem Maße auf andere Fahrzeugkonstruktionen,
einschließlich landwirtschaftlicher Fahrzeuge und Boote, übertragen. Für das
kommende Jahr erwarten wir auch ein Wachstum im Gesundheitswesen,einem Sektor mit geringem Volumen, aber hoher Wertschöpfung, in dem Qualität und Markenreputation an erster Stelle stehen. Wir gehen davon aus, dasssich auch der Trend zur Fernversorgung mit Bauelementen fortsetzen wird.

Gibt es irgendwelche allgemeinen
Beobachtungen, die Sie uns noch auf
den Weg geben möchten?

Die jüngsten, noch nie dagewesenen Ereignisse haben den Menschen weltweit viele Schwierigkeiten beschert, aber die Elektronikindustrie hat in dieser
Zeit ihre Widerstandsfähigkeit und Stärke bewiesen. Die Fähigkeit unserer
Kunden, angesichts dieser Schwierigkeiten kontinuierlich Innovationen vorzutreiben, ist bemerkenswert. Sie entwerfen und entwickeln neue Produkte,
Geräte und Systeme, die intelligenter, kleiner und robuster sind. Für all dies
werden immer mehr elektronische Komponenten benötigt. Der Elektroniksektor
entwickelt sich in einem unglaublich schnellen Tempo und ist derzeit ein sehr
inspirierender Bereich. ☐44

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B U S I N E S S - P R O F I L | P R O M OT I O N

Kontakt
Heilind Electronics GmbH
Pfarrer-Huber-Ring 883620 Feldkirchen-Westerham, Germany
Tel.: +49/8063/8101-100
Fax.: +49/8063/8101-222
info@heilind.com
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Gründungsjahr
1974 gründete Bob Clapp Heilind in Massachusetts, wo sich auch heute noch die Zentrale des Unternehmens befindet.
Logistikleistung
Warenwert +150 Mio. EUR
Verfügbarkeit
Ab 1 Stück und ohne Mindestbestellmenge.
Firmenprofil
Heilind ist einer der weltweit führenden
Spezialdistributoren für Steckverbinder undelektromechanische Bauelemente. Mit mehr
PRODUKTPORTFOLIO• Rundsteckverbinder• Speicherkartensteckverbinder• I/O Steckverbinder• Backplane-Steckverbinder• RF-Steckverbinder• Koaxial-Steckverbinder• Mikrowellen-Steckverbinder• Wire-to-Board/Wire-to-Wire• Terminal Blocks• Relais• Schalter• Sensoren• Antennen• Fastener• Kennzeichnungsprodukteals 150 Herstellern, darunter alle führenden
Steckverbinder-Hersteller, verfügen wir überein sehr umfangreiches Produkt-Portfolio.
Unsere drei wichtigsten Grundsätze sind:schnelle Verfügbarkeit, technischer Support und ein hoher Servicelevel. Der Erfolg
des Unternehmens basiert auf organischem
Wachstum und strategischen Akquisitionen,zunächst in den USA, ab dem Jahr 2000 auchinternational.
Heute hat Heilind über 40 Standorte inAmerika, Asien und Europa. Seit 2015 ist
das Unternehmen in Deutschland vertreten,
mit Standorten in Feldkirchen-Westerham,
Köln und Hannover, sowie mit Lagern in
Feldkirchen-Westerham und Rosenheim.
Seit 2019 ist Heilind auch mit einem Standort in Krakau, Polen vertreten.
Dienstleistungsportfolio
Bei Heilind stehen unsere Kunden im Mittelpunkt unseres Handelns. Neben einem
außerordentlichen Service bieten wir auchumfangreichen technischen Support underweitern unsere Value-Added-Services stetig. Unsere Value-Added-Center bieten eine
Reihe von Bauteil-Modifikations- und Montage-Dienstleistungen, einschließlich: Bauteilrüstung (Kitting); Montage von Steckverbindern, Lüftern, Schaltern und Relais;
Teilemodifikation
undPinExtrak-

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tion; sowie spezielle Kennzeichnung undGehäuse. Unsere Kunden genießen die Kompetenz, den Service und die internationale
Präsenz eines der weltweit führenden Distributoren für die Industrie und den MIL/
Aero-Bereich. Die Zufriedenheit unserer
Kunden erreichen wir nicht nur durch effiziente Arbeit.
Wir achten auch insbesondere auf Ihre
Wünsche und Anforderungen. Diese Rückmeldungen unserer Kunden sind für uns
Ansporn unser Portfolio entsprechend anzupassen und zu erweitern.
Technischer Support
Heilind verfügt über eine starke Vertriebsorganisation und technisch versierte Spezialisten mit enger Verbindung zu Kunden
und Herstellern. Das bedeutet, dass Kunden
Bedürfnisse schnell und effizient erfüllt werden können.
Wir bieten nicht nur eine herausragende
Auswahl und eine schnelle Abwicklung bei
Bestellungen, sondern auch eine ausgezeichnete sachkundige Unterstützung durch
unsere Produktmanager, Vertriebsaußendienst und Vertriebsinnendienst. Der Servicegedanke existiert bei uns nicht nur auf
dem Papier, denn wir sind erst dann zufrieden, wenn unsere Kunden es auch sind. ☐S T R O M V E R S O R G U N G & L E I S T U N G S E L E K T R O N I K

So schützt ein Snubber-Shunt sensible Elektronikkomponenten

Spannungsspitzen dämpfen
Bei schnellen Schaltvorgängen in Leistungselektroniken, wie im Automotive-Bereich,können durch Spannungsspitzen Induktivitäten entstehen, die nachgeschaltete und
empfindliche Komponenten im Stromkreis beschädigen oder zerstören können. Um
diese Spannungsspitzen zu dämpfen, lässt sich ein sogenannter RC-Snubber-Shunteinsetzen, der die überschüssige Energie nach außen ableitet.
TEXT: Isabellenhütte BILDE R: Isabellenhütte; iStock, Sefa kart

Ein RC-Glied besteht aus einem Widerstand (R), und einem Kondensator (C),die in Reihe geschaltet sind. Der Widerstand dient dazu, durch den Kondensator
abgeführte Energie in Wärme umzusetzen. Snubber finden Anwendung in Verbindung mit Leistungsrelais, Schützen,
Thyristoren/Triacs, IGBTs, MOSFETs oder
Bipolartransistoren. Speziell IGBTs, Triacs und MOSFETs werden eingesetzt, um
Motoren präzise zu steuern. Um dies zu
gewährleisten, sind sehr schnelle Schaltvorgänge der IGBTs und MOSFETs nötig.

Niederohmiger Snubber-ShuntEin von der Isabellenhütte entwickelter Snubber-Shunt, SMT-V, hat mit 17,5
mOhm einen niedrigen Widerstandswert und eine sehr kompakte Bauform im
Vergleich zu herkömmlichen Lösungen.
Er basiert auf dem bestehenden Strommesswiderstand SMT, der aufgrund sei-ner großen CU-Schenkel eine sehr gute
Wärmeabfuhr aus dem jeweiligen Bauteil
ermöglicht und bereits über eine hohe
Pulsbelastbarkeit und Langzeitstabilität
verfügt. Aufbau und Material wurden
beim neuen SMT-V jedoch so angepasst,
dass sie dieser Pulsbelastung noch besser standhalten kann. Die Entwicklung
entstand aus einer Kundenanfrage heraus, da kein adäquates Standardbauteil
mit diesem Widerstandswert am Marktverfügbar war. Die Besonderheit an diesem Snubber-Shunt gegenüber anderen
Shunt-Baureihen ist, dass er nicht zur
Strommessung eingesetzt wird, sondern
hohe Impulsbelastungen abfangen soll.

Optimiertes Foliendesign
Erreicht wird die hohe Pulsbelastbarkeit durch den Einsatz des neuen Widerstandsmaterials Noventin, das einen fast
doppelt so hohen spezifischen Wider-46

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stand wie das bei Strommesswiderständen eingesetzte Manganin aufweist. Der
Basisaufbau des Bauteils wurde beibehalten, nur das Foliendesign wurde optimiert und das Widerstandsmaterial entsprechend angepasst. Dadurch sind deutlich höhere Pulsbelastungen und Verlustleistungen am Widerstand möglich. Der
Snubber-Shunt ist in der Lage, bei einer
Kontaktstellentemperatur von 120 °C undeiner Anzahl von 50 Pulsen über Lebensdauer mit entsprechender Gap-Time eine
Pulsenergie von 2,5 J bei einer Pulsdauer
von 0,1 s zu absorbieren. Dies entspricht
einer Verlustleistung pro Puls von 25 W.

