mehrflexibilitätdank spezifischerdisplay-module...wissen. impulse. kontakte. b19126 28.januar2020...

Wissen.Impulse.Kontakte.

www.elektronikpraxis.de

B1912628. Januar 2020

€ 12,90

2

Mehr Flexibilität dankspezifischer Display-ModuleProdukte sollen schnellstmöglich auf den Markt kommen und hinsichtlich Updatesflexibel bleiben. Hier helfen intelligente Display-Module weiter. Seite 16

Mehr Platz inSchaltschränkenDas VerdrahtungssystemAirSTREAM Compact bietetkleineren Schaltschränkenviele Vorteile. Seite 24

Kühlungssystemefür E-FahrzeugeMehrschichtrohre undConnectoren ergänzen dasWärmemanagement in derIndustrie. Seite 30

Sensoren und LEDsim Auto steuernDie Hardware-ArchitekturILaS führt Sensoren undLEDs im Fahrzeuginnenraumzusammen. Seite 44

document963343829212133161.indd 1 17.01.2020 11:21:42

http://www.elektronikpraxis.de

191101_AWAIT_EP_DE.indd 1 11/1/19 2:12 PM

3

EDITORIAL

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 2 28.1.2020

Was im neuen Jahrzehnt dieAntriebstechnik herausfordert

Zum Beginn eines neuen Jahrzehntserwartet Sie ein neues PraxisforumAntriebstechnik. Jeder der dreiForentage (17.-19.3.2020) ist einGlanzlichtfür sich. In der Eröffnungsredebeleuchtetdie Juristin Susanne Meiners einen aktu-ellen Fall der Software-Entwicklung, derzu tragischen Unfällen führte. Meinersvermittelt die Haftungsrisiken für Ent-wickler und Hersteller, wenn ein auf Au-tonomie getrimmtes System versagt.Hier schließt Dr. Martin Schulzmit sei-

nen Vorträgen an und berichtet aus derPraxis über häufig übersehene Fehler-quellen. Der Principal Application Engi-neer bei Infineon legt die technischenundjuristischen Hintergründe offen und er-läutert den Einfluss der SicherheitsnormISO26262, die Fragender Produkthaftungsowie die Anwendung der RichtlinieAGQ324 hinsichtlich Leistungshalbleiterim Antriebsstrang kommerzieller Fahr-zeuge. Ferner lehrt er dasVerständnis fürdie immer vorhandenenparasitärenGrö-ßen und ihren Einfluss auf die Leistungs-elektronik.Mit den Umweltaspekten aus Entwick-

ler- und Unternehmersicht startet derzweite Forentag. Denn die aktuelle CO2-Bepreisung hat Einfluss auch auf die

„Das Praxisforum zeigttechnische Lösungen, umdie neuen gesetzlichenForderungen zu erfüllen.“

Gerd Kucera, [email protected]

Technik der elektrischen Antriebe. Euro-päische und deutsche CO2-Minderungs-ziele sowie das internationale Parisab-kommen verschärfen die Normenwelt abJuli 2020.Dr. ConstantinHerrmann, Seni-or Consultant bei thinkstep, erklärt in derKeynote, wie diese NormenAntriebskon-zepte verändern. ImFolgevortrag von Dr.Savvas Tsotoulidis (Siemens) erfahrenEntwickler, Zertifizierer und Herstellervon Motoren und FUs Details zu den an-stehenden gesetzlichen Verschärfungen.Wie Gutes noch besser werden kann,

lehrtDr.UlrichClaußamdrittenTag: etwain seiner Keynote zu einerMotorgenerati-on, dieHigh-Torque-Technikmit hochprä-zisem Gleichlauf kombiniert. Danach er-klärt er den mechanische Quellenwider-stand und stellt die besonderen Stärkendes Torque-Motors heraus. Alle Detailsauf praxisforum-antriebstechnik.de.

Herzlichst, Ihr

PCB Designin Echtzeit

Für die täglichen Herausforderungender Elektronikfertigung bieten OrCADund Allegro zuverlässige Lösungen. JedesQuartal kommen neue Funktionen hinzu.

Effiziente Real-Time Prüfungenvermeiden Fehler durch frühes Echtzeit-Feedback und beschleunigen das Layout.

DFM-Prüfungen während des Layoutsreduzieren Iterationen mit der Fertigung.

Testen Sie OrCAD und sehen Sie selbst,wie einfach sich Design-Fehler frühzeitigvermeiden lassen.

FlowCAD

Mit OrCAD/Allegro Design-Fehler frühzeitig vermeiden

[email protected]

OrCAD Free TrialDownload starten · Installieren

Vollversion mit neuesten Funktionenkostenlos testen

Mehr unter: FlowCAD.de/Trial

document5417251118664160855.indd 3 14.01.2020 13:43:25

mailto:[email protected]:[email protected]

4 ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 2 28.1.2020

ELEKTRONIKSPIEGEL6 Zahlen, Daten, Fakten

8 Aktuelles

SCHWERPUNKTEBauteilebeschaffungTITELTHEMA

16 Display-Module versus klassische DisplaysUnternehmen müssen Produkte nicht nur schnell, sondernauch hinsichtlich Updates flexibel auf den Markt bringen.Hier helfen spezifische Display-Module weiter.

Schaltschränke20 Markieren und Kennzeichnen beim Schaltschrankbau

In einer zunehmend digitalisierten industriellen Welt pro-filieren sich Anbieter durch Service. Im Artikel betrachtenwir die Punkte, die die Kaufentscheidung des Anwendersbeeinflussen.

24 Mehr Platz und Flexibilität in SchaltschränkenDas Verdrahtungssystem AirSTREAM Compact ist fürkleinere Schaltschränke ausgelegt. Vorteile sind die bessereLuftzirkulation und die vereinfachte Verdrahtung.

Wärmemanagement26 Six-Sigma-Prinzipien bei der Elektronikkühlung

Am Beispiel eines Elektronikgehäuses im Auto wird die Vor-gehensweise bei der thermischen Optimierung erklärt.

30 E-Fahrzeuge und Ladestationen besser temperierenMehrschichtrohre und Connectoren verbessern KonzeptezumWärmemanagement von Lade- und Speicherstationenin der Industrie sowie bei Elektro- und Hybridfahrzeugen.

Elektronik-Design32 Fehler aufdecken mit Leiterplatten-Co-Simulation

Mehr als die Hälfte aller Elektronikausfälle entstehen durchthermische Überlastung. Das integrierte PCB-Tool PowerDCund das neue Paket Celsius zeigen dem Leiterplatten-Ent-wickler verborgene Fehlerquellen.

Automatisierung38 Es ist ein schwieriges Umfeld, aber keine Krise

Für die elektrische Automation erwartet der VDMA imErgebnis 2019 einen Umsatzrückgang von 1%, der imlaufenden Jahr auf 4% zulegen kann. Hauptgrund sei dieallgemeine Abkühlung der Weltkonjunktur.

Lichttechnik & Optoelektronik44 Sensoren und LEDs über ein Netzwerk steuern

ISELED ermöglicht anspruchsvolles, dynamisches Licht imFahrzeuginnenraum. Mit ILaS sind neue Hardware-Archi-tekturen möglich, damit sich Sensorik und Licht im Cockpitzusammenführen lassen.

TIPPS & SERIEN14 Power-Tipp

Schaltregler – Wann wird ein kurzer Puls kritisch?

INHALT Nr. 2.2020

Titelbild: ©metamorworks - stock.adobe.com

BAUTEILEBESCHAFFUNG

Vorteile von Display-Modulen gegenüberklassischen DisplaysDie Anforderungen an Displays haben sich starkverändert: Auch bei industriellen Applikationenerwarten Anwender ansprechende Benutzeroberflä-chen mit Touchscreen und interaktiver Darstellungsowie intuitiver Bedienbarkeit. Hier lohnt es sich,über Display-Module nachzudenken. Neben deneinfachen Schnittstellenmodulen gibt es intelligenteDisplay-Module mit integriertem Controller undGrafikprozessor. Für komplexe Anwendungen sindLösungen mit Single-Board-Computer ratsam.

16

document6569044243025928109.indd 4 20.01.2020 09:40:52

5ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 2 28.1.2020

ZUM SCHLUSS50 Andreas Falke, FBDi

Wir brauchen keine Nullen, sondern mutige Macher

RUBRIKEN3 Editorial

49 Impressum

20 Schaltschrankbau Kenn-zeichnen und Markieren

32 Verborgene Fehler-quellen bei Leiterplatten

26 Six-Sigma-Prinzipien beider Elektronikkühlung

44 Sensoren und LEDs überein Netzwerk steuern

Praxisforum elektrischeAntriebstechnik17.-19.03.2020, WürzburgDas Praxisforum ElektrischeAntriebstechnik schlägt die Brückezwischen Technikforschung und Anwendung. RenommierteReferenten vermitteln in Würzburg Grundlagen, komplexes inter-disziplinäres Wissen und aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.www.praxisforum-antriebstechnik.de

Lernen Sie von unseren Experten!

Sie wollen Ihr Know-how erweitern und auf dem aktuellstenStand bleiben? Besuchen Sie unsere Seminare und lernenSie von ausgewählten Experten aus Ihrer Branche. BuchenSie jetzt Ihr Seminar! Praxisnah! Qualitativ! Vernetzend!

www.b2bseminare.de

ist eine Marke der

1334

7

Leiterplatten für KFZ-und EMobilität

www.b2bseminare.de/1081

Steckverbinder, das Rückgratder Elektronik


Embedded Programmierungmit modernem C++


www.b2bseminare .de

UnserSeminar-angebot fürElektronik-Entwickler

Batterien – Grundlagenund Anwendungen


Wichtiges und richtiges Messenan der realen Stromversorgung


LED-Beleuchtung in derelektrotechnischen Praxiswww.b2bseminare.de/1002

1334

7

www.b2bseminare .de

Unser Seminar-angebot für Elektronik-Entwickler

Batterien – Grundlagen und Anwendungen


Wichtiges und richtiges Messen an der realen Stromversorgung


LED-Beleuchtung in derelektrotechnischen Praxiswww.b2bseminare.de/1002

document6569044243025928109.indd 5 20.01.2020 09:41:20

http://www.praxisforum-antriebstechnik.dehttp://www.b2bseminare.dehttp://www.b2bseminare.dehttp://www.b2bseminare.de/1081http://www.b2bseminare.de/1105http://www.b2bseminare.de/116http://www.b2bseminare.de/132http://www.b2bseminare.de/1082http://www.b2bseminare.de/1002

6

ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN


1909: Elektromotorboot „Accumulator“Mit Zustimmung des Prinzregenten Luitpold bestellte der Oberst-hofmeisterstab im Jahr 1909 vier Boote – ein Elektroboot, zweimit Petroleum befeuerte Dampfmaschinenboote und ausschließ-lich für Hofdienstzwecke ein kleines Elektroboot. Ihren Anfangnahm die Motorschifffahrt schließlich am 15. Juli 1909 mit demvon Siemens-Schuckert gelieferten Elektromotorboot „Accumula-tor“ (1910 auf „St. Bartholomä“ umgetauft). Es fasste 38 Personen,war 12 m lang, 2,15 m breit und hatte etwa 15 PS. Bootskörper und

Kajüte waren aus Mahagoni. Die erforderliche Energie lieferte eineBleibatterie, die bei einer Geschwindigkeit von 10 km/h einen Ak-tionsradius von rund 100 Kilometern ermöglichte. Kurz nach derIndienststellung der „Accumulator“ wurden die beiden 18 Per-sonen fassenden Dampfmaschinenboote „Tristan“ und „Isolde“gewassert. Das für hofdienstliche Zwecke hochherrschaftlich aus-gestattete Elektromotorboot „Gemse“ kam wenig später hinzu undkonnte bis zu 20 Personen transportieren. // EK

AUFGEMERKT

Bild:B

ayerischeSeenschifffahrt

document6742340865951236508.indd 6 15.01.2020 13:34:13

7

ELEKTRONIKSPIEGEL // ZAHLEN, DATEN, FAKTEN


AUFGEDREHT: Erster Hybrid-Truck für Dakar

Weltpremiere: Bei der diesjährigen Rally Dakarnimmt erstmals ein Hybrid-Truck teil. ZF statte-te gemeinsam mit MKR Technology den RenaultC460 des Teams Riwald Dakar mit einem eigensfür diesen Zweck entworfenen Antriebsstrang

aus. Kernstück ist ein Prototyp des zentralenelektrischen Achsantriebs von ZF. Für den Ral-lyeeinsatz wurde dieser jedoch hard- und soft-waretechnisch neu ausgerichtet. Das Endpro-dukt hört auf den Namen CeTrax Lite RS. // TK

BasisfahrzeugEin Renault C460 dernach dem Umbau aufHybridantrieb für dieRally Dakar auf einGesamtgewicht von8,5 t kommt.

ElektronikAn Bord sind auch eineintegrierte Leistungs-elektronik und einHybrid-Steuergerätsamt für die Rallyeerstellter Software.

