Symmetrie (be)sticht

Steckverbinder – Phoenix Contact stellt kompakte M8-Steckverbinder als ideale Lösung für die zukunftssichere Datenübertragung vor.

19. März 2019
Symmetrie (be)sticht
Zweiteilige Gerätesteckverbinder bieten vielfältige Optionen für die effiziente Integration in den SMT-/THR-Prozess. (Bild: Phoenix Contact)

von Christian Rathgeber, Produktmanager, Phoenix Contact Connector Technology, Herrenberg

Die vierte industrieelektronische Revolution ist in vollem Gang – ihr Tempo beschleunigt sich tagtäglich. Auf den wachsenden Datenbedarf müssen Hersteller von Automatisierungstechnik reagieren – und stets neue, leistungsfähige Lösungen für die durchgängige Echtzeit-Datenübertragung zwischen Unternehmens-, Leit- und Feldebene anbieten. Kompakte M8-Rundsteckverbinder bieten hier interessante Optionen. Mit der Verbreitung des Industrial Ethernet erobern sie zunehmend neue Einsatzgebiete in der dezentralen Datenübertragung. Mittlerweile kommunizieren nicht nur Steuerungen und Fertigungsleitrechner über Protokolle wie Ethernet/IP oder Profinet miteinander, sondern auch Sensoren und Aktoren in der untersten Feldebene.

Für diese kompakten Anwendungen ist der M8-Standard sehr gut geeignet. Allerdings setzt die Kontaktanordnung des A-kodierten Steckgesichts der Anwendung im Feldeinsatz Grenzen. Dank der asymmetrischen Anordnung der vier Kontakte ist das Steckgesicht zwar gegen Fehlstecken geschützt, allerdings beeinflussen sich die elektromagnetischen Felder der näher aneinander liegenden Kontakte auch stärker.

Die Folge ist ein stärkeres Nahnebenansprechen. In der Praxis erlauben die A-kodierten M8-Steckverbinder so zwar Bandbreiten von bis zu 100 Megabit pro Sekunde. Die Anforderungen der Übertragungskategorie CAT5/Class D erreichen sie jedoch nicht, da die Verbindung unter Umständen nicht über ausreichende Reserven verfügt, um schädliche Einflüsse zu kompensieren. So kann die Bandbreite sinken, sodass Datenpakete verloren gehen und erneut gesendet werden müssen.

Speziell zur Datenübertragung in Ethernet/IP- und Profinet-Umgebungen bietet Phoenix Contact daher D-kodierte M8-Steckverbinder. Die genormte, symmetrische Anordnung der vier Kontakte erlaubt die geforderten Übertragungsraten, erfüllt aber auch zusätzlich die Anforderungen nach CAT5. Die gegenüberliegenden Kontakte bilden jeweils Paare, an die entweder zwei gegenüberliegende Adern einer Sternviererleitung oder Adernpaare einer Twisted-Pair-Leitung angeschlossen werden. Da sich die elektromagnetischen Felder durch die symmetrische Kontaktanordnung gegenseitig aufheben, werden Datenverluste durch Nahnebensprechen vermieden. Damit eignet sich das Steckgesicht ideal für die sichere Datenübertragung in anspruchsvollen Umgebungen wie beispielsweise Schweißzellen.

Effiziente Prozessintegration

Neben der Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Datenübertragung rückt für Gerätehersteller der eigene Produktionsprozess zunehmend in den Fokus. Als dem zentralen Bauteil jedes industrieelektronischen Geräts kommt der Leiterplatte und deren Komponenten eine hohe Bedeutung zu. Um die Fertigungszeit zu reduzieren, höhere Stückzahlen zu ermöglichen und somit die Stückkosten zu senken, setzen Hersteller auf teil- oder voll automatisierte Bestückungsprozesse.

Die Steckverbinder benötigen weniger Platz auf der Leiterplatte.

Phoenix Contact liefert daher alle Gerätesteckverbinder für die SMT- beziehungsweise THR-Montage in Tape-on-Reel-Verpackung. Die zweiteiligen Steckverbinder können in die Feeder aller gängigen Bestückungsautomaten eingelegt, unterbrechungsfrei zugeführt und von Nozzles oder Greifern aufgenommen und auf der Leiterplatte platziert werden.

Dank SMD-Bauweise benötigen die einseitig bestückten Steckverbinder weniger Bauraum auf der Leiterplatte und erlauben daher eine höhere Packungsdichte als konventionelle Bauteile für das Wellenlöten. Mit einer Koplanarität von unter 0,1 Millimetern zwischen Ankerblechen und Kontakten kontaktieren die SMD-Ausführungen dennoch sicher und zuverlässig.

Die neuen D-kodierten M8-Steckverbinder sind zudem Design-kompatibel zu den bereits etablierten zweiteiligen Rundsteckverbindern der Baugrößen M8 und M12. Elektronikzulieferer und Gerätehersteller können so sämtliche M8- und M12-Kodierungen auf einer identischen Leiterplatten- und Gehäuseebene verbauen. Selbst für unterschiedliche Anwendungsgebiete wie die Leistungsübertragung via M12 und die Datenübertragung via M8 bleibt das Leiterplatten- und Gerätedesign somit gleich. Das fertige Gerät kann also ohne Anpassung für unterschiedliche Märkte und Anwendungen entwickelt werden, aufwendig individualisierte Gehäusekonturen sind nicht notwendig.

Volle Flexibilität

Leiterplatte und Gehäuse können an verschiedenen Orten gefertigt und erst später bei der Endmontage miteinander verheiratet werden. Dies erlaubt höhere Flexibilität bei der Auswahl der Elektronikzulieferer beziehungsweise bei lokal, regional sowie international verteilten Produktionsstandorten. Phoenix Contact bietet zudem unterschiedliche Einbauformen für die Vorder- oder Hinterwandmontage. Selbst eine Einpressvariante oder die Direktintegration in das Kundengehäuse ist möglich. Dank dieser Vielzahl an Optionen können selbst unterschiedliche Leiterplattenausführungen in ein und dasselbe Gehäuse verbaut werden. Der Anwender spart nicht nur Entwicklungszeit, sondern auch Werkzeug- und Lagerkosten.

Auf einen Blick

Steckverbinder in der Baugröße M8

- Hohe Datenraten auf kleinem Raum übertragen – ideal für kompakte Geräte.

- Ausgelegt zur Integration in SMT-Lötprozess.

- Verpackungen für automatisierte Pick-and-Place-Bestückung verfügbar.

- Einfache Integration der Port-Verschraubung durch Gewinde- oder Einpressgehäuse.

- Vergussdicht durch optionalen O-Ring.

www.phoenixcontact.net

Um den sicheren Betrieb auch unter harten, industriellen Bedingungen zu ermöglichen, sind die neuen M8-Steckverbinder in Schutzart IP67 ausgeführt. Physikalische Umgebungseinflüsse wie Schmutz, Staub oder Wasser beeinträchtigen die Echtzeitdatenübertragung zwischen Kabel- und Gerätesteckverbinder daher nicht.

Neben den zweiteiligen Gerätesteckverbindern umfasst das Produktprogramm auch noch die passenden Kabelsteckverbinder in D-Kodierung. Ob mit offenem Leitungsende, doppelseitigem M8-Steckverbinder oder in Kombination mit einem RJ45-Stecker – Phoenix Contact bietet standardisierte oder kundenindividuelle Lösungen für unterschiedliche Kabellängen. mk

Erschienen in Ausgabe: 02/2019
Seite: 46 bis 47