Anwendungsbeispiele
Snubber-Shunts können beispielsweise
als Teil einer erweiterten Schutzbeschaltung für die Halbleiter in vielen AC/DCConvertern von 48V-Mild-Hybridfahrzeugen (MHEV) eingesetzt werden. ☐Snubber-Shunt SMT-V mit optimiertem Foliendesign auf Basisdes Widerstandsmaterials Noventin

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S T R O M V E R S O R G U N G & L E I S T U N G S E L E K T R O N I K

DC/DC-Wandler für Spannungsebenen von bis zu 1500 V

Sonnige Aussicht für StromversorgungenModerne PV-Parks arbeiten heute mit einer Systemspannung von bis zu 1500 V DC und rücken
damit an die Grenze der Mittelspannungsebene vor. Daraus ergeben sich erhöhte Anforderungen
an die eingesetzten Komponenten. Aktuelle DC/DC-Wandler werden speziell für diesen Einsatz
entwickelt. Sie erfüllen die entsprechende Norm EN 62109 für den Einsatz im Spannungsbereichbis 1500 V DC und sollen für den sicheren Betrieb der Anlage sorgen.
TEX T: Tobias Lüke und Johanna Westermeier, Phoenix Contact BILD ER: Phoenix Contact; iStock, claudia_balasoiu

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TRIO DC/DC-Wandler mit 1500 V DC
eignen sich ideal für den Einsatz in
Photovoltaikanlagen.

Knappe Energieressourcen und der stetig voranschreitende
Klimawandel erfordern ein Umdenken in der Energieversorgung.
195 Staaten haben sich bereits dem Klimaschutz verpflichtet, undDeutschland hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 eine nahezu
CO2-freie Stromversorgung zu erreichen. Zukünftig könnte die
Energieversorgung der Erde aus Photovoltaik, Windenergie, Bioenergie und anderen regenerativen Trägern realisiert werden. Die
Photovoltaik ist dabei neben der Windenergie eine der Haupttechnologien, um diesen Umschwung zu erreichen.

gieerzeugung zum Beispiel durch Öl und Gas zu Beginn um ein
Vielfaches höher, so konnte durch technologische Innovationen
die Lücke immer weiter geschlossen werden. Moderne PV-Parks
arbeiten heute mit einer Systemspannung von 1500 V DC und somit der 1,5-fachen Systemspannung früherer Systeme. Hierdurch
ergeben sich erhebliche technische Vorteile: Der wohl wichtigste
ist neben der Reduzierung der Ohmschen Leitungsverluste die
Möglichkeit, dass durch die hohen Spannungen mehrere PV Module pro PV-String eingesetzt werden können.

Effiziente Anlagen und geringe Kosten

DC/DC-Wandler für sicheren Anlagenbetrieb

Um Photovoltaikanlagen nachhaltig und effizient aufbauen
und betreiben zu können, besteht die Notwendigkeit die Stromerzeugungskosten solcher Systeme zunehmend kostengünstiger
zu gestalten. Waren die Energieerzeugungskosten von Photovoltaikanlagen im Vergleich zur klassischen elektrischen Ener-

Durch die Verwendung von 1500 V DC Systemen rückt die
Solarindustrie an die Grenze der Mittelspannungsebene vor. Daraus ergeben sich auch erhöhte Anforderungen an die eingesetzten
Komponenten. Zu nennen ist hier beispielsweise die Teilentladungsfestigkeit, da durch Teilentladungen innerhalb des Systems

Electronics for..... .....

Power ......................................

........................................................
Charging
Technology

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S T R O M V E R S O R G U N G & L E I S T U N G S E L E K T R O N I K

Typische Applikation für den Einsatz der TRIO DC/DC Solar Familie zeigt die Verwendung im Generatoranschlusskasten (GAK)
und im Zentralwechselrichter.

schluss an das AC Netz. Dieses Gerät ist leistungsoptimiert fürdie Versorgung des String Monitorings sowie weiterer Komponenten der Überwachungs- und Kommunikationselektronik innerhalb von String Combiner Boxen.

irreparable Schäden an Isolationen und somit Gefahren für Leibund Leben der Bediener entstehen können. Die Phoenix Trio
DC/DC-Wandler, die für dieses Einsatzgebiet entwickelt werden,
erfüllen bereits die entsprechende Norm EN 62109. Dadurch ist
die Voraussetzung für einen sicheren Anlagenbetrieb gegeben.

Daten erfassen, visualisieren und auswerten

Netzunabhängige 24 V DC-StromversorgungIntelligent und innovativ sind Lösungen für Solarparks erstdann, wenn sie moderne und robuste Hardware-Komponenten
mit leistungsfähiger Software für das Erfassen und die Übertragung von Leistungsdaten verbinden. Mit dem Integrated PV Park
Management bietet Phoenix Contact vollständige und nahtlose Lösungen für das Solarparkmanagement. Das Integrated PV
Park Management ermöglicht einen hochzuverlässigen und wirtschaftlichen Betrieb von PV-Systemen. Mit dem offenen Monitoring-System sind Integration und Inbetriebnahme eines Solarparks schnell und einfach umgesetzt. Die intelligente Vernetzungenergieerzeugender und -verbrauchender Sektoren ermöglicht
ein effizientes und ausbalanciertes Gesamtsystem.

Um die erzeugte DC-Spannung aus den Solarmodulen weiterverarbeiten zu können, werden Wechselrichter eingesetzt. Dieser
fungiert als Schnittstelle zwischen den Solarmodulen und demöffentlichen Stromnetz. Werden in privaten PV-Anlagen meist
kleinere Stringwechselrichter verwendet, verbinden in den großen kommerziellen Anlagen Zentralwechselrichter das PV-Feld
mit dem Netz. Zentralwechselrichter bieten gegenüber kleinerenverteilten Wechselrichtern erhebliche Kostenvorteile. Der Wechselrichter kann allerdings nur starten, wenn eine Steuerspannung
aus dem Solarpark vorhanden ist. Existiert kein funktionierendes
Stromnetz, so ist also ein Betrieb der Anlage nicht möglich. Als
Lösung kommt hier der Trio DC/DC-Wandler mit 200 W zum
Einsatz. Dieses Gerät liefert die benötige 24 V DC Spannung direkt aus den PV-Zellen und ermöglicht so einen Inselbetrieb derAnlage auch ohne externe Spannungsversorgung.

Fazit
Der Ausbau der Solarenergie schreitet voran. Die Trio Solar
DC/DC-Wandler tragen dazu bei, die Systemkosten von PV Anlagen zu senken und ermöglichen auch in infrastrukturell schwachen oder energietechnisch nicht erschlossenen Regionen wie
zum Beispiel in Entwicklungsgebieten, in denen kein AC-Netzvorhanden ist, eine sichere Versorgung mit elektrischer Energie.
Die robusten und langlebigen Wandler sind speziell für den Einsatz im Spannungsbereich bis 1500 V DC entwickelt worden undsorgen für den sicheren Betrieb der PV-Anlage. ☐Für String Combiner Boxen geeignet
Auch für Generatoranschlusskästen, die gewissermaßen das„Auge und Ohr“ der PV Anlage sind, bietet der Einsatz eines Trio
DC/DC-Wandlers sehr hohe Flexibilität bei erheblicher Kostenersparnis. Der Wandler mit einer Leistung von 40 Watt ermöglicht ebenso die direkte Erzeugung aus der PV Energie ohne An-

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S P E Z I A L : E M B E D D E D

Artificial Intelligence mit Hailo-Chips

AI-Rechenperformanceam EdgeMit einem neuen AI-Chip sorgt das israelische Startup Hailo für Gesprächsstoff. Es ermöglicht mit seiner
Chip-Entwicklung eine Rechenpower am Edge, die sobisher nur in der Cloud möglich war. Damit können Unternehmen jetzt auch sehr anspruchsvolle AI-Algorithmen in
der Praxis nutzen. Die Hailo-Entwicklungsumgebung ermöglicht eine besonders kurze Time-to-Market und eine ideale
Abstimmung zwischen AI-Software und -Hardware.
T EX T: Christoph Neumann, Kontron BI LDER: Kontron; iStock, baona

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S P E Z I A L : E M B E D D E DDie AI-Chips von Hailo sollen in unterschiedlichen Embedded-Boards integriert werden,
um AI-Algorithemn zu beschleunigen.

AI-Edge-Inferenzlösungen der nächsten Generation entwickelt
und auf den Markt gebracht. Grundlage dafür ist der „best-inclass“ Hailo-8 AI-Co-Prozessor mit einer Leistung von 26 Tera-Operationen pro Sekunde (TOPS), der mit einem Stromverbrauch von nur 2,5 Watt auskommt. So können Edge-Geräte eine
Performance erreichen, die bisher nur in der Cloud möglich war.