E-AntriebDer zentrale elektrischeAchsantrieb ZF CeTraxLite RS liefert 150 kWSpitzenleistung sowie1400 Nm zusätzlichesDrehmoment.

DieselmotorDer 6-Zylinder-Diesel-motor Renault DXI 13 mit12,8 l Hubraum wurdevon MKR Technologymodifiziert und liefertrund 1000 PS.

ÜbersetzungEine speziell entwickelteÜbersetzungsstufepasst die 13.000 min-1

der E-Maschine an die2700 min-1 des Diesel-motors an.

AllradantriebDas Verteilergetriebewirkt auf den Verbren-nungsmotor und das E-Aggregat ein und machtden Renault-Truck zumAllrad-Offroader.

„Wir müssen nicht nur in diekünstliche, sondern auch inmenschliche Intelligenzinvestieren.“Michael Bolle, Geschäftsführer bei Bosch

AUFGE-SCHNAPPT

AUFGEZÄHLTMilliarden Euro erhielten deutsche Gründer vonInvestoren für Geschäftsideen wie Mobilitäts-dienste, Software-Lösungen und Finanz-Appsim Jahr 2019. Das waren nochmals 36% mehrals der bisherige Höchststand im Jahr 2018 mit

4,6 Milliarden Euro. Vor allem internationale Investoren steckten viel Geldin hiesige Start-ups, wie eine Studie der Beratungsgesellschaft EY zeigt. Ammeisten Geld floss in die Firma Flixmobility, die für ihre Fernbusse bekannt ist.

6,2

ExoMars-Rover„Rosalind“

Der Marsrover „Rosalind“ soll mit einem spezi-ellen Laser Bodenproben auf dem Mars unter-suchen. Vor demStart wurde derMarsrover ein-gehend getestet:Dazu wurde derRover 18 Tage ei-nem Thermal-Va-kuum-Test aus-gesetzt: starkeTemperaturän-derungen undselbst Vakuumdürfen nicht zumSystemausfa l lführen. // HEH

Batterie-RecyclingAudi und Umicore habendie Testphase einer strate-gischen Forschungskoope-ration erfolgreich abge-schlossen. Das Ergebnis:Mehr als 90% des Kobaltsund Nickels aus den Hoch-volt-Batterien des Audie-tron lassen sich wieder-gewinnen. Umicore erhältgebrauchte Zellmodule desAudi e-tron und verarbeitetdiese zu Precursor- undKathodenmaterial. Ausdiesen Materialien könnenneue Batteriezellen herge-stellt werden, die recycel-tes Kobalt und Nickel ent-halten. //TK

Bild:Airb

us

Bild: MKR Technology

Bild:A

udi

document6742340865951236508.indd 7 15.01.2020 13:34:20

8

ELEKTRONIKSPIEGEL // AKTUELLES


Die europäische EMS-Industrieist ein wichtiger Player

Die europäische EMS-Industrie verändert sich, einerseits durch neueEMS-Unternehmen in Frankreich, andererseits durch starkes Wachstumin Osteuropa. Der EU-Markt wächst insgesamt, der Wettbewerb auch.

DieMarktforschungvon ‚in4maMarkt-statistiken & Analysen‘ für die euro-päische EMS-Industrie im Jahr 2018ist abgeschlossen.Nachdemzu Jahresbeginnnoch aufgrund der Jahresstatistik bei dendeutschenMeldefirmen, die immerhin 68%desdeutschenProduktionsvolumens ausma-chen, ein Umsatzplus von 7,4% verzeichnetwurde, kam das Endergebnis für Deutsch-land auf 5,3%. Der Unterschied ist einfacherklärt, Firmenmit schwachen Ergebnissenversuchen diese geheim zu halten und mel-dennicht in die Jahresstatistik. Rein rechne-risch hatten die Firmen, die nicht meldenund 32% des Deutschen Produktionsvolu-mens erwirtschaften, lediglich ein mittleresUmsatzwachstum von 0,8%.Auf Europäischer Ebene gab es massive

Veränderungen, einerseits durch neu hinzugekommene EMS-Unternehmen in Frank-reich, andererseits durch starkes Umsatz-wachstum in Osteuropa. Die Anzahl derWesteuropäischen EMS-Unternehmen be-trug zu Jahresbeginn noch 1.454 Unterneh-men (423 in Osteuropa). Mit Unterstützungdes französischenElektronikverbandes SNE-SE konnten in Frankreich zusätzlich zu den181 EMS-Unternehmenweitere 281Unterneh-men identifiziert werden, so dass derzeit inFrankreich 462 EMS-Unternehmen bekanntsind.DieGesamtzahl der EMS-Unternehmenhat sich damit auf 2158 Firmen erhöht, diezu 1888 Unternehmen gehören.Weitere 69 Unternehmen müssen noch

untersucht werden, was sich etwas schwie-riger gestaltet, da diese FirmenkeineHome-page haben. Aufgrund der Tatsache, dassdiese Unternehmen alle im Umsatzbereichvon maximal bis 2 Mio. Euro anzusiedelnsind, wird sich damit das europäische Um-satzvolumen nicht wesentlich ändern. Fürjede dieser 2158 Firmen gibt es kompletteKontaktdaten und wesentliche Zahlen wieUmsatz und Mitarbeiter und in vielen Län-dern zudemnochdiverseBilanzzahlen.Dem-entsprechend ist das gesamte Produktions-volumenvon einemeinzelnenLandbzw. vonganz Europa lediglich ein einzelner Klick in

der Excel-Datenbank. Für 2018 ergibt sich einUmsatz von 42,081 Mrd. Euro und eineWachstumvon9%zu 2017. DiesesWachstumbedarf weiterer Erklärung.Wir alle erinnernuns noch an die Allokations-Probleme unddamit verbundenePreiserhöhungen sowohlbei Memory-Halbleitern als auch bei MLCCund passive Chip-Widerständen.Die Profis unter den EMS/ODM konnten

diese Preiserhöhungen (zumindest partiell)an den Kunden weitergeben, welches demUmsatzwachstum half. Ein massives Um-satzwachstum fand 2018 jedochmit 15,8% inOsteuropa statt (Westeuropa 3,3%). GlobaleEMS legten in ihren Fabriken in Osteuropamassiv zu: Flex in Ungarn (+40%), Wistronin Tschechien (+209%), Foxconn in Tsche-chien (+12%), Jabil in Ungarn (+60%).Einepotenzielle Erklärung ist vielleicht in

der Aussage von Simon Lin, Chairman/CSOvonWistronCorp zu finden: „Wewill enhan-ce thedistribution andbalance of our globaloperation sites“. Ursache könnte hier derHandelskriegUSA/China seinunddamit ver-bundendie Eliminierung sämtlicher Risiken,

Schwieriges EMS-Geschäft:Marktforscher Dieter G.Weiss kennt die europäische EMS-Industrie wie keinzweiter und liefert regelmäßig hochinteressanteEinblicke.

Bild:W

eiss

Engineering die zurVerschlechterungderUnternehmens-

ergebnisse führen könnten.Einen erstenBlick auf die Entwicklungder

Europäischen EMS-Industrie für 2019 kannmanwerfen,wennmandie börsennotiertenUnternehmenauswertet, die ihre ErgebnissejedesQuartal veröffentlichenundmittlerwei-le die Ergebnisse der ersten 3 Quartale be-richtet haben. Dazu gehören Cicor (Halb-jahr), Incap, Kitron, Neways, Norbit, Note,Scanfil. Die Berechnung des organischenWachstums, also ohne Zukäufe, führt in denersten neunMonaten 2019 zu einemWachs-tum gegenüber dem gleichen Zeitraum desVorjahres von 9,6%.Darüber hinaus arbeitet in4ma derzeit an

der Zusammenstellung der EMS-Unterneh-men imMittleren Osten und Nordafrika, wobisher 48Unternehmen identifiziertwurden.Für diejenigen, die mehr auf EMEA als aufEuropa fokussiert sindbedeutet dies für 20182.206EMS-Unternehmen, die zu 1.926Unter-nehmen gehören und in Summe in EMEAeinenUmsatz von43,72Mrd. Euro (51.63Mrd.USD) erwirtschafteten.In der ersten Januarwoche 2020 startete

wieder die Jahresstatistik, zu der über 200EMS-Unternehmen angeschrieben werden.Jemehr EMS-Unternehmen teilnehmen, um-so genauer wird die erste Auswertung für2019, die sechsWochen nach Jahreswechselan alle Meldefirmen kostenlos verteilt wird.Weitere Informationen zur in4ma-Statistikgibt es beiWeiss Engineering: [email protected], www.in4ma.de.

EMS-Tag stellt die 100 größtenEMS/ODM-Unternehmen vorDieter G. Weiss, den Verfasser der in4ma-

EMS-Studien, könne Sie persönlich am 18.Juni 2020 auf dem 18. Würzburger EMS-Tagtreffen.Dortwird er die Top 100der globalenEMS/ODM-Unternehmen vorstellen und de-renEntwicklung aufzeigenundanalysieren.Alle Infos zum EMS-Tag finden Sie onlineunterwww.ems-tag.de. // JW

in4ma /Weiss Engineering

document5200019795932466371.indd 8 16.01.2020 13:46:01

http://www.in4ma.dehttp://www.ems-tag.de

1324

3

Unsere Partner www.ems-tag .de

Eine Veranstaltung von – einer Marke der

Werden Sie Referent auf einer der wichtigstenVeranstaltungen der Electronics-Manufacturing-Service-Branche

Der EMS-Tag analysiert die Veränderungen dieser Branche und diskutiertaktuelle Entwicklungen, die für den Erfolg von EMS-Providern entscheidend sind.

Darüber hinaus werden generelle Managementfragen und wichtigetechnologische Entwicklungen in der Elektronikwelt erörtert.

www.ems-tag.de

18. Juni 2020, Würzburg

EMS CallforPaperbis 16. März 2020

13243_ANZ_EP_EMS_Tag_2020_210x297_v2.indd 76 14.01.2020 14:17:46

http://www.ems-tag.dehttp://www.ems-tag.de

10



Geben Sie Ihr Expertenwissenan unsere Leser weiter

ELEKTRONIKPRAXIS sucht Sprecher zu den Themen FPGA, PCB, EMS,Steckverbinder, Batterien, Automation, Edge, Relais, Elektronik-kühlung, Netzteile, DC/DC-Wandler, 3D-Elektronik und Embedded.

Stetige Weiterbildung ist einer derSchlüssel für den beruflichen Erfolgunserer Leser. Neben den Grundlagender Hard- und Softwaretechnik sind für siedas Spezialwissen der Hersteller von Kom-ponenten, Tools und Systemen sowie dasgroße Knowhow von Hochschulen, Institu-ten und Entwicklungs-Dienstleistern unver-zichtbar. Egal, ob Sie Expertin/Experte einerOrganisationoder unabhängiger Fachmannsind, wir bieten Ihnen in unserem Kon-gressportfolio die passendeGelegenheit, IhrKnowhow an interessierte Anwender in derIndustrie weiterzugeben.Bitte reichen Sie Ihren Vortragsvorschlag

(auch Kurzseminare) online auf der jeweili-gen Konferenzwebseite ein – siehe unten.Dort finden Sie auch alle Infos für Referen-ten, Teilnehmer und Sponsoren. Fragen be-antwortet Ihnengerneder Chefredakteur via

E-Mail an [email protected] oderamTelefon unter +49-931-418-3081. Als inte-ressierter Teilnehmer könnenSie sich auf derjeweiligen Webseite unverbindlich vormer-ken lassen. Für folgende Veranstaltungensuchenwir noch kompetente Referentinnenund Referenten:Die FPGA-Conference Europe (www.fpga-conference.eu)Die Technologietage Leiterplatte undBaugruppe (www.leiterplattentag.de)Der internationaler Würzburger EMS-Tag(www.ems-tag.de)Der Anwenderkongress Steckverbinder(www.steckverbinderkongress.de)Das Batteriepraxis-Forum (www.batterie-praxis.de)Der Automation Software EngineeringKongress (www.ase-kongress.de) Intelligente Edge Conference (Vorschlägean [email protected] mailen) Relaisforum (www.relaisforum.de) Cooling Days (www.cooling-days.de) Schaltnetzteile-Tag (www.schaltnetzteiletag.de)Der DC/DC-Wandler-Tag (www.dc-dc-wandler-tag.de) Expertensemiar 3D-gedruckte Elektronik(www.3d-gedruckte-elektronik.de)Die electronica Embedded PlatformsConference (Vorschläge bitte per E-Mailsenden an [email protected])

Chefredakteur Johann Wiesböck: „Reichen Sie alsReferent/in jetzt Ihren Vortrag ein oder merkenSie sich als Teilnehmer/in online für die passendeKonferenz vor.“

Bild:VCG Der Embedded Software Engineering

Kongress (www.ese-kongress.de).