Anwendungen rund um Künstliche Intelligenz (Artificial
Intelligence; AI) werden sich in den kommenden Jahren weiter
durchsetzen. Dazu führt auch der deutlich stärkere Fokus auf
Nachhaltigkeit, der sich durch eine härtere Gangart in der Klimapolitik ergibt. AI trägt nicht nur zur Automatisierung bei, sondern auch zu besserer Planung, Wartung und Vorhersage. Die
Technologie vermindert Ressourcenverschwendung oder Ausschuss und unterstützt neue Mobilitätskonzepte.

Der Einsatz vor Ort, oft unter den restriktiven Bedingungenin Fertigung und Produktion oder im öffentlichen Raum, bringt
hohe Anforderungen an die AI-Devices mit sich. Sie müssen
nicht nur mit den teilweise rauen Umgebungen, sondern auch mit
einem breiten Temperaturspektrum umgehen können. Zugleich
sollte die Hardware im Praxiseinsatz besonders klein und stromsparend konzipiert sein, um sich auf engem Raum in Geräte oderin Produktionsanlagen einzufügen: Etwa für Assistenzsysteme ineinem autonomen Fahrzeug oder in einem Roboterkopf sind spezifische, kleine Formfaktoren erforderlich.

Selbstlernende Algorithmen am Start
Inferenz ist dabei ein wichtiges Stichwort: Es steht dafür, mit
Hilfe trainierter neuronaler Netze aus Informationen zu lernen
und neue Schlüsse abzuleiten. Allerdings benötigen Inferenz-Anwendungen rund um Artificial Intelligence in aller Regel eine erhebliche Rechenleistung. Das gilt vor allem in Echtzeitszenarien
wie zum Beispiel bei autonomen Fahrzeugen oder wenn es, wie
in der Robotik, um das Thema Arbeitsschutz geht. Diese Voraussetzungen lassen sich mit klassischen Standard-Prozessoren nicht
effektiv erreichen, denn sie verbrauchen zu viel Strom oder erreichen nicht die benötigte Geschwindigkeit. Im Grunde wird
am Edge, also im Device selbst, eine Rechenpower nötig, die bisher vor allem durch High Performance Computing im Rechenzentrum geliefert werden konnte, mit Nachteilen bezüglich derLatenz und Zuverlässigkeit der Cloud-Verbindung. Als Embedded-Systems-Spezialist fokussiert sich Kontron daher jetzt auf
neue Ansätze, um die nötige Performance auch am Edge zu ermöglichen. Mit der Integration des Hailo-8 Chips setzt Kontron
auf eine Technologie, die den Anforderungen im AI-Umfeld mit
einer spezifisch für das Rechnen von neuronalen Netzen entwickelten Chip-Architektur begegnet.

Schnelle Entwicklung für den Anwendungsfall
Je genauer sich AI-Algorithmen und Hardware aufeinander abstimmen lassen, desto besser die Performance und desto
niedriger der Stromverbrauch. Das israelische Startup Hailo stellt
in seiner „Developer Zone“ viele vortrainierte neuronale Netze ("Model Zoo") zur Verfügung, auf deren Basis Unternehmensehr viel schneller neue AI-Anwendungen entwickeln und deren Time-to-Market deutlich verkürzen können. Grundlage ist
Hailos High-Performance Application Toolkit TAPPAS (Template APPlications And Solutions). Es gibt bereits eine Reihe von
Lösungen mit diesem Ansatz am Markt. Um die Rechenpowerzu erhöhen, kommen dort meist Accelerator-Devices für die Beschleunigung zum Tragen, oft maßgeschneidert für bestimmte
AI-Anwendungsszenarien. Allerdings unterscheidet sich die Hailo-Technologie darin, dass der Prozessor Domain-spezifisch gezielt für bestimmte Anwendungen optimierbar und in höherem
Maß programmierbar ist. Dabei lassen sich nicht nur wie üblich

Neue Performance-Höhen erklimmen
Gemeinsam mit dem israelischen AI-Chip-Hersteller Hailo
werden im Rahmen einer strategischen Technologiepartnerschaft

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Das Unternehmen Hailo ermöglicht mit seiner
Chip-Entwicklung Systeme, die über einehohe AI-Rechenpower am Edge verfügen.

wartungen an die Performance. Der Hailo-Chip ist mit Latenzen
im Millisekundenbereich auch für die anspruchsvolle, schnelle
Bilderkennung mit extrem hoher Auflösung ausgelegt. So kanndie zur Verfügung stehende hohe Rechenleistung auch dazu verwendet werden, hochauflösende Bilder durch „Tiling“ in mehrere parallel gerechnete Video-Datenströme umzuwandeln, um
kleinste Objekte korrekt zu erfassen. Viele kamerabasierte Bild­erfassungssysteme hingegen arbeiten mit limitierter Auflösung
oder liefern die Ergebnisse mit vergleichsweise hoher zeitlicher
Verzögerung, und sind somit für die oben genannten Einsätze
nicht optimal einsetzbar.

die Parameter der trainierten Netzwerke in den Chip programmieren, sondern es besteht die Möglichkeit, die Hardware gezielt
auf bestimmte gewünschte Eigenschaften zu optimieren. So kannetwa mit einem bitgenauen Simulator und dem PerformanceTool Hailo Dataflow Compiler von den Entwicklern individuell
festlegt werden, welche Leistungsaspekte ihnen für einen spezifischen Use Case besonders wichtig sind.

Ideal an ein neuronale Netz anpassbar
Neuronale Netzwerke sind Strukturen mit vielen Layern, in
denen Neuronen auf unterschiedliche Arten miteinander verknüpft sind. Je nachdem, welcher Output angestrebt wird, kommen unterschiedliche Netzarchitekturen zum Einsatz. Beispiele
dafür sind MobileNet, ResNet, SqueezeNet oder Tiny-YOLO.
In den letzten Jahren kamen neue Architekturen hinzu, die sichvor allem für den Einsatz auf mobilen und Edge-Geräten eignen.
Der Hailo-Chip ist besonders gut auf das jeweils zu rechnende
Netzwerk zu optimieren, da die Kernels optimal auf das jeweilige
Netzwerk anpassbar sind. Durch den bitgenauen Simulator desChips kann die Applikation außerhalb der Zielhardware zum Beispiel auf einem PC optimiert werden. So lassen sich neue Levels
von Geschwindigkeit, Latenz und Leistungseffizienz erzielen.

Dank seiner hohen Geschwindigkeit eignet sich der AI-Chipvon Hailo auch für Szenarien, in denen schnell etwas gezählt
oder sortiert werden soll; aber auch zum Beispiel für autonome
Transportsysteme, die ihre Umgebung erkennen können sowie in
Cobots, die direkt mit Menschen zusammenarbeiten. Die Architektur mit der anpassbaren Struktur, die kurzen Latenzen und diehohe Performance machen den Hailo-Chip um eine Größenordnung schneller als bisherige marktübliche Beschleuniger.

AI hat Zukunft
Oft kann AI bestehende Verfahren ersetzen und die Fehleranfälligkeit von manuellen Prozessen minimieren. So lassen sicherfahrungsgemäß Vision-Systeme für die Defect Detection vergleichsweise leicht auf die Beine stellen und auch auf weitere Produkte und Features ausdehnen. Um AI in die Breite zu bringen,ist es jedoch wichtig, auf eine durchgängige und skalierbare Plattform zu setzen. Mit den aktuellen AI-Projekten steht Kontron
erst am Anfang der Einsatzgebiete; aus Firmensicht bieten sichkünftig noch ungeahnte Möglichkeiten, um die Nachhaltigkeit
und Effizienz von Prozessen zu erhöhen oder im medizinischen
Umfeld z.B. durch schnellere Analysen von Krankheitsbildern/
Symptomen das Gesundheitswesen zu verbessern und Menschenleben zu retten. ☐Vision-Applikationen am Edge
In der Industrie sind aktuell Anwendungen rund um das
Thema Computer Vision das wohl häufigste Einsatzszenario, insbesondere in der Objekterkennung, im Qualitätsmanagementoder der vorausschauenden Wartung. Entscheidend ist dabei oft
die Latenzzeit und Auflösung, die im Prozess benötigt wird, um
auszurechnen, was auf einem Bild zu sehen ist. Je nachdem, wie
schnell in einem Produktionsprozess Objekte wie Bauteile, Materialien oder Produkte dem Kamerasystem zum Beispiel auf einem
Fließband präsentiert werden, oder wo Objekte in großer Entfernung schnell und exakt erkannt werden müssen, steigen die Er-