Warum Vorträge halten undFachartikel schreiben?Egal, ob Sie einen interessanten Vortrag

auf einer Konferenz halten oder einen gutenFachartikel für uns schreiben, Sie profitierenimmer in mehrfacher Hinsicht. Zum einenstützt eine guter Vortrag oder Artikel dasImage ihres Unternehmens. Zum anderenbauenSie damit Ihre persönlicheReputationimHausundgegenüber der Branche auf undaus – Sie machen sich einen Namen als derExperte bzw. die Expertin.Und,was sehrwichtig ist, Sie besetzen als

Unternehmen das Thema gegenüber denAnwendern und in der Branche. Denn wirmachen jedeMengeWerbung für unsereKon-ferenzen und verbreiten Artikel über Print,Online und viaNewsletter in die ganze Elek-tronikwelt. Ihre Arbeit lohnt sich auf alleFälle! In diesem Sinne wünsche ich gutesGelingen und freue mich auf Ihren Input.Fragen zu Fachartikeln aber auch zu den

einzelnen Konferenzen, zu möglichen Vor-tragsthemen, zur begleitenden Ausstellungund zu den Sponsoring-Möglichkeiten kön-nen Sie gerne auch direkt an mich senden:[email protected]. // JW

ELEKTRONIKPRAXIS

Praxisforum Elektrische AntriebstechnikDas Praxisforum Elektrische Antriebs-technik schlägt die Brücke zwischenTechnikforschung und Anwendung.Renommierte Referenten aus Wissen-schaft und Industrie vermitteln vom 17.bis 19. März in Würzburg Grundlagen,komplexes interdisziplinäres Wissenund aktuelle Erkenntnisse aus der For-schung. Es geht um die optimale Kom-bination elektrischer und mechanischer

Eigenschaften. Dazu ist eine Analyse dergrundlegenden Rahmenbedingungenebenso wichtig wie die rechtzeitige Si-mulation einer geplanten Lösung. AuchNormen und gesetzliche Vorgaben, etwazur Energieeffizienz, sind Inhalt der drei-tägigen Veranstaltung mit begleitenderAusstellung wie Themen zu Sensorenund Software. Alle Infos finden Sie unterwww.praxisforum-antriebstechnik.de.

document4016364066347979131.indd 10 17.01.2020 11:41:20

mailto:[email protected]://www.fpga-conference.euhttp://www.fpga-conference.euhttp://www.fpga-conference.euhttp://www.leiterplattentag.dehttp://www.ems-tag.dehttp://www.steckverbinderkongress.dehttp://www.batterie-praxis.dehttp://www.batterie-praxis.dehttp://www.batterie-praxis.dehttp://www.ase-kongress.demailto:[email protected]://www.relaisforum.dehttp://www.cooling-days.dehttp://www.schaltnetzteiletag.dehttp://www.schaltnetzteiletag.dehttp://www.dc-dc-wandler-tag.dehttp://www.dc-dc-wandler-tag.dehttp://www.dc-dc-wandler-tag.dehttp://www.3d-gedruckte-elektronik.demailto:[email protected]://www.ese-kongress.demailto:[email protected]://www.praxisforum-antriebstechnik.de


Der Name Microchip und das Microchip-Logo sind eingetragene Warenzeichen der Microchip Technology Incorporated in den USA und in anderen Ländern.Alle anderen Marken sind im Besitz der jeweiligen Eigentümer. © 2018 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. MEC2234Ger12/18

Sie sind tagsüber genug gefordert. Microchip ist sich dessen bewusst, weshalb wir die Datenanbindung Ihres Designseinfacher machen. Ob Sie eine robuste und zuverlässige Kabelverbindung oder die Mobilität und den Komfort einerFunkverbindung benötigen – das umfangreiche Angebot von Microchip hilft Ihnen, die Verbindung herzustellen.

Unsere MCUs und MPUs sind so ausgelegt, dass sie zu unseren kabel- und funkbasiertenBausteinen kompatibel sind. Mit unseren zertifizierten Modulen und produktionsfertigen Protokoll-Stacks können Sie Ihre Produkte schnell auf den Markt bringen.

Vernetzen Sie sich mit Microchip und erfahren Sie, wie Sie eine sichere Verbindung mit der Welt umSie herum herstellen können.

Die Verbindung herstellenMit der Welt vernetzen – mit und ohne Kabel

Verbindung herstellen unter www.microchip.com/Connected

Keine Entspannung in Sicht:ZumviertenMal in Folgewerdenweltweitmehr Firmen indie Zah-lungsunfähigkeit rutschenals imVorjahr. Zu diesem Schlusskommt die aktuelle Studie desKreditversicherers EulerHermes.Die Experten der Allianztochtergehen davon aus, dass es 2020weltweit rund6%mehr Insolven-zen gebenwird– 3%weniger als2019. Aber: „In 80% der Länderwerdenwir 2020wohlmehr Plei-ten sehen“, sagt RonvanhetHof,CEO von Euler Hermes inDeutschland, Österreich undSchweiz. 2019 lagderAnteil nochbei zwei Drittel. Hauptursachesei die anhaltende Konjunktur-schwäche, besonders in den In-dustriestaaten. Vor allem dieAutomobilindustrie leide untervollen Lagern und Überkapazi-

STUDIE ÜBER ZU ERWARTENDE PLEITEN IN 2020

Großinsolvenzen werden Lieferketten hart treffentäten. Auch schwelende Han-delskonflikte, politischen Unsi-cherheiten und sozialen Span-nungen werden Firmen 2020 inAtem halten. „2020 werden wirkeine wirkliche Entspannungsehen“, sagtVanhetHof. Protek-tionismus sei das „neue Nor-mal“. Der expansivenGeldpolitikstünde ein härterer Preiskampfdurch die schwache Nachfragegegenüber. Auch höhereMateri-al- und Produktionskosten wür-den die Margen schmälern.Neuer Negativspitzenreiter

wird voraussichtlich Chile mitrund 21% neuen Insolvenzen.Davorwerden laut EulerHermesSlowakei, IndienundChina, Sin-gapur sowie Hong Kong liegen,alle mit Zunahmen zwischen12%und9%. InWesteuropawer-den etwa 3% mehr Pleiten zu

beklagen sein. Das Bruttoin-landsprodukt (BIP) vieler Länderliegt unter der Wachstums-schwelle von ca. 1,7%, die nötigwäre, um die Zahl der Insolven-zen stabil zu halten. Betroffensind etwa Dänemark (6%), Spa-nien,Niederlandeund Irland (je5%) sowie Italien (4%). ImBrexit-Sog sehen Großbritannien undDeutschland 3% mehr Pleitenentgegen. Stabil bleibt die Situ-ation in Frankreich, Luxemburg,Norwegen, Polen und Neusee-land. Weniger Insolvenzen wirdeswohl in Brasilien undUngarn(-3%) sowie Griechenland undLitauen geben (-2%).Beunruhigend ist die Entwick-

lung bei Insolvenzen von Unter-nehmen mit über 50 Mio. EuroUmsatz: Zwar wird ihre Zahlkaum steigen, allerdings sum-

mieren sich ihre Umsätze aufüber 145 Mrd. Euro – satte 39Mrd. Euro oder rund 38% mehrals im Vorjahr. „Der Dominoef-fekt auf die Lieferkette ist meistsehr groß“, warnt Van het Hof.„Je höher dieUmsätze der Pleite-kandidaten, desto größer dieSchäden bei den einzelnen Lie-feranten.“ Gerade in Deutsch-land hat es zuletzt zahlreichenamhafte Großunternehmengetroffen,manche von ihnenbe-reits zum zweiten Mal. Der An-stieg in diesem Bereich lag inDeutschland in den ersten neunMonaten bei 42% im VergleichzumVorjahreszeitraum. Bei denUmsätzen war der Anstieg mit+81% auf rund 339 Mio. Euronoch dramatischer. //ME

Euler Hermes

document3309465983333057612.indd 11 15.01.2020 11:43:23

http://www.microchip.com/Connected

12



Störern auf der Spur: ein Messfahr-zeug der Bundesnetzagentur auf derSuche nach Funkstörern.

EMV

Bundesnetzagentur klärt 2019 fast 4000 Funkstörungen aufDer Prüf- und Messdienst derBundesnetzagentur hat im Jahr2019 fast 4000 Funkstörungenund elektromagnetische Unver-träglichkeiten vorOrt aufgeklärtund die Beseitigung begleitet.Neben der Funkstörungsbear-

beitung für sicherheitsrelevanteFunkdienste und im industriel-len Bereich haben in über 1200Fällen Bürger und Bürgerinnenvon der Störungsbearbeitungprofitiert. Die Störungen betra-fen z.B. den Mobilfunk, WLAN,DSL-Anschlüsse oderGerätewieFunkkopfhörer und Funkauto-

Bild:B

undesnetzagenturschlüssel. Neben der Funkstö-

rungsbearbeitungundpräventi-ven Überprüfungen von Fre-quenzzuteilungen kontrolliertder Prüf- undMessdienst u.a. dieUmsetzung vonVersorgungsver-pflichtungen im Mobilfunk unddie Einhaltung vonGrenzwertender elektromagnetischen Um-weltverträglichkeit. Des Weite-ren sucht der Prüf- und Mess-dienst nachFrequenznutzungenohne Frequenzzuteilung.Verbraucher und Unterneh-

men, die eine Funkstörung mel-den wollen, können sich an die

FunkstörungsannahmederBun-desnetzagentur wenden. Dieseist rund um die Uhr unter04821/89 55 55 oder per E-Mail [email protected] er-reichbar. Dieser Service und dieStörungsbearbeitung durch denPrüf- und Messdienst vor Ortsind für denStörungsmeldendengebührenfrei. Auch die Verursa-cher von Störungenmüssen kei-ne Gebühren befürchten, soweitdie Störungen unverschuldetverursacht wurden. // TK

Bundesnetzagentur

MOSHEMT: Verstärkerschaltung mit MOSHEMT-Transistoren bei 243 GHz.

Forscher am Fraunhofer IAF ha-ben eineneueArt vonTransisto-ren mit extrem hohen Grenzfre-quenzen entwickelt, die die Vor-teile von III-V-Halbleitern mitdenen von Silizium-MOSFETskombinieren:Metalloxidhalblei-ter-HEMTs (MOSHEMT).Transistoren mit hoher Elekt-

ronenbeweglichkeit, sogenannteHEMT (high-electron-mobilitytransistor), sind eine spezielleBauform des Feldeffekttransis-tors, die insbesondere für HF-Anwendungen gut geeignet ist.Der Transistor besteht aus ver-schiedenen Halbleiterwerkstof-fenmit unterschiedlichenBand-lücken.Der klassischeHEMTausIndium-Aluminiumarsenid istbei einer Gate-Länge von 20 nman einem Limit angelangt, beidem eine weitere VerkleinerungaufgrundvonLeckströmennichtmehr möglich ist.Auch bei Silizium-MOSFETs

tritt dieses Problem auf. Aller-dings haben diese eine Oxid-schicht, die ungewollte Leckströ-me länger unterbindet als diesbeim HEMT der Fall ist.Die Forscher am Fraunhofer-

Institut fürAngewandte Festkör-perphysik habendieVorteile vonIII/V-Halbleitern und Si-MOS-FETs kombiniert und die Schott-ky-Barriere des HEMTs durch

MOSHEMT

Neuartige Transistortechnik erreicht Grenzfrequenzen von 640 GHz

eine isolierende Oxidschicht er-setzt. Entstanden ist eine neueArt von Transistor: der Metall-oxidhalbleiter-HEMT, kurzMOS-HEMT.„Wir haben ein neues Bauele-

ment entwickelt, dass dasPoten-zial besitzt,weit über das hinauszu gehen, was bisherige HEMTsleisten können. Der MOSHEMTermöglicht es uns, ihnnochwei-ter zu skalieren und damit nochschneller und leistungsfähigerzu machen“, erklärt Dr. ArnulfLeuther, Forscher imBereichderHochfrequenzelektronik amFraunhofer IAF.