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Umfrage zu Technologien im Elektronikumfeld

WELCHE TECHNOLOGIEN PRÄGENDAS JAHR 2022?
Die Distribution hat sich in den letzten Jahren von Komponenten- zu Lösungsanbietern gewandelt. Mit den Hypes rund um Digitalisierung und das Internet of Things (IoT) ergeben sich neue
Businessperspektiven für die Distribution. Neben neuen Lösungen verlangen die Anwender auchdie dazu aufeinander abgestimmten IoT-Plattformen. Doch welche Technologien sind 2022 nochwichtig und welche nicht. Wir haben Branchenexperten dazu befragt.
U M F R AGE : Bernhard Haluschak, E&E

BIL D ER: Unternehmen; iStock, Delpixart

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S P E Z I A L : E M B E D D E DMARGIT
TISCHLER
Auch vor dem Hintergrund
der Pandemie entwickeln sich
Mensch-Maschine-Schnittstellen von „Touch“ zu„Touchless“, mittels Sprachaktivierung sowie Gestenund Gesichtserkennung. Im
Bereich der Energieverteilung, -umwandlung und-speicherung geht die Entwicklung in Richtung höherer
Wirkungsgrad. Während die
Bedeutung von Elektrizität
als Energiequelle zunimmt,
können mit SiC und GaN
eine höhere Effizienz erreicht
werden. Mit dem zunehmenden Einsatz von Robotik undautonomen Maschinen spielen die Zertifizierung vonfunktionaler Sicherheit unddamit einhergehend Chips
mit bestimmten Merkmalen,
Redundanz und Softwareeine wichtige Rolle. Auch der
Bedarf an verbesserten Kommunikationsprotokollen wird
hinsichtlich der sicheren Vernetzung von immer mehr Geräten zunehmen.

CHRISTOPHE
BIANCHIEs gibt extrem viele Entwicklungen, die den Markt 2022
und darüber hinaus prägen
werden. Dazu zählen der verstärkte Einsatz von KI und
ML in der Entwicklung vonElektroniksystemen sowie dierasche Implementierung von
5G in Unternehmen. So wird
etwa der Einsatz von Sensoren beschleunigt, die zu einer
agileren Produktion und vollständig autonomen Lagerhäusern beitragen. Zudem
wird es spannend im Chipsektor. Automobilhersteller
werden IC-Designs verstärkt
nutzen, um beim Wandel hin
zu softwaredefinierten Elektroautos agil zu bleiben undneue Potenziale für datenzentrierte Geschäftsmodelle freizusetzen. Damit verlagert
sich das Elektronikdesign
noch stärker von den Zulieferern auf die Hersteller, waswiederum die gesamte Lieferkette beeinflussen wird.

Vice President Engineering, Arrow
EMEA Components

CHRISTIAN
EDER
2022 wird für das Embedded
Computing ganz klar das Jahr
der Embedded Edge-ServerTechnologien. Mit Server-onModules auf Basis des
PICMG-Standards
COMHPC und den auf ihnen verfügbar gewordenen neuen
Intel Xeon D Prozessoren
steht Entwicklern eine bislang unerreichbare Performance-Klasse für raues Umfeld zur Verfügung. Möglichwerden echtzeitvernetzte Edge-Server und Edge-Datacenter, die man nicht mehr klimatisieren muss. Man kannsie beispielsweise Outdoor in
private und öffentliche G5Zellen integrieren, sodass
taktiles Internet und ganzheitlich vernetzte IIoT- undIndustrie 4.0 Applikationen
entstehen können. Der kollaborative Roboter oder das
autonome Logistikfahrzeug
werden dann ein 5G-Client,genauso wie vernetzte Maschinen und Anlagen. Es wird
sehr interessant sein, welche
weiteren Applikationen wir
noch für COM-HPC Server
Module finden werden!

EMEA Sales Director High Tech &Semiconductor, Ansys

Director Marketing, Congatec

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S P E Z I A L : E M B E D D E D

NIELS TRAPP
Wir erwartet im Jahr 2022
eine weitere Intensivierung
der Digitalisierungsprogramme von Produktionsanlagen.
In Zeiten knapper Ressourcen ist es umso wichtiger, inder Produktion die Thematik
der Supply Chain Überwachung und weiteren Flexibilisierung der Maschinen undAnlagen in Reaktion auf starke und kurzfristige Veränderungen zu managen. Das betrifft auch die Überwachungdes Maschinenzustandes undbenötigt eben verlässliche digitale Infrastruktur. Mit netFIELD hat Hilscher eine
Plattform geschaffen, die
Themen wie Fleetmanagement und zusammen mit
Partner alle Predictive Themen unterstützt und dabei
auf abgestimmte Schnittstellen wie beispielsweise die vonder Open Industry 4.0 Alliance setzt. Der Produktionsdatenzugang wird auch zunehmend in 2022 über Edge
Geräte realisiert. BestehendeStandard-Edge-Geräte können dabei mit M.2 Karten
einfach erweitert werden. Besonders in der Prozessindus­
trie wird Single-pair Ethernetin Geräte Einzug finden.
VP Business Development, Hilscher

RON MARTINO
Eine Technologie, die diekommenden Jahre prägen
wird, ist das intelligente Edge-Computing im Zusammenspiel mit Machine Learning. Durch die lokale
Verarbeitung von Daten am
Netzwerkrand bleiben Daten
geschützt. Außerdem ist einenahtlose Interaktion mit den
Nutzern möglich und die Abhängigkeit von einer teuren
Netzwerkinfrastruktur wird
verringert. Wir gehen davonaus, dass der Fortschritt beimmaschinellen Lernen eine
Weiterentwicklung der intelligenten Edge zur bewussten
Edge vorantreiben wird. Geräte innerhalb eines eigenständigen
Edge-Netzwerks
sind dann in der Lage Kontextinformationen zu verarbeiten und Entscheidungenzu treffen. Das Ergebnis ist in
Summe eine produktivere, sicherere und umweltfreundlichere Zukunft.

CHRISTOPHNEUMANN
Künstliche Intelligenz (KI) in
Edge Devices sehen wir als
eine der prägenden Technologien, da inzwischen x86
und ARM Prozessoren zunehmend integrierte KIFunktionalität bieten und parallel besonders spezialisierte
KI-Inference-Beschleuniger
mit extremer Performance/
Power-Ratio neue Edge-Applikationen ermöglichen. Daneben kündigen erste Provider kommerzielle 5G-Services
für den Industriebereich für
2022 an. Functional Safety(FuSa) Technologie wird zunehmend in Industrial-Standardplattformen (IPCs) direkt integriert werden. Derneue Modul-Standard COMHPC für High Performance
Computing ermöglicht HighEnd Edge Clients und leistungsstarke Edge Server mit
Virtualisierung und verbesserter Echtzeitfähigkeit.

Executive Vice President
Edge Processing, NXP

LUTZ JÄNICKE
In
derAutomatisierung
kommt der Security eine immer größere Bedeutung zu.
Wesentliche Elemente sinddabei die Echtheit und Unverfälschtheit von Embedded-Geräten. Dies wird durch
technische Maßnahmen erreicht, die unter anderem inder IEC 62443 verlangt und in
der Fertigung umgesetzt werden: Für sichere Bootprozesse
und Firmware sind Vertrauensanker einzuprogrammieren, durch die sich digital signierte Software auf Echtheit
prüfen lässt. Die Echtheit desGeräts kann mit elektronischen Zertifikaten nachgewiesen werden, deren Programmierung in das Gerät
während des Produktionsprozesses erfolgt. Hierzu ist
eine vertrauenswürdige Kettevom Schlüsselspeicher auf
dem Gerät bis zur Infrastruktur für die Zertifikatsvergabe
aufzubauen.
Corporate Product & Solution Security

Vice President Technologies, Kontron

Officer, Phoenix Contact

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STEFANBRUDER

DETLEFFRITSCH

Angesichts des weltweiten
Trends zur Elektrifizierungvon Kraftfahrzeugen geben
Halbleiterbausteine den Automobilherstellern die Möglichkeit, die Leistungsfähigkeit zu optimieren, die
Entwicklung zu beschleunigen und dafür zu sorgen, dass
Elektrofahrzeuge erschwinglicher werden. Dabei helfen
den Entwicklern Batteriemanagement-Systeme(BMS).
Die Technik, die diesen fortschrittlichen BMS-Anwendungen zugrunde liegt, wie
etwa drahtlose BMS-Lösungen inklusive hochpräziser
Batteriemonitor-Bausteine,ermöglichen eine exakte Meldung des Ladezustands (Stateof Charge, SoC) und des Alterungszustands(Stateof
Health, SoH) der Batterie, um
die Fahrstrecke pro Ladungzu maximieren. Die entscheidenden Technologien, die es
den Automobilherstellern erlauben, große Reichweiten zu
erzielen, die Ladezeiten zu
verkürzen und für einen sicheren Betrieb zu sorgen,werden auch über 2022 vongroßer Bedeutung sein.