Bild:Fraunho

ferIAF

Mit der neuenTransistor-Tech-nologie ist es Leuther und sei-nem Team gelungen, einen Re-kord in dermaximalenOszillati-onsfrequenz von 640 GHz zu er-reichen.„Dasübertrifft denweltweiten

Stand der Technik für jeglicheMOSFET-Technologie, ein-schließlich Silizium-MOSFETs“,fügt er hinzu.Um die zunehmenden Gate-

Leckströme zu unterbinden,mussten die Forscher ein Mate-rialmit deutlichhöherenBarrie-ren als die klassische Schottky-Barriere einsetzen. So haben sie

dasHalbleiter-Barrierenmaterialdurch eine Kombination isolie-render Schichten ersetzt, die ausAluminiumoxid (Al2O3) undHaf-niumoxid (HfO2) bestehen.„Dadurch konnten wir den

Gate-Leckstromummehr als denFaktor 1000 reduzieren. Die ers-ten hergestellten MOSHEMTsdemonstrieren ein sehr hohesEntwicklungspotential,währenddie bestehendenFeldeffekttran-sistor-Technologien bereits ihrLimit erreicht haben“, berichtetDr. Axel Tessmann, ebenfallsForscher am Fraunhofer IAF.Der weltweit erste Verstärker-

MMIC (Monolithic MicrowaveIntegrated Circuit) auf Basis vonInGaAs-MOSHEMTs haben dieWissenschaftler des FraunhoferIAF für Frequenzen zwischen200 und 300 GHz realisiert.Derartige Bauelemente könn-

ten in Zukunft für eine schnelle-re Datenübertragung zwischenFunkmasten sorgen und abbil-dende Radarsysteme für das au-tonomeFahren sowie einehöhe-re Auflösung und Genauigkeitvon Sensoren ermöglichen.Bis der MOSHEMT denWeg in

dieseAnwendungen findet,wirdes allerdings noch einige Jahredauern. // KR

Fraunhofer IAF

document8860911953581425229.indd 12 14.01.2020 13:43:50

mailto:[email protected]

13



NEUES BLUETOOTH LE AUDIO

Halbierte Bitrate, bessere Klangqualität und Audio-SharingDie Bluetooth Special InterestGroup (SIG) hat die nächste Ge-neration von Bluetooth Audioangekündigt: Die „LE Audio“genannte Technik soll bei hal-bierter Bitrate besseren Klangliefern, wenig Strom verbrau-chen und Audio Sharing ermög-lichen. „Mit fast einer MilliardeAudiogeräten, die im vergange-nen Jahr ausgeliefertwurden, istAudio der größte Bluetooth-Markt“, sagt Mark Powell, CEOder Bluetooth SIG. Bluetoothwird künftig zwei Betriebsartenunterstützen: LEAudio auf Basis

laufzeit reicht, stattdessen dieGröße des Geräts durch kleinereBatterien reduzieren.“ Es sei nuneinfacher, einen guten Kompro-miss zwischen wichtigen Pro-dukteigenschaften wie Audio-qualität und Stromverbrauch zufinden. Multi-Stream-Audio er-möglicht die Übertragung meh-rerer unabhängiger, jedoch voll-ständig synchronisierter Audio-ströme zwischen einer Audio-quelle, beispielsweise einemSmartphone, und einem odermehreren Audio-Ausgangsgerä-ten. „Entwickler können die

Multi-Stream-Audio-Funktionverwenden, um zum Beispieldrahtlose Kopfhörer mit neuenFunktionen auszustatten“, sagtNickHunn, CTOvonWiForeCon-sulting und Vorsitzender derBluetooth SIG Hearing Aid Wor-king Group. „So können sie bei-spielsweise das Stereo-Erlebnisverbessern und Sprachassisten-ten-Dienste einfacher integrie-ren.“ Zudem sei ein nahtloserWechsel zwischen mehrerenAudioquellen möglich. //ME

Bluetooth SIG

von Bluetooth Low Energy (LE)unddas bisherige ClassicAudio.LEAudionutzt denneuen strom-sparenden Audio-Codec LowComplexity CommunicationCodec (LC3). „UmfangreicheTests habengezeigt, dass LC3dieAudioqualität gegenüber dem inClassic Audio enthaltenen SBC-Codec verbessert – bei einer 50%niedrigeren Bitrate“, sagt Man-fred Lutzky, Leiter Audio fürKommunikation am FraunhoferIIS. „Entwickler könnenProduk-temit längerer Akkulaufzeit ent-wickeln. Oder, wenn die Akku-

3D-Klang ohne Lautsprecher: Ac2ated Sound und AMBEO Mobility erzeugen einlebensechtes, immersives Sounderlebnis.

Continental und Sennheiserhaben auf der CES 2020 in LasVegas eine lautsprecherlose Au-dioanlage vorgestellt, die Ober-flächen im Fahrzeuginnenraumin Schwingung bringt.Das neuartige System erfüllt

Autos mit lebensechtem Klang,indem es die Audiokonzepte derbeidenUnternehmenverbindet.Die Partner integrieren die pa-tentierte AMBEO 3D Audiotech-nologie des AudiospezialistenSennheiser indasAc2atedSoundSystem von Continental. DasKonzept versetzt bereits vorhan-dene Oberflächen im Fahrzeugin Schwingung und macht her-kömmliche Lautsprecher damitüberflüssig.Zusammen mit Sennheisers

3D-Audiotechnologie AMBEOMobility erreicht das Soundkon-zept eine Wiedergabe, die dieFahrzeuginsassen in eine lebens-echteKlangwelt versetzt. ImVer-gleich zuherkömmlichenAudio-systemen ermöglicht Ac2atedSound eine Gewichts- und Bau-raumreduktion von bis zu 90%.So eignet sich das System vorallem für den Einsatz in Elektro-fahrzeugen, bei denen es beson-ders auf Gewichts- und Platzer-sparnis ankommt.„Wir haben höchste Expertise

in den Bereichen Akustik, Info-

INFOTAINMENT

High-End-Hi-Fi-Sound ohne Lautsprecherboxen im Auto

tainment und Fahrzeugdesignzusammengeführt undmit Senn-heiser einenüberaus kompeten-tenPartner hinzugewonnen, umunser wegweisendes Audiosys-tem Ac2ated Sound noch besserzu machen“, freut sich HelmutMatschi, Mitglied des Vorstandsund Leiter des GeschäftsfeldsVehicle Networking and Infor-mation bei Continental. „Ge-meinsam haben wir ein Sound-system entwickelt, mit demMusikgenuss im Fahrzeug wieaus dem Nichts zum Premium-Audioerlebniswird. Zudem redu-ziert Ac2ated Sound sowohl Bau-

Bild:Contin

ental

raum als auch Gewicht. Dasnennen wir bei Continentalklangvolle Nachhaltigkeit.“Inspiriert von der Technik

klassischer Saiteninstrumente,die ihren Holzkörper als Reso-nanzraumnutzen, versetzt Ac2a-ted Soundmit speziell entwickel-tenAktuatoren bestimmteOber-flächen im Fahrzeuginneren inSchwingung. Das Ergebnis istnicht nur ein besonders natürli-chesKlangerlebnis für die Insas-sen, die sich wie in einem Kon-zerthaus inmitten des Klangsbefinden. Die Audiolösung er-zielt gegenüber herkömmlichen

Lautsprechersystemen auch eindeutlich niedrigeres Gewichtund ein erheblich reduziertesEinbauvolumen.ImVergleich:Heutige Systeme

sinddurchdieVielzahl der Kom-ponenten sehr schwer und wie-gen bis zu 40 kg. Ac2ated Soundist durchdieNutzung vorhande-ner Flächen deutlich gewichts-effizienter. Gegenüber vergleich-barenkonventionellen Systemenauf demMarkt ermöglicht es eineGewichts- undBauraumredukti-on im Bereich von 75 bis 90%.Gleichzeitig befreit die un-

sichtbareAudiotechnikDesignerundFahrzeughersteller vondemProblem, breite Lautsprecher-fronten in die Innenoberflächenintegrieren und erheblichenBauraum für Lautsprecher vor-sehen zumüssen.Viele Bauteile sinddankAc2a-

ted Soundnichtmehrnötig,weildie Oberflächen im Fahrzeugebenso schwingenwie Lautspre-cher-Membranen. Hierfür wer-den Bauteile wie die A-Säulen-verkleidung, Türverkleidungen,DachauskleidungundHeckabla-ge von Aktuatoren in Schwin-gung versetzt, sodass sie Klangin verschiedenenFrequenzberei-chen abstrahlen. // TK

Continental

document297416821864604197.indd 13 14.01.2020 13:44:25

14

SERIE // POWER-TIPP


Schaltregler – Wann wirdein kurzer Puls kritisch?

FREDERIK DOSTAL *

* Frederik Dostal... arbeitet als Field ApplicationEngineer für Power Management beiAnalog Devices in München.

Im letzten Power-Tipp haben wir bespro-chen, dass manche Schaltregler einenTastgrad von 100% zulassen und anderenicht. Es gibt aber auch eine Limitierungbeim minimal möglichen Tastgrad. Diesewerden wir uns heute genauer ansehen.Der Tastgrad eines abwärtswandelnden

Schaltreglers (Buck-Wandler) entspricht derAusgangsspannung geteilt durch die Ein-gangsspannung imnicht lückenden Betrieb(Continuous Current Conduction, CCM).Wenn also derWert der Ausgangsspannungbei genau derHälfte der Eingangsspannungliegt, entspräche dies einem Tastgrad von50%.Bei reellenBauteilenundentsprechen-denparasitärenVerlusten ist dieser Tastgrad

leicht unterschiedlich. Als Annäherung istdie einfache Formel für den Tastgrad jedochausreichend.Wenn also eine Ausgangsspannung von

1 V aus einer Versorgungsspannung von 5 Verzeugt werden soll, entspricht dies einemTastgrad von 20%.Bild 1 zeigt eineAbwärts-wandler-Topologiemit demADP2389.DieserSchaltregler kann mit einer Schaltfrequenzbis 2,2 MHz schalten.Im Zeitdiagramm von Bild 2 kannman er-

kennen, dass bei einer Schaltfrequenz von2,2 MHz nur eine Periodendauer T von etwa450ns zurVerfügung steht. Danach setzt einneuer Takt ein.Die minimale Einschaltzeit (on-time) des

ADP2389 liegt bei 100 ns. Eine Spannungs-wandlung von 5 nach 1 V ist demnach beieiner Schaltfrequenz von 2,2MHznichtmög-lich. Denn dafür würde man einen Tastgradvon 20%benötigen,welcher bei einer Perio-dendauer von450ns einer Einschaltzeit von

nur 90 ns entspricht. Diese Zeit liegt unter-halb derminimal spezifiziertenEinschaltzeitdes Spannungswandlers.Wenn Sie den ADP2389 dennoch verwen-

denwollen, um 5 nach 1 V zuwandeln, kön-nen Sie die Schaltfrequenz verlangsamen.Dadurchwirddie Periodendauer T ausBild 1länger unddieminimale Einschaltdauermit100 ns wird prozentual gesehen weniger.Bei der eingestellten Schaltfrequenz von

2 MHz beträgt die Periode 500 ns. Beim be-nötigten Tastgrad von 20% wird eine Ein-schaltzeit von 100ns gebraucht. Dies ist lautSpezifikation mit dem Baustein ADP2389möglich.Warum gibt es eine minimale Einschalt-

zeit, die das mögliche Verhältnis von Ein-gangsspannung zu Ausgangsspannung be-grenzt, überhaupt? Dies begründet sich beivielen Spannungsreglern in der Tatsache,dass der Spulenstrom während der Ein-schaltzeit gemessenwird.Dieser Stromwirdfür den Überstromschutz verwendet.Bei Wandlern, die nach dem Prinzip der

Stromregelung (CurrentModeControl) arbei-ten, wird der gemessene Spulenstrom auchfür die Regelschleife benötigt. Nach einemSchaltübergang muss üblicherweise erst et-was gewartet werden, bis die erzeugten Stö-rungen abgeklungen sind, damit eine ver-lässliche Strommessung gemacht werdenkann.Das benötigt etwas Zeit. Diese Zeit wird

‚blanking time‘ genannt. Besonders bei sehrhohen Schaltfrequenzen im Bereich vonmehrerenMHz spielt die Länge derminima-len Einschaltzeit eine immer größere Rolle.Heute werden Schaltungen entwickelt, dieeine sehr kurze minimale Einschaltzeit er-möglichen.Bei niedrigen Tastgraden, also bei hoher

EingangsspannungundniedrigerAusgangs-spannung in einem abwärtswandelndenSchaltregler, ist die minimal mögliche Ein-schaltzeit eine kritische Begrenzung. Dieselimitiert häufig diemaximale Schalfrequenz,mit der eine Spannungswandlungbetriebenwerden kann. // KR

Analog Devices

Bild 2:Minimale Ein-schaltzeit bei einerSchaltfrequenz von2,2 MHz.

Bild 1:Ein üblicher Ab-wärtswandler mitdem ADP2389 füreinen Ausgangs-strom von 12 A.

Bild:A

nalogDe

vices

document2601541086044247481.indd 14 17.01.2020 11:40:39

15ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 2 28.1.2020

WEBINAREwww.elektronikpraxis.de/webinare

Akkumulatoren und Batterienrealitätsnah simulierenBeim Simulieren von Batterien und Akkumulatorenmüssenviele komplexe Prozesse und Zusammenhänge beachtet wer-

VERANSTALTUNGENwww.elektronikpraxis.de/event

den: Wie wirkt sich das Batteriedesign auf die Lade- undEntladeeigenschaften und dasWärmemanagement aus?Und wie auf die Ergebnisse von Charakterisierungsexperi-menten, einschließlich der elektrochemischen Impedanz-spektroskopie?Mit physikalisch basierten, sogenannten High-Fidelity-Modellen, lassen sich Lithium-Ionen- und Lithium-Luft-Akkumulatoren realitätsnahmit Innenblick modellieren;außerdem Blei-Säure- und Festkörper-Akkus. Die Simulationbasiert auf der Theorie der Porösen Elektroden.