Aus meiner Sicht wird das
Jahr besonders durch die erhöhten Anforderungen an intelligente, leistungsstarke undglobal nutzbare Lösungen geprägt – insbesondere auch indem wachsenden Markt dererneuerbaren Energien etwa
bei Wärmepumpen, Solarenergielösungen und der neu
aufgestellten Automobilindustrie und elektrischen Antrieben. Dazu gehört insbesondere auch die optimale
Adaption an alle Umgebungstemperaturen und beidseitige
Platinenlösungen. Durch die„Floating Element“-Lösungen sind die Metallkomponenten innerhalb des Steckverbinderproduktes
freibeweglich und kompensieren
somit unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten vonPlatine und Steckverbindergehäuse bei gleichbleibender
Robustheit zu einem THRProdukt. Des weiteren bestimmt der reduzierte Rohstoffmarkt Produktlösungen,die mit geringstem Materialaufwand und höchster Produktlebensdauer
gefertigt
werden können und mindert
so den Markt der „low cost
Produkte“.

ANSGAR HINZ
In einem Wort: die Mikroelektronik. Die künftige
Technologiesouveränität inallen Branchen hängt daran,von der Mobilität bis zur
nachhaltigen Energieversorgung. Seit Jahren arbeiten wir
als Verband darauf hin, dasseine gemeinsame europäische
Strategie gefunden wird. Der
Handlungsdruck ist enorm,
denn der Marktanteil Europas stagniert bei sieben Prozent. Mit einem Volumen vonrund 43 Milliarden Euro ist
der European Chip Act vom
Februar 2022 ein erster
Schritt in Richtung einer aktiven Industriepolitik, die Asien und die USA schon lange
fahren. Dabei müssen wir internationale Hersteller ebenso im Blick haben wie unsere
etablierten Player. Und, ganzwichtig: Wir brauchen Menschen mit hoher Expertise,um in Zukunft bestehen zu
können – daran führt kein
Weg vorbei.

President EMEA, Texas Instruments
CEO, VDE

Geschäftsführer, Weco Contact

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ALEXANDERGERFER
In der Leistungselektronik
geht der Trend zu Halbleitern
aus Siliziumkarbid (SiC) und
Galliumnitrid (GaN). Sie haben bei gleicher Nennspannung
einen
niedrigeren
RDSON und eine höhere Effizienz als herkömmlichen
Halbleiter, da sie keine Sperrverzugszeit und niedrigere
parasitäre Kapazitäten aufweisen. Dies eröffnet Möglichkeiten für neue Schaltungstopologien,
höhereFrequenzen und Leistungsdichten. Das Schaltverhaltender Halbleiter verlangt jedoch
neuartige robuste Schaltungsdesigns. Wir sind an diesem
spannenden Thema dran undbieten bereits passende Bauelemente wie einen speziellen
Auxiliary Gate Drive Transformer oder spitzenstrombelastbare SMT-Multilayer-Ferrite zur Motorenentstörung.
CTO, Würth Elektronik eiSos

S P E Z I A L : E M B E D D E DRugged Computer-on-Modules

Wie robust ist robust?

Gängige Computer-on-Modules haben den Arbeitsspeicher über SO-DIMM-Sockel
integriert. Die Schock- und Vibrationsfestigkeit von Steckverbindungen sind begrenzt. So
reichen schon bei konventionellen Speichermodulen schwache Vibrationen aus, um die
Funktionssicherheit des Arbeitsspeichers zu beeinträchtigen. Applikationen mit hoher
Schock- und Vibrationsbelastung brauchen deshalb robustere Auslegungen.
TEX T: Andreas Bergbauer, Congatec BILD ER: Congatec; iStock, FredFroese

Im Railcargo-Bereich treten beispielsweise Vibrationen vonrund 0,002 g²/Hz in einem Frequenzbereich von 0 bis 350 Hz
auf. Die Vibrationsbelastung in einem Düsenflugzeug ist mit
0,01 g²/Hz deutlich höher und reicht bis in Frequenzbereich
von 2000 Hz hinein. Systeme in LKWs sind noch stärkeren Belastungen von bis zu 0,02 g²/Hz ausgesetzt. Extreme Anforderungen stellen zudem Turbinen-Motoren, wie sie beispielsweisein Windkraftanlagen zum Einsatz kommen. Sie beanspruchen
Komponenten sogar mit bis zu 0,03 g²/Hz.

ser Ansatz hat jedoch auch ein Problem, das den Sockel selbst
betrifft, wie von der Embedded Community bereits festgestellt
wurde. Es besteht hier nämlich die begründete Sorge, dass die
Bewegung des Speichermoduls innerhalb des Sockels – in derRegel einer der vergleichsweise preiswerten, handelsüblichen
Sockel, die in Laptops verwendet werden – zu Unterbrechungenbei den Pin-Verbindungen führen kann, die wiederum ein System zum problematischen Absturz bringen können.

Keine Improvisation bitte

Entwickler solcher und vieler weiterer mobilen und stationären Systeme mit Schock- und Vibrationsbelastungen vonstationären 5G-Basisstationen bis hin zur Zügen und Drohnen
suchen deshalb nach Lösungen, den Arbeitsspeicher besser zu
fixieren. Hierbei kam es schon zu abenteuerlichsten Lösungen.
So wurde teils geklebt und teils mit Riemen gegurtet oder auch
Klammern gespannt, um zusätzliche Rückhaltemechanismenzu ermöglichen, damit der SO-DIMM funktionssicher bleibt
und im Extremfall nicht aus seinem Sockel herausrutscht. Die-So gibt es unterschiedliche mechanische Lösungen, Speicherriegel sicher im Sockel zu fixieren. Hierfür fügen Speicherhersteller ihren SO-DIMMs Löcher am hinteren Ende des Moduls
hinzu, die es ermöglichen, das RAM-Modul mit Schrauben zu
fixieren, sodass Stöße und Vibrationen kein Problem mehr darstellen. Tests von diversen SO-DIMM Herstellern haben hierbei
ergeben, dass eine solche Konstruktion durchaus robust ist: Aufeiner Rüttelplatte montiert lässt sich die Konstruktion problem-

58

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5G-Basisstationen müssen samt integrierter
Technik Wind und Wetter trotzen.

los 30 Minuten mit zufälligen Vibrationen von 50 Hz bis 5000 Hz
aussetzen bei einer Vibrationsstärke von 6 grms auf 20 grms in
2 grms-Schritten. Auch stellen Stöße mit 20 g – also dem 20-fachen der Erdbeschleunigung – über 1 ms entlang jeder der drei
Achsen zusätzlich zu Vibrationen mit 0,04 g²/Hz im Bereich von
20 Hz bis 2000 Hz kein Problem dar. Rein technisch erfüllen solche speziellen Lösungen also auch sehr robuste Anforderungen und das ist auch gut so, denn sonstwürde man ja auch daran zweifeln,
dass Computer-on-Modules
selbst ebenfalls solche
Tests überstehen.
Alles wasman für ein "rüttelfestes" also robustes System braucht, sind die
entsprechenden mechanischen Fixierungen.