Erfahren Sie imWebinar:welche Möglichkeiten multiphysikalische Simulations-software bietet, um Ihre Batterie- und Akkumulatorsystemezu simulieren und schneller zu entwickeln,wie Sie Akkumulatoren unter Berücksichtigung desWärmetransports simulieren, undwas die Theorie der Porösen Elektroden bedeutet, welchePhänomene damit zusammenhängen und wie sich dieseauflösen lassen.Durch dasWebinar führt Dr. Markus Birkenmeier, Applica-tions Engineer bei COMSOLMultiphysics.

Partner und Veranstalter:

DESIGN NOTESwww.elektronikpraxis.de/design-notes

Praxisforum Elektrische Antriebstechnik17.–19. März 2020, Würzburgwww.praxisforum-antriebstechnik.de

FPGA-Conference Europe26.–28. Mai 2020, Münchenwww.fpga-conference.eu

Technologietag Leiterplatte & Baugruppe16.–17. Juni 2020, Würzburgwww.leiterplattentag.de

18.Würzburger EMS-Tag18. Juni 2020, Würzburgwww.ems-tag.de

Anwenderkongress Steckverbinder29. Juni – 1. Juli 2020, Würzburgwww.steckverbinderkongress.de

Batteriepraxis Forum2.–3. Juli 2020, Würzburgwww.batterie-praxis.de

20. Embedded-Linux-Woche16.–20. März 2020, Würzburgwww.linux4embedded.de

Embedded Programmierungmit modernem C++7.–9. April 2020, Leipzigwww.b2bseminare.de/116

Batterien – Grundlagen und Anwendungen28. April 2020, Leipzigwww.b2bseminare.de/132

Embedded Systeme erstellen mitWindows 10 IoT27. Mai 2020, Berlinwww.b2bseminare.de/117

Präzise High-Side-Strommessschaltungwww.elektronikpraxis.de/LTC2063

Massive-MIMO-Lösungen für 5Gwww.elektronikpraxis.de/ADRF554x

Ein einziger IC erzeugt fünf Ausgangsspannungenwww.elektronikpraxis.de/LTC3372

Auf- und Abwärtsmischer für 24 bis 44 GHzwww.elektronikpraxis.de/admv1013

Fachwissen fürElektronik-Professionals

SEMINAREwww.b2bseminare.de

Bild:@

kras99

–stock.adob

e.com

document1168647996807898805.indd 15 17.01.2020 11:42:18

http://www.elektronikpraxis.de/webinarehttp://www.elektronikpraxis.de/eventhttp://www.elektronikpraxis.de/design-noteshttp://www.elektronikpraxis.de/LTC2063http://www.elektronikpraxis.de/ADRF554xhttp://www.elektronikpraxis.de/LTC3372http://www.elektronikpraxis.de/admv1013http://www.praxisforum-antriebstechnik.dehttp://www.fpga-conference.euhttp://www.leiterplattentag.dehttp://www.ems-tag.dehttp://www.steckverbinderkongress.dehttp://www.batterie-praxis.dehttp://www.b2bseminare.dehttp://www.linux4embedded.dehttp://www.b2bseminare.de/116http://www.b2bseminare.de/132http://www.b2bseminare.de/117


BAUTEILEBESCHAFFUNG // VALUE ADDED SERVICES

16

TITELSTORYDie Anforderungen an Displays habensich in den letzten Jahren stark verän-dert: Auch bei industriellen Applikatio-nen erwarten Anwender ansprechendeBenutzeroberflächen mit Touchscreenund interaktiver Darstellung sowie intu-itiver Bedienbarkeit. Hier lohnt es sich,über Display-Module nachzudenken.Neben den einfachen Schnittstellen-

modulen gibt es intelligente Display-Module mit integriertem Controller undGrafikprozessor. Für besonders kom-plexe Anwendungen sind Lösungen mitzusätzlichem Single-Board-Computerratsam. Rutronik informiert am Beispielder Lösungen von 4D Systems, welcheModule sich für welche Applikation ambesten eignen.


Bild:©

metam

orworks

-stock.ado

be.com

document188574281782931379.indd 16 16.01.2020 13:15:22

17



Die Vorteile von Display-Modulengegenüber klassischen Displays

Unternehmen müssen Produkte nicht nur schnellstmöglich, sondernauch hinsichtlich Updates flexibel auf den Markt bringen. Hier helfen

spezifische Display-Module weiter.

NIKOLAI SCHNARZ *

* Nikolai Schnarz... ist Product Sales ManagerProfessional Monitors & Applicationsbei Rutronik

Intelligente Displays kommen bereits miteinem integrierten Controller-Board in-klusive Grafik-Prozessor auf den Markt.So können sie ohne weitere Komponenten,wie PCoder Single-Board-Computer, sowohlzur Anzeige als auch zur Steuerung von Ge-räten mit bi-direktionaler Kommunikationgenutztwerden. Besonders bei geringenoder

mittleren Produktionsvolumen bieten intel-ligenteDisplays deutlicheVorteile gegenüberklassischen Varianten: Müssen alle Kompo-nenten einzeln integriert werden, bedeutetdas einen großen Zeitaufwand und hoheEntwicklungskosten.Die EntwicklermüssenjedenSchritt desDesign-In vonderAuswahlgeeigneterMikrocontroller, Grafik-Controllerund Treiber über das Board-Design und dieProgrammierung bis hin zum Test und derGUI-Entwicklung (Graphic User Interface)selbst übernehmen. Gerade bei kleinerenStückzahlenkönnendieKostenundderAuf-wand so schnell in einem Ungleichgewicht

zumNutzen stehen oder gar die Ressourceneines Unternehmens übersteigen.So sind zum Beispiel beim Einsatz eines

Displays in TFT-Technologiemit 4,3"-Diago-nale (Kosten rund40€) inklusive eigenstän-digemDesign zwei Ingenieure vielfach sechsMonate lang beschäftigt. Ein TFT-Display-Modul (Kosten rund60€)hingegenkanneinEntwickler innerhalb von etwa einemMonatin eine Applikation integrieren. Dank redu-ziertem Entwicklungsaufwand sinken indiesemFall trotz höherer Stückkosten für dasDisplay-Modul die Gesamtkosten. Da vieleder aufwendigen Entwicklungsschritte ent-

ULCD-90DT von 4D Displays: Das intelligente 9,0“-Display-Modul mit 800 x 480 Pixeln und Resistiv-Touch eignet sich als Interface Controller für zahlreicheAnwendungen. Es gibt auch Bundles für Raspberry Pi und Arduino.

Bild:4DSystem

s

document188574281782931379.indd 17 16.01.2020 13:15:31

18



Bild:4DSystem

s

fallen, reduziert sich die Time-to-Marketdrastisch.

All-In-One-Lösung mitpassender SoftwareMit seinen intelligenten Display-Modulen

bietet der Hersteller 4D Systems solche "Al-les-aus-einer-Hand"-Lösungen für den Em-bedded-Display-Bereich. Sie ermöglichenalleinmit ihren vorhandenen Schnittstellenunzählige umfangreicheApplikationen–oh-ne PC-Boards, die zusätzliche Lizenzkostenfür Betriebssysteme verursachen und derenFunktionsumfang vor allem bei einfachenAnwendungen die Anforderungen über-steigt. So genügt zumBeispiel für einen Kaf-feevollautomaten ein intelligentes Displayohne weiteren Controller.

SBCs wie Raspberry Pi fürkomplexe AnwendungenSoll die Anwendung hingegen komplexe

Berechnungen mit Datenbanken-Abfragendurchführen, internetbasierte Datenströmeeinsetzen oder performante Sensoren oderAktoren enthalten, ist ein Single-Board-Computer (SBC) oder Host-Controller not-wendig. Für den Anschluss von SBCs wieArduino, Raspberry PI oder BeagleBoneBlackbietendieDisplay-Module von4DSys-tems einen Adapter. Zudem sind sie kompa-tibel mit mikroBUS-Platinen (M-Bus) und

„Die Konsumenten erwarten heute ansprechende Benutzer-oberflächen mit Touchscreen und intuitiver Bedienbarkeit.Entwicklern bieten wir zahlreiche Display-Module an.“

Nikolai Schnarz, Rutronik

unterstützen Compiler und mikroSDK vonMikroElektronika sowieMPLABundATMELSTART.Um die Display-Module entsprechend zu

nutzen undAnwendungen zu erstellen, bie-tet 4D Systems die kostenlose Software 4DWorkshop mit vier Modi: Mit dem Modus„Designer“ lassen sich 4DLG-Codes generie-ren, umdasDisplay zuprogrammieren,wäh-rend „Serial“ ermöglicht, das Modul in einSlave-Gerät umzuwandeln und es mit Hilfejedes beliebigen Mikrocontroller-Hosts mitseriellem Anschluss zu steuern. Die Modi„ViSi“ und „ViSi-Genie“ bieten eine verein-fachte visuelle Programmierung mit beglei-tender, automatischer 4DGL-Code-Generie-rung.

Nahtlos skalierbar in neueProduktgenerationenAuch nach der erstmaligen Erstellung ei-

nerApplikationwirkt sichdie Entscheidungzwischen einfachenDisplays und intelligen-ten Display-Modulen auf die Entwicklungs-abläufe aus. Denn in neuen Produktgenera-tionen kommen häufig auch andere Prozes-soren zum Einsatz. Für die klassische Ent-wicklungmit einer Chipset-Lösungbedeutetdas meist, dass auch Anpassungen am GUIvorgenommen werden müssen. Um diesenAufwand erheblich zu reduzieren, hat 4DSystems seine Entwicklungsumgebung so

gestaltet, dass dieGUI auch vonnachfolgen-denProzessoren vollumfänglichunterstütztwird.Ähnliches gilt, wenn das Produktionsvo-

lumen steigt. DannwechselnHersteller häu-fig den Display-Lieferanten, etwa weil siegünstigereKonditionen erhalten.Dabeimussdie bisherige Programmierung in der Regelauf den Chipsatz des neuen Displays ange-passt werden.Mit denDisplay-Modulen von4DSystemshingegen ist es problemlosmög-lich, das Produktionsvolumen zu steigern,ohne inneueSoftwareentwicklung investie-ren zu müssen. Denn es sind sowohl kleineals auchgroßeBestellmengenverfügbar unddie Chipsätze sind weiterhin mit der beste-henden Software kompatibel.

Standard-Module und kunden-spezifische AnpassungBei großen Displays (1,38“ bis 7,0“) – ob

mit oder ohne Touch-Screen – setzt 4D Sys-tems auf die TFT-Technologie. Bei kleinerenDisplays ohneTouchfunktion (0,96" bis 1,7“)kommt die OLED-Technologie zum Einsatz,da sie einen wesentlich dünneren Aufbauerlaubt. Die TFT-Displays sind optional alsOpenFrameodermit einemCoverGlass (Co-ver Lens Bezel) verfügbar. Soll das Displayinnenseitig amGehäuse angebrachtwerden,eignet sichdieOpen-Frame-Variantemit seit-lichen Befestigungslaschen. Wird das Dis-play hingegen auf der Außenseite montiert,lässt sichdasModellmit Glasrahmen (CoverGlass) einfach ins Gehäuse einkleben.

Grafikdateien auf Industrie-Speicherkarten sichernAlle Display-Module von 4D Systemswer-

den über ein Schnittstellenboard (USB 5 V)angeschlossenundbenötigen eineMicro-SD-Karte für die Speicherung der Grafikinhalte.Umeine reibungslose FunktionderApplika-tion sicherzustellen, insbesondere wennnicht nur zeitweise, sondern permanentDaten aus dem Speicher verarbeitet werdenmüssen, ist es dringend zu empfehlen, in-dustrielle Speicherkarten zu nutzen. Diesebasieren auf einer hochwertigeren Techno-logie und bieten somehr Schreib- und Lese-zyklen als einfacheConsumer-Karten.Damiterhöhen Entwickler die Zuverlässigkeit dergesamten Anwendung. Entsprechende Kar-ten sind etwa von Swissbit oder Apacer er-hältlich.Mit diesen Funktionen eignen sich die in-

telligenten Displays vor allem für Applikati-onenmit geringer Stückzahl,wieKaffeevoll-automaten, medizintechnische Waagen,Schankanlagen, Info-Displays für smartePedelecs, Bedienfelder für Löt- undSchweiß-

gen4-4DCAPE-50CT-CLB: Die Serie Gen4-LCD-CAPEwurde speziell für BeagleBoneBlack entwickelt. Sie ist inden Display-Größen 4,3”, 5,0” und 7,0” erhältlich.

document188574281782931379.indd 18 16.01.2020 13:15:33

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 2 28.1.2020 19


PRÜFEN&MESSENKompetenzpartner.

Markt führer.Unendl iche Auswahl .

de.rs-online.com

ULCD-220RD:das runde TFT-LCDim 1,38“-Formatwurde entwickelt fürAnwendungen wieMessgeräte oderSpezialanwendungenwie die Robotik.

Bild:4DSystem

s

geräte imSchmuckbereich, 3D-Drucker undZeitmessgeräte.In Verbindung mit anderen Embedded-

undWireless-ProduktenwertendieDisplay-Module verschiedenste Anwendungen auf,zumBeispiel Klimaanlagenmit Temperatur-anzeigen, deren Display via Touch auch zurSteuerung genutzt werden kann. Hierfürbringen die Display-Module die seriellenSchnittstellen I²C und SPI oder auch RS-232und RS-485 mit.Die Standard-Modulemit einerAuflösung

bis zu 800x480Bildpunkten, deckenbereitsein breites Feld an Anwendungen ab. Darü-ber hinaus erfüllt 4D Systems auch kunden-spezifische Anforderungen, etwa eine be-

stimmte Helligkeit oder die EntspiegelungdesDisplays, sowie spezifische Zertifizierun-gen fürAnwendungen inderMedizintechnikoder im Automotive-Bereich.Auf der Messe embedded world in Nürn-

berg (25. bis 29. Februar) präsentiert Rutronikam Stand 5-467 Modelle der intelligentenTFTs von4DSystems.Darüber hinaus zeigendieRutronik-ExpertenTFTsweitererHerstel-ler in verschiedenen Größen und Technolo-gien, außerdemOLEDs, E-Papers undpassi-ve LCDsundberaten Interessenten,welchesModell sich für den Einsatz in ihrer jeweili-gen Applikation am besten eignet. // MK

Rutronik

Displays für Raspberry Pi & Co.Für die Einplatinencomputer RaspberryPi, BeagleBoneBlack und Arduino sindeigene Displays als GUI beziehungs-weise HMI verfügbar, die praktisch per„Plug & Play“ genutzt werden können.Die gen4-4DPI Primary Display und diegen4-4DCAPES for BeagleBoneBlackSerien von 4D Systems sind speziell aufden Raspberry Pi beziehungsweise denBeagleBoneBlack ausgelegt: Sie verbin-den sich über ein 30-Pin FPC-Kabel- undAdapter-Board, beim gen4-4DPI PrimaryDisplay ist das konform zum Erweite-rungsport des Raspberry Pi und zumHAT-Standard. Beide geben Nutzern die Wahlzwischen den Größen 4,3“, 5“ und 7“ so-

wie resistivem oder kapazitivem Touch.Sie benötigen keine externe Stromquel-le. Die gen4-4DPI Primary Display-Serieunterstützt A+, B+, 3, Zero und Zero W,passende Gehäuse sind von PhoenixContact erhältlich.Für fast alle anderen intelligenten Dis-plays von 4D bietet der Hersteller eineHardware-Schnittstelle zu Arduinound Raspberry Pi. Darüber lassen sichschnell spezifische GUI mit Touch fürRaspberry-Pi- und Arduino-Applikatio-nen entwickeln. Dazu stellt der Herstel-ler eine umfangreiche Dokumentation,Userguides und Projektbeschreibungenzur Verfügung.

document188574281782931379.indd 19 16.01.2020 13:15:35

20

SCHALTSCHRÄNKE //KENNZEICHNUNGSSYSTEME


Markierung und Kennzeichnungbeim modernen Schaltschrankbau

In einer zunehmend digitalisierten industriellen Welt profilierensich Anbieter durch Service. Im Artikel betrachten wir die Punkte, die

die Kaufentscheidung des Anwenders beeinflussen.

SVEN HEIER *

* Sven Heier... ist Gruppenleiter Produktmarketingbei der Business Unit Marking andIdentification bei Phoenix Contact inBlomberg.

Produkte werden über Jahre weiterent-wickelt und optimiert – oft bis zu ei-nem Reifegrad, bei dem weitere Ver-besserungen kaummöglich sind. Viele Her-steller vergleichbarer Komponenten nähernsich qualitativ diesem Optimum an, und

auchpreislich kommen sichdie Produkte imgleichen Wettbewerbsumfeld immer näher.Als Konsequenz aus diesen Annäherungs-prozessen folgt, dass dem Anwender oderEinkäufer die Auswahl aus einem Pool ver-gleichbarer Komponentenunterschiedlicher

Kennzeichnungen schnell und flexibel: Ein umfangreiches Service-Paket unterstützt den Anwender im gesamten Markierungsprozess.

Bild:Pho

enixContact

document6343252134577119015.indd 20 14.01.2020 13:43:08

21



Hersteller immer schwerer fällt. Was kannauf diesem Niveau dann zum ausschlagge-benden Faktor für die Kaufentscheidungwerden?Wo sind dann noch Differenzierungen in

der Customer Journey möglich, die der An-bieter zum Nutzen seines Kunden und zuseinem eigenen wirtschaftlichen Erfolg ge-stalten kann?EinAspekt zunehmenderRelevanz ist hier

der Service-Gedankemit all seinenFacetten,gerade vor dem Hintergrund zunehmenderDigitalisierung. Anbieter, die es verstehen,den Service-Aspekt auch im Umfeld indust-rieller Markierungen noch stärker auf dieKundenbedürfnisse hin auszurichten, wer-den sichhier vondenMitbewerberndifferen-zieren und mit individuellen Angebotenabheben. Diesen Weg hat Phoenix Contactbereits eingeschlagen–undgeht ihn konse-quent weiter.

Welchen Mehrwert erhält derAnwender?Zunächst muss ermittelt werden, was ein

Anwender alsMehrwert noch erwartenkann,wennProdukte verschiedenerAnbieter ähn-licherwerden. In einemweiterenSchritt gehtes darum,diese Erwartungnoch zuübertref-fen, um dem Kunden eine Dienstleistunganzubieten, die ihm auch künftig die Arbeiterleichtert. Wie erreicht ein Anbieter hierseinen Kunden? Unser Beispiel zur Veran-schaulichung des Unterschiedes zwischenerwartetem Service und einem darüber hin-aus gehendenGesamtpaket kommtausdemAlltag. Jeder kennt die Situation: das Automuss zur Inspektion. Im Autohaus A be-kommt man, während man wartet, einfreundliches Lächeln, einenCappuccinoundein paar Zeitschriften.

ImAutohausBbekommtderKundediesenerwarteten Service auch. Aber er bekommtmehr–denn erwird gefragt, obman ihmdieWartezeit sinnvoll verkürzenkann.Vielleichtkann man ihn beim Einkauf unterstützenoder ihm vom Imbiss nebenan einen Snackordern. Autohaus B versucht hier, konventi-onelle Strukturen zu durchbrechen unddenService-Gedanken auf eine neue Stufe zustellen. Der Kunde wird seine ZufriedenheitmitnehmenundalsMultiplikator seinAuto-haus weiterempfehlen.„Den Service neu zu denken“ ist in der

ElektromechanikundElektronik schwierigerin die Tat umzusetzen als in unserem Auto-haus. Betrachtet man jedoch das Produkt-

Bild 1: Die intuitiv bedienbare Planungs- und Markierungssoftware Project complete dient der professionellenBeschriftung von Markierungsmaterialien für Klemmen, Leiter, Kabel, Geräte und Anlagen.

Bild:Pho

enixContact

www.hammondmfg.com

Standardmäßige undmodifizierte Gehäuse ausAluminium-Druckguss,Metall oder Kunststoff.

[email protected]

portfolio aus der industriellen Kennzeich-nung, bietet sich gerade imBereich derMar-kierung–mitMarking system–dieMöglich-keit durch Service einen Mehrwert für denKunden zu schaffen.

Selbst drucken oder druckenlassenEin Beispiel sind individuelle Kennzeich-

nungen für denSchaltschrank-,Maschinen-und Anlagenbau. Aus drei verschieden Be-schriftungstechnologien – Thermotransfer,High-Speed UV-LED und Laser-Direktbe-schriftung – sowie einem breit gefächertenProduktportfolio zur Kennzeichnung vonReihenklemmen, Leitern, Kabeln, Geräten

document6343252134577119015.indd 21 14.01.2020 13:43:20

http://[email protected]://[email protected]://www.hammfg.com/electronics/small-case

22



Software für Planung und Markierung

Die Planungs- und MarkierungssoftwareProject complete begleitet den komplet-ten Prozess der Klemmleistenfertigungim Schaltschrankbau. Das Programmermöglicht die individuelle Planung, dieautomatische Prüfung und die direkteBestellung von Klemmenleisten.Teil der Software ist die Markierungssoft-ware Project complete Marking (Bild) –sie steuert alle Markierungssysteme vonPhoenix Contact einfach und flexibel anund erzeugt hochwertige Markierungen

schnell und wirtschaftlich. Die Vorteileim Einzelnen sind: Mit einem leistungs-fähigen Template-Designer lassen sichKennzeichnungen nach eigenen Vor-stellungen gestalten und vorhandeneMaterialbeschreibungen anpassen. Fürdie Gestaltung sind Grafiken, verschie-dene Barcode-Typen und geometrischeFiguren wie Rechtecke, Kreise und Lini-en aufrufbar. Das Programm bietet einezeitgemäße und intuitiv bedienbare Be-nutzeroberfläche.

undAnlagenkannderKundewählen. Insbe-sondere wenn hohe Ansprüche an die Be-ständigkeit der Markierung gestellt werden,ist die Laser-Direktbeschriftung – etwa aufEdelstahl – eine interessante Option.Die Anschaffung von Beschriftungssyste-

men mit den für die Applikation benötigtenMaterialien erfordert eine Investition, diegerade für kleinere Unternehmen aus wirt-schaftlichen Gesichtspunkten nicht immervertretbar ist.Hier bietet der Hersteller aus Blomberg

einen Beschriftungsservice, über den derAnwender individuelle Kennzeichnungen inder Industrie bestellen kann.DaderAnschaf-fungspreis für ein Lasersystem relativ hochist, kommt gerade kleineren Unternehmenein Beschriftungsservice entgegen.Die einfache Individualisierungder benö-

tigten Markierungsmaterialien erfolgt überdie im Download-Bereich auf der Websiteverfügbare kostenfrei erhältliche Planungs-

undMarkierungssoftware Project complete.Sowohl die Beschriftungstechnologie alsauch das für die Applikation gewünschteMaterial wird durch den Kunden festgelegt.Nach diesen Vorgaben wird die Markie-

rung erstellt unddemKunden zurVerfügunggestellt. Der erzielte Mehrwert für den Kun-

den liegt klar auf derHand: Er spart Zeit undKosten (Bild 1).

Service-Pakete fürSelbstmarkiererAuch für Anwender, die sich aus Kapazi-

tätsgründen ein eigenes Beschriftungssys-tem angeschafft haben und ihre Markie-rungsaufgaben selbst erledigen möchten,haltendieBlomberger Service-Pakete bereit.Diese Service-Angebote sorgen dafür, dassvon der Erstinbetriebnahme der Markie-rungstechnik bis zur Serienfertigung alleskomplikationslos und ohne wirtschaftlicheEinbußen abläuft.Hat ein Anwender zum Beispiel ein Be-

schriftungssystemüber einenOnline-Händ-ler bestellt, kann er Dienstleistungen wieInstallation und Inbetriebnahme direkt inBlomberg ordern.DannwirdderDrucker vorOrt eingerichtet undder Endanwender in dasGerät eingewiesenundaufWunschgeschult.Für denAnwender gibt es unterschiedliche

Dienstleistungen, die einen reibungslosenMarkierungsprozess ermöglichen: Technischer Support: Bei technischenRückfragen zu Geräten, Markierungssoft-ware oder Kennzeichnungsmaterialien, istExpertenwissen gefragt (Bild 2).Wartung: Wie bei der Inspektion in unse-rem Autohaus wird das Gerät auf Herz undNieren geprüft. Während dieser Zeit erhältder Kunde auf Wunsch ein Leihgerät. Reparatur: Dies kann, je nach Art dererforderlichen Arbeitsschritte, vor Ort ge-schehen oder in einem der Service-Centerweltweit. Am Ende wird ein detaillierterAnalyse- und Reparaturbericht ausgestellt,sodass alle geleisteten Arbeitsschrittenachvollziehbar sind. Leihgeräte: Für eine temporäre Kapa-zitätserweiterung oder im Falle einer Ge-rätereparatur ist es hilfreich, auf externeKapazitäten in Form eines Leihgerätes zu-rückgreifen zu können.Zukünftig wird nicht mehr das Einzelpro-

dukt im Mittelpunkt stehen, sondern dasGesamtsystem – bestehend aus Beschrif-tungssystem, Markierungssoftware, Kenn-zeichnungslösungenundServiceangeboten.DieKaufentscheidungdesKundenwirdmaß-geblich dadurch beeinflusst werden, inwie-fern das Gesamtsystem die individuellenBedürfnisse berücksichtigt. Ein skalierbaresServiceportfoliowirddabei eine signifikanteRolle spielen, denn großeUnternehmen ha-ben zum Teil andere Vorstellungen und An-forderungen als Unternehmen kleiner odermittlerer Größe. // KR

Phoenix Contact

Bild 2: Der Service-Techniker im Service Center istüber unterschiedliche Kanäle jederzeit erreichbar.

Bild:Pho

enixContact

Für jede Applikation:mit Project complete Marking werden hochwertige Markierungen schnell undwirtschaftlich erzeugt.