Standards als Lösungsweg?
Alles schön und gut und es gibt mit RS-DIMM seit 2010 sogar eine Spezifikation für Speicher als Mezzaninekarten, die alle
Robustheitsanforderungen konform der ANSI/VITA 47 Spezifikationen erfüllen. Doch so gut die Ideen waren: Solche Technik
hat nicht viele Abnehmer. Entsprechend findet man solche Mezzanine-Module kaum. Auch Rugged SO-DIMMs mit Montagelöchern sind nicht Massenware. Deshalb sind solche besonders
robusten Module im Einkauf noch immer teurer, als normale.
Zudem sind sie aber auch mechanisch komplexer und infolge auch teurer in der Bestückung, da die Verschraubung in derRegel von Hand gemacht werden muss. Darüber hinaus erfordern sie auch noch zusätzliche Montagelöcher auf den
Boards, was die Produktionskosten zusätzlich erhöht.
Ideal ist folglich, all diese Add-Ons zu vermeiden
und den Speicher einfach direkt auf das Modul zu löten. Dadurch entfallen mehrere
Komponenten auf der Stückliste,
die Fertigung wird kostengünstiger und allem voran ist die
Robustheit hier auch zweifelsohne gegeben. Schock-59

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S P E Z I A L : E M B E D D E DIMPRESSUM
Herausgeber Kilian Müller
Head of Value Manufacturing Christian Fischbach
Redaktion Bernhard Haluschak (Managing Editor/verantwortlich/­-928), Leopold Bochtler (-922),
Ragna Iser (-898), Demian Kutzmutz (-937), Julia Papp (-916)
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Head of Sales Andy Korn
Anzeigen Saskia Albert (Director Sales/verantwortlich/-918), Beatrice Decker (-913), Carolin Dittrich (-899),
Caroline Häfner (-914);
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Inside Sales Karina Reisenegger(-938); sales@publish-industry.net
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redaktioneller Sonderhefte und Messe-Taschenbücher) sowie als Gratiszugabe das jährliche, als Sondernummer
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und MwSt. erhältlich (Porto Ausland: EU-Zone zzgl. 10 € pro Jahr, Europa außerhalb EU zzgl. 30 € pro Jahr,
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Im Falle höherer Gewalt erlischt jeder Anspruch auf Nachlieferung oder Rückerstattung des Bezugsgeldes.
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Dipl.-Kfm. Kilian Müller, München (74,0%); Dipl.-Kfm. Anja Müller,
München (6,1%); Dipl.Komw. Hanno Hardt, München (6,3%); Sonstige (13,6%)

Das COM Express Modul mit Intel Core Prozessoren der 11.

Marketing & Vertrieb Anja Müller (Head of Marketing)Generation ist für raue Umgebungsbedingungen prädestiniert.

Herstellung Veronika Blank-Kuen
Gestaltung & Layout Schmucker-digital, Lärchenstraße 21,85646 Anzing, Germany
Druck F&W Druck- und Mediencenter GmbH, Holzhauser Feld 2,83361 Kienberg, Germany

und Vibrationstests des Arbeitsspeichers können entsprechend
für die Qualifizierung der Systeme entfallen. Hinzu kommt nochein weiterer entscheidender Vorteil des gelöteten Speichers: Er
lässt sich leichter kühlen als klassische Speicherriegel. Dies liegt
zum einen an der besseren Entwärmung über das PCB selbst, auf
dem er aufgelötet ist. Zum anderen können die Kühlkörper, diebei hohen Robustheitsanforderungen exakt auf die Topographie
der Computer-on-Modules angepasst sind, durch eine wärmeleitende Verbindung den Hot-Spot Arbeitsspeicher zusätzlich
effizient kühlen.

Nachdruck Alle Verlags- und Nutzungsrechte liegenbeim Verlag. Verlag und Redaktion haften nicht für unverlangt
eingesandte Manuskripte, Fotos und Illustrationen.
Nachdruck, Vervielfältigung und Online-Stellung
redaktioneller Beiträge nur mit schriftlicher Genehmigung
des Verlags.
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Postvertriebskennzeichen 30771
Gerichtsstand München
Der Druck der E&E erfolgt auf
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erfolgt CO2-neutral.

FIRMEN UND ORGANISATIONEN IN DIESER AUSGABE
Firma

Seite

Firma

Seite

Ansys.................................................................54

Isabellenhütte.....................................................46

Arrow.................................................................54

Kingbright..........................................................33

Becker & Müller..................................................39

KIT...................................................................... 8

Binder..........................................................24, U4

Kontron.................................................... 3, 51, 54

Bosch..................................................................8

MES Electronic Connect......................................43

Codico...............................................................16

Mouser..............................................................42

Congatec...................................................... 54, 58

NXP...................................................................54

Conrad Electronics..............................................19

Phoenix Contact..................................... U2, 48, 54

Dätwyler............................................................28

Rutronik.............................................................38

Detakta................................................................5

Schukat.............................................................29

Deutronic.......................................................3, 49

Schurter.............................................................17

Display Elektronik...............................................31

Siglent...............................................................62

DTOY.................................................................U3

Socionext...........................................................34

Fischer Elektronik......................................... 20, 25

Stäubli...............................................................23

Fraunhofer IOSB...................................................8

Texas Instruments..............................................54

Fraunhofer IZM.....................................................6

TU Berlin..............................................................8

Harting........................................... Titel, 10, 12, 27

TU Braunschweig.................................................8

Heilind...............................................................45

VDE....................................................................54

Hilscher.............................................................54

Weco.................................................................54

ICT Suedwerk.......................................................9

WTS...................................................................41

In-Tech..............................................................30

Würth Elektronik eiSos........................................54

Gelötet ist besser!
Weltbewegend sind solche Lösungswege von der technischen
Seite her nicht. Man kann schließlich alles auf eine Platine löten. Spannend wird es aber dann doch, wenn man sich den gesamten Aufwand anschaut, bis OEM zu einer wirklich robusten
Lösung kommen und hier ist es vor allem überall dort, wo die
Stückzahlen für einzelne Serien nicht in den Himmel schnellen,
wichtig, dass man dennoch ein modulares Konzept hat. Computer-on-Modules, deren Prozessor und Speicher perfekt aufeinander abgestimmt sind und die in mehreren Performanceklassen
angeboten werden, sind hier der Königsweg. Sie kommen als
applikationsfertige Komponente mit speziell angepassten Kühllösungen und allem anderen, was Entwickler für die Auslegung
ihrer individuellen Systeme benötigen und sind über viele Jahre
in identischer Bestückung verfügbar, was das Lifecycle-Management für OEM erleichtert.

Neuste Computer-on-Modules
Die COM Express Type 6 Computer-on-Modules auf Basisder aktuell 11. Generation Intel Core Prozessoren entsprechen

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Spezielle Starter-Sets können auch
zur Applikations-Evaluierung in rauen
Umgebungen eingesetzt werden.

der ETSI EN 300 019-1-7 und IEC 60721-3-7 Spezifikationen fürportablen und nicht stationärem Einsatz von Telekom-Equipment und wurden hierfür speziell für kommerzielle 7K3, 7M2
und industrielle 7K4, 7M2 für Umgebungen geprüft. Diese Klasse gilt auch für den Einsatz an nicht wettergeschützten Standorten in gemäßigtem Freiluftklima und für den Transfer zwischen
diesen Bedingungen. Beispielsweise dort, wo die Geräte direkter
Sonneneinstrahlung, Wärmestrahlung, Bewegungen der Umgebungsluft ausgesetzt sein können und Kondenswasser, Niederschlag, Wasser aus anderen Quellen als Regen und Vereisung
auftauchen können und an denen Schimmelpilzwachstum oderAngriffe von Tieren, ausgenommen Termiten, auftreten können.
Sie dürfen auch in städtischen Gebieten mit üblichen Schadstoffwerten zum Einsatz kommen mit über das gesamte Gebiet
verstreuten industriellen Aktivitäten und/oder mit starkem Verkehr. Auch in unmittelbarer Nähe von Sand- oder Staubquellen
ist der Einsatz zulässig.

dungen in anspruchsvollsten Outdoor- und Off-Road-Umgebungen. Schock- und vibrationsresistente stationäre Devices sind ein
weiterer wichtiger Anwendungsbereich, da die Digitalisierung
den Schutz kritischer Infrastrukturen (CIP) gegen Erdbeben undandere missionskritische Ereignisse erfordert. All diese Anwendungen können nun von superschnellem LPDDR4X-RAM mit
bis zu 4266 MT/s profitieren, diese werden in fein abstuften Varianten von 32, 16, 8 und 4 GB als Standardvarianten angeboten.
Je nach Bedarf können dabei die performantesten Module auch
mit kleinerem Speicher oder leistungsschwächere Varianten auf
Basis des Intel Core i3-1115G4E mit mehr als 8 GB RAM ausgerüstet werden. Auch Varianten mit kostengünstigeren RAMBausteinen aber dafür langsameren Transferraten sind bereits ab
Losen von 100 Stück problemlos möglich. Der In-Band-Fehlerkorrekturcode (IBECC) für Einzelfehlertoleranz und hohe Datenübertragungsqualität in EMI-kritischen Umgebungen unterstreicht das robuste Design der Module.