Bild:Pho

enixContact

document6343252134577119015.indd 22 14.01.2020 13:43:36


GEHÄUSE // AKTUELLES

23 www.mp.de

ORDNUNG

IMSCHALTSCHRANK

LEISTUNGSFÄHIGEPROJEKTIERUNG

BEWÄHRTEKENNZEICHNUNGSSYSTEME

PERFEKTESBESCHRIFTUNGSMATERIAL

UMFANGREICHE ZU

LASSUNGENVIELFÄLT

IGES ANGEBOTG

ANZHEITLICHES SY

STEMANGEBOTHERSTEL

LERUNABHÄNGIG

KUNDENSPEZIFISC

H

KLEINGEHÄUSE

Stylische Tisch-Kunststoffgehäuse

Hammond Electronics hat mitder Familie 1557 sowohl wand-montierbare als auch Tisch-Kunststoffgehäuse auf denMarktgebracht. Die Gehäuse sind zu-nächst in vier Plangrößen undzwei Höhen in Polykarbonat(Schutzklasse IP68) und ABS(Schutzklasse IP66) erhältlich.Die Größen entsprechen 80

mm x 80 mm x 45 und 60 mmund 120 mm x 120 mm, 160 mmx160mmund 200mmx200mmmit einer Höhe von jeweils 45und 70mm. Alle Versionen sindin schwarz und in grau (RAL

7035) erhältlich. Ecken undOberseite sind abgerundet.Durch eine Versiegelung schüt-zen die Gehäuse die unterge-brachte Ausstattung in schmut-zigenund feuchtenUmgebungenvor Staub undWasser.Das Gehäuse kann mit den

mitgelieferten Füßen als freiste-hendesGehäuse verwendetwer-denodermit vier sichtbarenbzw.zwei versteckten BefestigungenanderWandangebrachtwerden.Platinenabstandshalter sind so-wohl im Deckel als auch im Bo-den angebracht.

DasGehäusewirdmit korrosi-onsbeständigen M4-Edelstahl-schraubenmontiert, die zurwie-derholtenMontage und Demon-tage in integrierten Edelstahl-buchsen eingeschraubt sind.DiePolykarbonat-Versionen sind fürdie Anwendung im Außenbe-reichmit einer UL94-5VABelast-barkeit UV-geschützt. Die ABS-Version inder Schutzklasse IP 66ist in der BrennbarkeitsklasseUL94-HB für dieVerwendung imInnenbereich ausgelegt.

Hammond Electronics

Bild:H

ammond

Für den Embedded-Bereich prä-sentiert Polyrackdie Serie Panel-PC 2. Mit der Schutzklasse IP54ist sie in Größen von 10,1 bis 21,5Zoll sowie in unterschiedlichenMaterialvarianten verfügbar. AlsBedienoberfläche stehen resisti-ve Single-Touch- oder Multi-Touch-fähige kapazitive Touch-screens (PCAP) in mehrerenGlasstärken zur Auswahl. Kun-denspezifischeBedruckungundAnti-Fingerprint-Beschichtun-gen sind auf Wunschmöglich.DasAluminium-Tischgehäuse

EmbedTEC ist die elegante und

EMBEDDED SYSTEMS

Zukünftige Gehäuse und Systemapplikationensichere Applikation für kleineFormfaktoren wie embeddedNUC (eNUC), pico-ITX (pITX, 2,5Zoll), SMARC, QSeven und SBCswie den Raspberry Pi. Es verfügtüber ein austauschbares I/O-Shield und einen massiven Alu-miniumdeckel zur Wärmeab-fuhr. Für höhere Leistungen lässtsichdieser durch einenKühlkör-per ersetzen, perforierte Seiten-wändeundVentilatoren steigerndie Kühlleistung bei Bedarfnochmals.

Polyrack

Bild:Polyrack

document8962682105722003273.indd 23 15.01.2020 11:26:03

http://www.mp.de

24

GEHÄUSE // SCHALTSCHRANKKLIMATISIERUNG


Mehr Platz und Flexibilitätin kleinen Schaltschränken

Das Verdrahtungssystem AirSTREAM Compact ist für kleinereSchaltschränke ausgelegt. Vorteile sind die bessere Luftzirkulation und

die vereinfachte Verdrahtung ohne Kabelkanäle.

Mit dem VerdrahtungssystemAirSTREAMCompact erweitert Lüt-ze die Produktfamilie AirSTREAM.Damit sind die Funktionen des klassischenVerdrahtungsrahmensAirSTREAMhinsicht-lich kompakter und flexibler Verdrahtungsowie konstruktiv bedingt besserer Luftzir-kulation nun erstmalig auch für kleinereSchaltschränke verfügbar: Das sind insbe-sondere Schränkemit wenig Tiefe oder Son-derschränke, die in derAnlage verbaut sind.Besonders vorteilhaft ist, dass der Verdrah-tungsrahmen der Kompaktvariante in derTiefe variabel angepasst werden kann.Da Kabelkanäle nicht mehr notwendig

sind, bietet das Verdrahtungssystem mehrPlatz und Flexibilität im Schaltschrank. So-mit können Bauteile und insbesondere sol-chemit hoherWärmeabgabe entzerrt verbautwerden,was zu einemausgewogenenSchalt-schrankklima beiträgt. Die Gefahr von Hot-Spots verringert sich und der Hitzestress füralle Bauteile wird wesentlich minimiert.Das Verdrahtungssystem setzt auf den

Stegprofilen ausdemAirSTREAM-Standard-programmmit sehr günstigen Strömungsei-genschaften auf. Die Stegprofile werdenmittels spezieller Stützer im Verdrahtungs-rahmeneingebaut. DerVerdrahtungsrahmenzeichnet sich dabei durch seine sehr hoheSteifigkeit aus.

Umfangreiches Zubehörergänzt das AngebotBeim Zubehör können Anwender auf das

AirSTREAM-Programm zurückgreifen. AlleTeile lassen sich sowohl für die Kompakt-Variante als auch für die klassischen Ver-drahtungssysteme einsetzen.Die Profilstege besitzen spezielleGleitmut-

terkanäle, mit denen sich eine einfache Be-festigungaller Komponenten sowieÜberbau-ungen realisieren lassen. UnterschiedlicheGleitmuttervarianten stehen für denEinsatzin verschiedenen Stegtypen zur Verfügung.Alle Stegtypen enthalten zudem einen Kan-tenschutz, um Beschädigungen des Kabel-mantels zu vermeiden.

Für dieAuflage vongeschirmtenLeitungenist EMV-Zubehör erhältlich, das anstelle ei-nes Kammprofils platziert wird.Darüber hinaus lassen sich die Kämme

sehr einfachmit Hilfe eines herkömmlichenSchlitzschraubendrehers lösen und tau-schen. Je nach Anforderung stehen unter-

schiedliche Kämme zur Verfügung. Mit demUL-zertifiziertenKlettbandsockel schließlichkönnen Leitungen, Kabel und Schläuchenicht nur schonend sondern auch zeitspa-rend befestigt werden. // KR

Lütze

Verdrahtungssystem:AirSTREAM Compactbietet mehr Platz undFlexibilität in kleinenSchaltschränken.

Bild:Lütze

Was sind die Vorteile von AirSTREAM?Mit demVerdrahtungssystem AirSTREAMbietet Lütze ein kompatibles Komplett-angebot zu allen gängigen Schalt-schranksystemen an. Der zentrale Vorteilist die Verbesserung der Wärmevertei-lung im Schaltschrank. Dadurch werdennicht nur Hotspots unterbunden unddas Klima im Schrank homogenisiert,es sind darüber hinaus Energieeinspa-rungen bei der Schaltschrankkühlungvon bis zu 23% möglich. Mit dem Prinzip

der intelligenten Luftführung gehört dasSystem zu den modernen Varianten derSchaltschrankklimatisierung. Der Ver-drahtungsrahmen ermöglicht mit denAirBLADES die zielgenaue Führung derLuftströme im Schaltschrank und dieoptimierte Luftzirkulation im Schrankin-neren. Mit dem AirBLOWER werden dieLuftschichten im Schaltschrank homo-genisiert, womit eine optimale Entwär-mung erreicht wird.

document1767176086252581418.indd 24 14.01.2020 13:45:23

25

GEHÄUSE // AKTUELLES


HMI-SYSTEME

Individuelle Bedienpanels in edlem Design verfügbar

Mit derÜbernahmevonCRERös-ler Electronic hat Rose sein Pro-duktprogramm um Panel PC,Embedded PC und Industrie-Monitore ergänzt. Anwender er-halten damit ab sofort HMI-Sys-teme aus einer Hand und „Made

adapter, einenFlachsteuerungs-adapter sowie eine Drehkupp-lung in einer einzigen optischansprechendenKomponentemiteiner großen Verdrahtungsöff-nung. Die Drehneigekupplungist für Lasten bis maximal 25 kgausgelegt, kann in einemBereichvon 20° frei eingestellt werdenund lässt sich sowohl stehendalsauchhängendmontieren. Sie istmit demGeräteträgersystemGTH48easy sowiemit demhöhenver-stellbaren Tragarmsystem GTVlight kombinierbar. Mit den Ge-räteträgersystemen kann auch

das Steuergehäuse CommanderSL 4000 anMaschinen oder An-lagen angebunden werden.Das SL 4000 ist das erfolg-

reichste Produkt seiner Art amMarkt und gleichzeitig eines dermodularsten HMI-Gehäusesys-teme. Es wird in 18 unterschied-lichen Varianten mit Einbautie-fen von 55 bis 270 mm gefertigt.Über die Frontplatte lassen sichDisplays, Steuerungen, Tasteroder Folientastaturen in das Ge-häuse integrieren.

Rose

in Germany“. Zum HMI-Kom-plettpaket gehörenneben einemhochwertigen kundenspezifi-schen Steuergehäuse auch einIndustrie PC und ein Tragarm-system für die einfache Anbin-dungandieMaschine. Verschie-dene maßgeschneiderte Bran-chenlösungen z.B. für die Auto-mobil-Industrie, den Maschi-nenbau oder die Nahrungs- undGenussmittel-Industrie sind imAngebot. Ein aktuelles Produktist die Drehneigekupplung fürflache Steuergehäuse undPanelPC. Sie vereint einen Neigungs-

Bild:Rose

GEHÄUSE UND ZUBEHÖR

Optimierte Industriegehäuse für vereinfachte HMI-AnwendungenWiekönnenHumanMachine In-terfaces (HMI) für die Nutzernoch ergonomischer und für dieIndustrieunternehmen noch at-traktiver gestaltet werden? Aufder Basis dieser Fragestellungenhat Rolec sein Programmweitermodernisiert. Für sein Tragarm-systemprofiPLUShat derGehäu-sehersteller ein neues Winkel-drehgelenk entwickelt, das dieHandhabung von Bedienpanelsund Steuerungen deutlich kom-fortablermacht. Konzipiertwur-de es ursprünglich für dieAnbin-dung der Simatic HMI Pro Tools

weitert denAktionsradius erheb-lich. Um die Handhabung undMobilität von Steuerungen amArbeitsplatz weiter zu optimie-ren, wurde für profiPLUS außer-demeinneuer Standfuß inklusi-ve Rollen entwickelt, der denZugang zusätzlich vereinfacht.Wegweisendes Design, ein at-

traktives Preis-Leistungs-Ver-hältnis undhohe Zuverlässigkeitsind laut hersteller wesentlicheKennzeichen des Steuergehäu-ses profiPANEL. Neue Fangzap-fen erhöhen die Dichtigkeit desProfilgehäuses.

Nochmals verbessert wurdendie Oberflächen der Profile auseloxiertem Aluminium. Die mitihren abgerundeten Ecken ge-schmeidige FormgebungunddashochwertigeMaterial kreieren inKombination mit der Farbge-bung eine edle Anmutung.Standardmäßig werden die

Gehäuse mit lichtgrauen Eckenausgeliefert; diese können aufWunsch auch in Verkehrsrot,Verkehrsblau oder Tiefschwarzausgeführt sein.

Rolec

von Siemens. Herstellerunab-hängig ist es mit allen Stan-dardausführungen kompatibel,bei denenRundrohr-Adaptermiteinem Durchmesser von 48 mmverwendet werden. Das um 300Grad schwenkbaren Gelenk er-

Bild:Rolec

PLATINENGEHÄUSE

Gehäuse für die Einplatinencomputer Raspberry Pi 3 und Pi 4

Auf die Modelle Raspberry Pi 3Model A+ und Raspberry Pi 4Model B hat Fischer ElektronikdasGehäuseRSP 1 (Raspberry Pi2 Model B, Raspberry Pi 3 ModelB und B+) angepasst. Für denRaspberry Pi 3 Model A+ gibt es

Feder-Nut-System an der Front-seite des Gehäuses ermöglicht.DurchdiesemontagefreundlicheKonstruktion wird ein einfacherZugriff auf die GPIO-Pins desRaspberry Pis gewährleistet. DerZugriff auf denmicroSD-Kartens-lot ist von außen möglich, sodass ein Öffnen des Gehäusesnicht notwendig ist.Die Lüftungsöffnungen in

Ober- undUnterschale sorgen füreine guteWärmeabfuhr,was be-sonders beimRaspberry Pi 4Mo-del B von Vorteil ist. Der hochgetaktete Prozessormit vier Ker-

nen ist die HauptwärmequellediesesModells. Durchdie natür-liche Konvektion kann somit einWärmeaustauschmit der Umge-bung stattfinden.Nach Bedarf werden die RSP-

Gehäuse mit rutschfesten, ein-seitig klebenden, transparentenGerätefüßen versehen, für dieWandmontage können Befesti-gungslaschen (OptionL) gewähltwerden, bei RSP 1undRSP3pas-send zur Standardmonitorhalte-rung VESAMIS-D 75 x 75.

Fischer Elektronik

das Gehäuse RSP 2, für den Ras-pberry Pi 4Model BdasGehäuseRSP 3. Die Gehäuse setzen sichaus Ober- und Unterschale zu-sammen,welche aus gestanztemund gebogenem Aluminium-blech Stärke 1,5 mm bestehen.Die jeweilige Platine wird mitHilfe von M2,5 Linsenkopf-schrauben an vier Abstands-buchsen aus Stahl in der Unter-schale befestigt. Ein schnellerZugriff ins Gehäuseinnere wirddurch eineBefestigungderOber-schale an die Unterschale mitnur einer Schraube und dem

Bild:©

FischerElektronik

document8156238397403246852.indd 25 14.01.2020 14:42:16

26

WÄRMEMANAGEMENT // SIMULATION


Six-Sigma-Prinzipien bei derElektronikkühlung anwenden

Der Beitrag beschreibt am Beispiel eines Elektronikgehäuses imAutomobil die Vorgehensweise bei der thermischen Optimierung mit

Versuchsplanung (DoE) und Six-Sigma-Prinzipien.

WENDY LUITEN *

* Wendy Luiten... ist Dozentin und Inhaberin vonWendy Luiten Consulting in Riethoven/ Niederlande.

Warum lassen sich thermische Pro-bleme so schwer beheben?Verein-facht ausgedrückt: Wärmeflüssesindkaumzuerfassen. Ein typischesProdukthat mehrere, oft miteinander verbundeneWärmeflusspfademitmehrerenAbschnitten.JederAbschnitt steht für einenWärmewider-stand.Eine hohe Quellentemperatur entsteht

durch hohe Wärmeabgabe, hohen Wärme-widerstand oder eine Kombination aus bei-dem.DieWärmeabgabebeeinflusst die Leis-tung und lässt sich in der Regel nicht verrin-

gern, ohne die Leistungsfähigkeit zu beein-trächtigen. GeringeWärmewiderständeundkurze Pfade sind demnach für die Regelungder Temperatur zu bevorzugen.Im Idealfall bildet eine „Kette“ aus weni-

genniedrigenWärmewiderständenalleWär-mepfade jederWärmequelle zurUmgebung.Doch dies ist nicht leicht umzusetzen. EinTeil des Wärmewiderstands wird durch dieLuftzirkulation bzw. Wärmestrahlung be-stimmt. Luft ist zwar das primäre Kühlmedi-um, doch ist sie bei keinemProdukt Bestand-teil der Materialliste bzw. des normalenChange-Request-Prozesses. Die damit zu-sammenhängendenVeränderungen, die sichnegativ auf den Luftstrom auswirken, sindnicht sichtbar und tauchenvermutlich indernächsten Design-Iteration oder sogar in dernächsten Produktentwicklung wieder auf.

Design for Six Sigma (DfSS) ist eine Ent-wurfsphilosophie, die den Erfolg von Inno-vationsprozessen steigern soll. DieMethodelässt sich gut auf das Wärmemanagementanwenden.

Six-Sigma-Prinzipien beimthermischen DesignDas thermische Design beginnt mit der

Identifikation der Produktanforderungen(Six Sigma Definitionsphase) und reicht biszur Untersuchung, inwieweit sich diese aufdie thermischenAnforderungen, Einsatzbe-dingungen, Umfang und Lage der Wärme-quellen sowie Umgebung und Lage der tem-peraturkritischenBauteile übertragen lassen(Six Sigma Identifikationsphase).Ein effizientes thermisches Design bein-

haltet eine zuverlässige Lösung zur Entwär-

Bild 1: Typischer Ablauf der Entwicklung eines elektronischen Gerätes. Thermische Probleme haben ihre Ursache meist in einer der ersten Entwicklungsstufen.

Bild:M

entor

document2745207431789537476.indd 26 17.01.2020 11:40:28

ELEKTRONIKPRAXIS Nr. 2 28.1.2020 27


mung und ist dabei eng mit dem mechani-schenundelektrischenDesign verzahnt (SixSigmaDesignphase). DiewichtigstenAnsät-ze hier sinddie Identifikation vonEingangs-parametern, dieUntersuchungdes Lösungs-raums und das Treffen einer bewussten De-signentscheidung.ImvollständigenDfSS-Prozess folgt die Six

SigmaOptimierungs- undVerifikationspha-se. Hier liegt der Schwerpunkt auf einemrobusten Design und der Vorbereitung fürdieMassenproduktion,worauf dieser Beitragjedoch nicht näher eingeht.In den sehr frühenDesignphasen lässt sich

der Entwurf des thermischen Konzepts an-hand von manuellen Berechnungen undAbschätzungenanalytischdurchführen.DerVorteil dieser Herangehensweise ist, dassdabei auchdiewichtigstenEingangsparame-ter identifiziert werden, die das thermischeVerhalten des Gesamtproduktes beeinflus-sen; dies setzt jedoch Erfahrung und ein gu-tes Urteilsvermögen voraus.In komplexeren Fällen wird zunehmend

auf Simulationen zurückgegriffen, sowohlbeim Design als auch bei der Implementie-rung. Bei luftgekühlten Gerätenwird immerhäufiger die numerische Strömungssimula-tion eingesetzt, besser bekannt unter demenglischen Begriff Computational Fluid Dy-

namics (CFD). Denn sowohl derWärmeüber-gangskoeffizient als auch die Kühlluft-Tem-peratur werden in Abhängigkeit des Luft-stroms berechnet. Es wird nicht angenom-men, diese seien ein generischerWärmeübergangskoeffizient-Wert bei derÜbertragungvonWärmebei konstanter Luft-temperatur an eine unbegrenzte „Sammel-stelle“. Dies ist besonderswichtig bei lüfter-losen Geräten, wo der Luftstrom durch Auf-trieb erzeugt wird, d.h. Luft wird erwärmtund steigt nach oben.

Was die Strömungssimulation(CFD) bringtDie eigentliche Stärkeder Strömungssimu-

lation liegt oft nicht darin, dass sie den me-chanischen und elektrischen CAD-Entwurfin einer finalen Prüfung kurz vor Beginn derProduktion akribisch durchrechnet. Derwahre Nutzen ist vielmehr, dass sie früh inder Entwicklung eine Reihe numerischerExperimente ermöglicht.WennvonAnfang andie richtigeArchitek-

tur ausgewählt wird, ergibt sich schon sehrfrüh mehr Raum für den Entwurf des „bes-ten“ Produkts. Mithilfe von Simulation lässtsich der Lösungsraum virtuell untersuchenunddie ambesten geeignete Lösungauswäh-len – ohne den hohen zeitlichen und finan-

Bild 2: Beispiel für den Prozess des thermischen Designs für ein Elektronikgehäuse im Fahrzeug.

Bild:M

entor

Bild 3: Leiterplattengeometrie für das Fahrzeug-Elektronikgehäuse und errechnetes Temperaturfeld (rechts)des ersten Konzepts. Die Halbleiterchips im Gehäuse sind mit IC1-IC10 gekennzeichnet.

Bild:M

entor

Hutschienengehäuse• für alle 35 mm Tragschienen gemäßDIN EN 60715

• sicherer Halt und einfache Montagedurch Aufschnappen auf die Tragschiene

• verfügbar als Strangpressprofil mitintegrierter Drahtformfeder odermassives Kunststoffprofil

• Frontplattenprofile mit integrierterKlammerbefestigung für verschieden-artige Gehäuselösungen

• Sonderabmessungen und Bearbeitungennach Kundenvorgaben

kühlen schützen verbinden

Fischer Elektronik GmbH & Co. KG

Nottebohmstraße 2858511 LüdenscheidDEUTSCHLANDTelefon +49 2351 435-0Telefax +49 2351 45754E-Mail [email protected]

Mehr erfahren Sie hier:www.fischerelektronik.de

Wir stellen aus: embedded worldin Nürnberg vom 25.-27.02.20

Halle 4A, Stand 516

document2745207431789537476.indd 27 17.01.2020 11:40:31

http://www.fischerelektronik.demailto:[email protected]

28



ziellenAufwand, der bei demVersuchanfal-lenwürde, diesmithilfe vonPrototypen-Testszu erreichen.Meine Erfahrung hat gezeigt, dass meist

10bis 40Simulationendurchgeführtwerden,bismandie optimale Architektur für einDe-sign gefunden hat. Nach Auswahl des Auf-baus, der auf die speziellenProduktanforde-rungenundEinsatzbedingungen zugeschnit-ten ist, wird das detaillierte Design fortge-führt, oftmithilfeweiterer SimulationenderCAD-Daten.

Anwendungsbeispiel aus demAutomotive-BereichNehmenwir ein Elektronikgehäuse imAu-

to als Beispiel dafür, wie sich auf Basis derSix Sigma Prinzipien ein besseres Produktentwerfen lässt. In Bild 2 ist der thermischeDesignprozess dargestellt. DasKonzeptwirdvonTeammitgliedern vorgeschlagen, die sichnichtmitWärmemanagement befassen. AmAnfang steht ein geschlossenes Kunststoff-gehäuse, in demsich eine Leiterplatte befin-det. Die thermischen Anforderungen besa-gen, dass sich das Gehäuse in einer nichtbelüfteten Umgebung mit einer Temperaturvon 85 ºC befindet; die maximal zulässigeKomponententemperatur liegt bei 125 ºC.InderArchitekturphase beginnendie CFD-

Simulationen ausgehend von diesem kon-zeptionellen Entwurf mit einer offensivenAbschätzung der Leistung. So geht man si-cher, dass dasDesign für die erwarteteWorst-Case-Leistungsaufnahme robust genug ist.Bild 3 zeigt die Geometrie (links). Diese

konzeptionelle Simulation wird nur mit ei-nem groben mechanischen/elektrischenModell undohnemechanische oder elektro-

nische CAD-Dateien oder Daten ausgeführt.Sie findet während des Aufbaus noch imVorfeld des detailliertenmechanischen undLayout-CAD-Entwurfs statt, die erst nachderArchitekturauswahl erfolgen.NachdenErgebnissen ausder Simulation,

dargestellt im errechneten TemperaturfeldinBild 3, ist der vorgeschlageneEntwurf ther-misch nicht umsetzbar. Bei mehreren Chipswird der Temperatur-Grenzwert von 125 °Cüberschritten; bei derwärmstenKomponen-te sogar um 50 ºC.Bei diesem Produkt sind die wichtigsten

Parameter für die Wärmewiderstände die

Abmessungen und MaterialeigenschaftendesGehäuses, das Layout unddieWärmeab-gabe der Leiterplatte sowie deren Anbrin-gung im Gehäuse. Weiteren Einfluss haben:die Art des Gehäuses (geschlossen) und dieGehäusegröße, das Leiterplatten-Layout so-wie dieWärmeabgabe.DieseKriterien stehenfest und lassen sich nicht verändern. Allevariablen Parameter werden während desthermischen Entwurfs untersucht.Für potentielle Kühlungslösungenwurden

folgende Parameter gewählt: Gehäusematerial, thermische Leitfähig-keit von Kunststoff (k = 0,2 W/mK); gegos-senes Aluminium (k = 130 W/mK). Verwendung von Wärmemanagement-Produkten, z.B. zusätzlicher Kühlkörperund/oder Gap-Pads (festes, thermisch leit-fähiges Material zur Füllung der Luftspaltezwischen Leiterplatte und Gehäuse). Thermische Leitfähigkeit in der Leiter-platte selbst (bezogen auf Layout und Bau-weise, z.B. Anzahl der Schichten, vergrabe-ne Versorgungslagen und Masseflächen).

Anforderungen an dieVersuchsplanung (DoE)Zur Six-Sigma-Optimierung gehört auch,

potentielle Einflussfaktoren, dieAbweichun-gen zur Folgehabenkönnten, zu eliminierenoder zu verringern. Da die Ausrichtung desGehäuses nicht in den Anforderungen vor-geschrieben ist, muss das Gehäuse sowohlhorizontal als auch vertikal ausgerichtet si-muliert werden, denn dessen endgültigeMontagewird vomUnternehmen festgelegt,das für das Endprodukt zuständig ist.Mithilfe der CFD-Software Simcenter Flo-

therm habe ich eine Szenario-Tab

mehrflexibilitätdank spezifischerdisplay-module...wissen. impulse. kontakte. b19126 28.januar2020...

Documents