Erfüllt alle relevanten Standards

Robuste Systeme

In puncto Schock und Vibration eignen sie sich für den Einsatz für anspruchsvollen Transport- und Mobilitätsanwendungen bis hin zu Offroad- und Schienenfahrzeugen. Zudem halten
sie im Dauerbetrieb selbst extremen Temperaturen (-40 bis +85°C), hoher Feuchtigkeit und starken mechanischen Belastungenstand und erfüllen auch alle Anforderungen für den Brandschutz. Für preissensitivere Anwendungen eignet sich auch eine
kostenoptimierte Intel Celeron Prozessor basierte Variante fürden erweiterten Temperaturbereich von 0 °C bis 60 °C. Typische
Kunden für die neue Range an Computer-on-Modules auf Basis
der Tiger Lake Mikroarchitektur sind OEMs von Zügen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen,selbstfahrenden Robotern und vielen anderen mobilen Anwen-

Das Value-Paket beinhaltet zudem robuste Montageoptionen
für das COM- und Carrier-Bundle, aktive und passive Kühloptionen, ein optionales Conformal Coating zum Schutz vor Korrosion durch Feuchtigkeit oder Kondensation sowie Schwefelungsschutz, eine Liste empfohlener Carrierboard-Auslegungen und– für höchste Zuverlässigkeit – schock- und vibrationsresistente
Komponenten für den erweiterten Temperaturbereich. Dieses
technische Feature-Set wird durch ein umfassendes Service-Angebot ergänzt, das Schock- und Vibrationstests für kundenspezifische Systemdesigns, Temperatur-Screening- und High-Speed
Signal-Compliance-Tests sowie Design-in-Services und alle erforderlichen Schulungen umfasst, die den Einsatz der Embedded
Computer-Technologien vereinfachen. ☐61

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E M V / E S D & M E S S T E C H N I K

Messtechnik im Detail

Leitfaden für aussagekräftige
EMV-Pre-Compliance Messungen
Neue Technologietrends und veränderte Marktbedingungen sinddie Treiber für die Entwicklung neuer Produkte. Bei der Entwicklung eines Produkts geht es daher in erster Linie darum, Kundenanforderungen erfüllen zu können. Dies ist verbunden mit derUmsetzung von bestimmten Leistungsparametern undgeplante Funktionalitäten.
TEX T: Thomas Rottach, Siglent BILD ER: Siglent; iStock, d1sk

Ein Bereich, der vielen Entwicklungen gemeinsam ist und oft
Schwierigkeiten bereitet, ist die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV). Die Prüfung der EMV besteht grundsätzlich aus zwei
Teilbereichen, welche jeweils wieder in zwei weitere aufgeteilt ist.
Zum einen wird die Immunität gegen, von außen eingebrachte
elektromagnetische Strahlung untersucht und zum anderen die
Messung der vom Produkt abgegebenen elektromagnetischen
Leistung. Die zweite Teilung bezieht sich auf die Art und Weise der eingebrachten oder vom Objekt abgegebenen Energie. Hier unterscheidet man zwischen Leitungsgebunden
und Ab- oder Einstrahlung. Um eine Zulassung zu erhalten, muss das Produkt, die von der zuständigen Aufsichtsbehörde festgelegten Regeln erfüllen. Produkte, die dieseBeschränkungen nicht erfüllen, können nicht legal auf den
Markt gebracht werden.
Die Zulassungsmessungen für den Teilbereich „Emission“ werden mit CISPR-konformen EMV-Testreceivern inabgeschirmten Umgebungen, wie EMV-Kammern durchgeführt. Es ist sehr budgetintensiv eine entsprechende Umgebung aufzubauen. Da die Wartezeiten für Termine bei zertifizierten Laboren lang sind und die Kosten pro Testdurchlauf
nennenswert sind, können im Vorfeld der Zulassungsmessung
sogenannte Pre-Compliance-Messungen durchgeführt werden.
Der Spektrumanalysator ist hierbei das zentrale Instrument zur
Durchführung dieser Vormessungen. Analysatoren mit EMVspezifischen Eigenschaften sind in den letzten Jahren sehr erschwinglich geworden und werden unter anderem auch mit speziellen „EMI-Optionen“ verkauft.

stellungen unddiese müssen fürdie Vormessungen so
nah wie möglich an
den Anforderungen der spezifischen EMV-Normen liegen. Zu
den wichtigen EMV-normenbezogenen Anforderungen zählen
die Einstellungen des RBW-Filters, der Videobandbreite (VBW),
des Detektortyps, des Frequenzbereichs und die Sweep-Zeit. Die

In diesem Artikel sollen grundlegende Testkonzepte für die
EMV-Vormessung vorgestellt werden. Es soll auch auf die spezifischen Einstellungen der Messgeräteparameter eingegangen werden. Die Analysatoren enthalten eine Vielzahl von Parameterein-

62

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Abstand der Messpunkte bei
29,85 MHz Span und RBW 9

Die Auflösebandbreite (RBW)Strahlungslimits und Wandlereigenschaften wirken sich auch auf die erforderlichen Einstellungenaus. Die Geräteeinstellungen müssen optimiertsein, um einen guten Kompromiss zwischen hoher Empfindlichkeit und geringer Verzerrung zu
erzielen. Die in dieser Anwendungsbeschreibung
dokumentierten Messkurven wurden mit einem
Spektrumanalysator von Siglent durchgeführt.
Alle Erklärungen und Hinweise sollen einen
Einblick geben, so dass der finale Konformitätstest ohne böse Überraschungenvon statten gehen kann und damit eineschnellere Markteinführung erzielt
werden kann.

In der Regel findet man bei Spektrumanalysatoren gaußförmige Filter mit einstellbaren Bandbreiten, die einer 1 -3 -10 Sequenz folgen, zum Beispiel 1kHz, 3kHz, 10kHz, 30kHz, ... . Um
den CISPR-Standards zu entsprechen, muss der Spektrumanalysator zusätzlich sogenannte CISPR-Filter zur Verfügung stellen.
Viele Analysatoren verwenden standardmäßig gaußförmige Filter. Für EMV-Vormessungen sollten daher die Filter der EMI-Filteroption verwendet werden. Neben der Angabe der Filterform,
Impulsantwort und Nebenkeulenunterdrückung spezifiziert
CISPR die Frequenz Bänder und die entsprechenden zu verwendenden Filterbandbreiten. Mit sinkender Auflöse-Bandbreite (RBW) sinkt auch der Grundrauschpegel (Displayed Average
Noise Level - DANL). Eine Daumenregel ist: Faktor 10 kleinere
RBW entspricht 10 dB niedrigerer DANL.

Es beginnt damit, dass die relevanten Normen gefunden werden
müssen. Es existieren mehrere
Normen, welche EMV-Testaufbauten und Anforderungenan Messgeräte spezifizieren. Am
prominentesten sind die Standards
CISPR 16 und EN 61000-4. Es gibt weitere relevante Standards wie CISPR 25,
Mil-461, DO 160 und noch weitere. Zusätzlich gibt es spezifische Normen, welche die Limits
und Test für die entsprechenden Anwendungsbereiche, wie CISPR 14 (Haushaltsgeräte, elektrische Werkzeugeoder CISPR22 (Geräte der IT) festlegen. Da es in diesem Artikel
hauptsächlich um die konkreten Einstellungen des Messgeräts
geht, wird im Folgenden hauptsächlich auf den CISPR 16-Standard referenziert.

Die Frequenzauflösung
Der Sweep eines Spektrumanalysators wird in diskreten
Schritten mit äquidistantem Abstand durchgeführt. Normalerweise ist die Anzahl der Frequenzschritte pro Sweep identisch
mit der Anzahl der Anzeigepixel in X-Richtung. Die Siglent
SSA3021X beispielsweise hat eine Auflösung von 751 Frequenzpunkten pro Sweep. Andere gebräuchliche Spektrumanalysatoren
haben 601 Messpunkte pro Sweep. Nach dem Start ist beim Spektrumanalysator normalerweise der komplette Bereich sichtbar
die RBW auf 1 MHz eingestellt.
Legt man jetzt ein Signal an, kann es sein, dass Frequenz und
Amplitude nicht richtig angezeigt werden. Der Grund dafür ist
bei der Einstellung des Frequenzbereichs und der RBW zu suchen. Eine kurze Berechnung und Betrachtung der Filterkurven
und Abstände zwischen benachbarten Frequenzpunkte zeigt den
Grund. Teil man den vollen Frequenzbereich des Systems Siglent

Im Folgenden werden die einzelnen oben genannten Einstellungen erklärt und Hinweise zu den Einstellungen gegeben.

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E M V / E S D & M E S S T E C H N I K

CISPR Definition: Abstandder Messpunkte

Pulse verfehlen und würde das Breitbandrauschspektrum nicht
richtig messen. Folglich spezifiziert CISPR 16 minimale SweepZeiten, ebenfalls abhängig vom Frequenzbereich und Detektor.
Längere Sweep-Zeiten wirken sich mittelnd aus und reduzieren
den Rauschpegel.

SSA3021X Plus (2,1 GHz) durch die Anzahl der dargestellten
Punkte 751, erhält man einen Abstand zwischen zwei Frequenzpunkten von 2.8 MHz. Mit einer RBW von 1 MHz entstehen nicht
abgedeckte Lücken und es ist nicht möglich die Signale richtig
zu erfassen. Es entstehen Fehler in der Amplitude und eine Verschiebung der Frequenz hin zu einem der diskreten Punkte.

Detektoren

Nehmen wir ein weiteres Beispiel und betrachten eine typische leitungsgebundene Emissionsmessung. Die Messung deckt
den Frequenzbereich bis 30 MHz ab und erfordert eine CISPR
RBW von 9 kHz. Mit der gleichen Rechnung (fstep = 30 MHz/ 751 Punkte) ergibt sich ein Abstand von 39,9 kHz. Das heißt,
ein erheblicher ein Teil des Spektrums würde gar nicht gemessen werden. Um das gesamte Spektrum innerhalb der Spanneeines Frequenzsweeps abzudecken, schreibt CISPR 16 vor, dassbenachbarte Frequenzpunkte nicht mehr als die Hälfte der Auflösebandbreite voneinander entfernt sein dürfen. Im Falle vonim obigen Beispiel darf der Abstand nicht mehr als 9 kHz / 2 =4,5 kHz betragen. Unter Berücksichtigung dieser Informationen
müssen die Frequenzbereichseinstellungen so gewählt werden,
dass der Frequenzabstand und RBW-Spezifikationen von CISPR
16 entsprechen.

Bei den meisten EMV-Tests sind für verschiedene Detektoren
unterschiedliche Grenzwerte definiert. Während Scans mit Mittelwert- und Spitzenwertdetektoren relativ schnell durchgeführt
werden können, benötigen Quasi-Peak-Detektoren eine wesentlich längere Messzeit. Bei Messempfängern ist 1 Sekunde pro
Messpunkt üblich. Bei Spektrumanalysatoren ist das ebenso. Eineinzelner, vollständiger Messscan kann mit dem Quasi-Peak-Detektor so beispielsweise mehrere Stunden dauern. Es gibt jedoch
einen Workaround, der die Messzeit deutlich verkürzt:Sweep-Zeit

Das Messergebnis mit dem Peak-Detektor ist immer höher als
das Messergebnis mit dem Mittelwert Detektor. Das Messergebnis des Quasi-Peak-Detektors liegt immer zwischen den Ergebnissen der Mittelwert- und der (positiven) SpitzenwertdetektorMessung. Das Ergebnis der QP-Detektor-Messung wird nie höher
sein, als das Messergebnis des (Positiv-)Peak-Detektors.

CISPR 16 unterscheidet zwischen Breitband- und Schmalbandrauschen. Schmalbandrauschen wird typischerweise durch
Taktsignale verursacht. Breitbandrauschen wird meist durch
Datensignale verursacht. Das liegt daran, dass Datensignale einemehr oder weniger willkürliche Bitfolge sind und deren Spektrum daher dynamisch und breitbandig erscheint. Darüber hinaus
gibt es noch Signale, die nicht immer auftreten. Deren Erscheinen
ist abhängig von der Aktivität und den Aufgaben, die etwa ein
Controller ausführt. Ein „zu schnell“ ausgeführter Sweep, kann

Führt man nun einen kompletten Scan mit dem Peak-Detektor durch und bewertet das Ergebnis dann mit den Quasi-PeakLimits, lassen sich folgende Schlussfolgerungen treffen. Liegen
die Signale innerhalb der QP-Limits, hat der Prüfling die Prüfung
bestanden. Liegen einige Signale der Peak-Detektor-Messungüber dem QP-Limit, besteht immer noch die Möglichkeit, dassdas Quasi-Peak-Ergebnis innerhalb der Grenzen liegt. Falls die
Störspitzen jedoch 10 dB oder mehr oberhalb der Grenze liegen,ist die Chance des Bestehens ziemlich gering.

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Vergleich DANL bei unterschiedlichen
Dämpfungseinstellungen (Att)

Zur finalen Verifizierung muss nur noch eine selektive Nachmessung mit dem Quasi-Peak-Detektor durchgeführt werden.
Hier müssen aber eben nur die Frequenzpunkte, an denen die
Peak-Detektor-Messung die Grenzwertlinie gekreuzt hat, gemessen werden. Bei der selektiven Nachmessung von Störspitzen mit
kritischen Amplituden ist zu berücksichtigen, dass die Störspitzen in der Zeit zwischen den beiden Messungen in der Frequenz
gedriftet sein können.

Klasse 5 leitungsgebundene Emissionen (Spannungsmethode),haben sehr niedrige Grenzwerte und erfordern daher die Reduzierung der Eingangsdämpfung.
Strahlungsemissionsmessungen erfordern eine sehr hohe
Empfindlichkeit. Entsprechende Standardeinstellungen hier sindnormalerweise 0 dB Eingangsdämpfung und Vorverstärker an.
CISPR 16 schreibt vor, dass das Grundrauschen des Messaufbaus
mindestens 6 dB unter dem Grenzwert liegen muss, dann es muss
ein ausreichend großer Dynamikbereich zur Verfügbarkeit stehen, um auch kritische Störsignale zuverlässig messen zu können.

Spitzen, welche durch Schaltregler entstanden sind, können
im Zeit- und Temperaturverlauf sogar erheblich driften. Würden
nur die einzelnen Frequenzen nachgemessen werden, bestünde
die Möglichkeit, dass die Energie der Spitzen nicht vollständig
detektiert werden kann. Daher sollte die Nachmessung auch anmehreren benachbarten Frequenzpunkten durchgeführt werden.
Die Zeitersparnis im Vergleich zu einem vollen QP-Sweep ist
trotzdem noch immens.

Überlegungen zur Verzerrung

Beim Einstellen des Spektrumanalysators für EMV-Messungen ist eine sorgfältige Auswahl des internen Dämpfungsglieds ist
unabdingbar. Der Screenshot zeigt die Auswirkung der internen
Dämpfungs- und Vorverstärkereinstellungen auf die DANL desAnalysators.

Wenn am HF-Eingang des Spektrumanalysators zu starke
Signale angelegt werden, können in der Eingangstufe des Analysators, an den dort verbauten Elementen mit nicht-linearem
Verhalten (Mischer, Verstärker) Verzerrungsprodukte entstehen. Diese sind im Messspektrum sichtbar und können als Störung des Testobjektes (fehl-)interpretiert werden. Der Anwendermuss verstehen, wie die Entstehung der Verzerrungen mit dem
Eingangssignal zusammenhängen. Dies ist notwendig, um das
Messergebnis richtig interpretieren zu können und um die vom
Analysator verursachten Verzerrungen von den Störungen desTestobjekts unterscheiden zu können.

Bei der Durchführung von leitungsgebundenen Emissionsprüfungen besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit für Störsignale
mit hoher Amplitude. Die Wahl von 0 dB Eingangsdämpfung und
eventuelles gleichzeitiges Einschalten des Vorverstärkers kann zu
Intermodulationsverzerrungen und/oder ADC-Sättigung führen.
Folglich sind die Standardeinstellungen für die meisten durchgeführten Emissionstests folgende: 20 dB Eingangsdämpfung
und Vorverstärker ausgeschaltet. Einige Standards wie CISPR 25,

Die dominantesten nicht-linearen Verzerrungen sind die
Harmonischen zweiter und dritter Ordnung. Die Verzerrung
zweiter Ordnung nimmt zum Beispiel quadratisch mit der Amplitude des Grundsignals zu. Wenn etwa die Grundleistung um
1 dB erhöht/verringert wird, erhöht/verringert sich die Verzerrung zweiter Ordnung um 2 dB. Mit Hilfe von Dämpfungsgliedern kann festgestellt werden, ob Störsignale von der Signalquellestammen oder ob sie vom Spektrumanalysator erzeugt werden. ☐Interner Abschwächer, Vorverstärker

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224,6
Milliarden Euro betrug die Summe der aggregierten

Quelle: Destatis und
ZVEI-eigene BerechnungenD I E Z A H L

Exporte der deutschen Elektro- und Digitalindustrie im Jahr
2021 - ein Plus von 10,2 Prozent gegenüber 2020.

Ob sich dieser positive Trend auch 2022 fortsetzt, beliebt aufgrund der aktuellen
Krisensituation abzuwarten. Mehr über aktuelle Elektroniktrends erfahren Sie unter
anderem in unseren Spezial-Beiträgen ab Seite 54.

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Der Award „Digital Transformer of the Year“ zeichnet seit 2017 diebesten Transformator:innen der deutschen Wirtschaft in den Kategorien
AUTOMOTIVE, MANUFACTURING, HEALTH, MEDIA & HR für herausragende Leistungen in der digitalen Transformation von Unternehmen
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M8-D
Datenübertragung bis 100 MBit/s
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