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SCHWERPUNKT Elektromechanik für Embedded-Systeme
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Bild 3. Spezielle Halteplatine zur entkoppelten Montage
von zwei 2,5-Zoll-Harddisks auf Gummipuffern
zeugen oder zur Steuerung von Maschinen
eingesetzte Rechner sind, die Probleme
sind oft die gleichen. Dabei stellt
die Stossbeanspruchung häufig nicht
das Problem dar, einzelne Stösse können
durch konstruktive Maßnahmen gut beherrscht
werden. Elektronische Kompo-
Bild 4. CPU-Board ohne thermische Optimierung bei
20 °C Umgebungstemperatur
nenten aus dem Notebook-Bereich sind
auch oft für harte Stösse ausgelegt, so
dass keine dauernden Schäden zu erwarten
sind. 2,5- und 1,8-Zoll-Harddisks
sind weniger stossempfindlich als ihre
3,5-Zoll-Pendants, die Werte liegen hier
bei bis zu 200 g Stoss im Betrieb, jedoch
bedeutet auch das nicht, dass sie überall
problemlos eingesetzt werden können.
Hier empfiehlt sich die Montage auf
Gummilagern, so dass sie vom vibrierenden
Gehäuse isoliert sind. Bild 3
zeigt eine solche speziell entwickelte
Montageplatine zur Aufnahme von zwei
2,5-Zoll-Festplatten.
Den einzig sicheren Weg, Datenverlust
zu vermeiden sind jedoch in kriti-
schen Anwendungen
Flash-Drives. Diese
Laufwerke sind mechanisch
kaum zerstörbar
und bieten bis zu
1.000.000 Zugriffe ohne
jedes bewegte Teil, die
Baumaße entsprechen
den 3,5- oder 2,5-Zoll-
Harddisks, so dass auch
ein Austausch in bereits
bestehenden Systemen
einfach möglich ist.
Ein weitere Schwachpunkt
vieler Geräte
sind interne Steckverbinder,
Jumper, DRAM,
EPROMs und Schrauben.
Hier muss unbedingt auf 100-Prozent-Sicherung
aller losen Teile geachtet
werden, etwas mehr Sicherheit auf Kosten
der Optik schadet sicherlich nicht,
Jumper, DRAM und EPROMs können
sogar durch Löten absolut sicher befestigt
werden. Obwohl die Umgebungs-
temperaturen normalerweise so sind,
dass Menschen dort arbeiten können,
kann es doch in Sonderfällen zu sehr hohen
Temperaturen kommen. Man denke
nur an einen engen, geschlossenen
Schaltschrank, oder an ein Fahrzeug unter
Sonneneinstrahlung. Da moderne
Hochleistungsprozessoren bis zu 50 W
Leistung aufnehmen können ist die Wärmeabstrahlung
eines PC-Systems immens,
und führt dazu, dass schon bei normaler
Umgebungstemperatur innerhalb
des Systems Temperaturen von 50 °C
und mehr erreicht werden. Steigt nun die
Außentemperatur auf Werte von 50 bis
60 °C, so ist der sichere Betrieb des PC-
Systems kaum mehr zu gewährleisten.
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In den Bildern 4 und 5 ist ein typisches
CPU-Board im Wärmebild dargestellt.
Deutlich sichtbar ist, wie die thermische
Optimierung mittels Kühlkörper und
Heatpipes zu einem Absinken der Temperatur
des Boards führt. Dennoch beträgt
der Temperaturunterschied zur
Außentemperatur noch über 20 °C, dies
muss bei der Spezifikation des Gesamtgeräts
unbedingt beachtet werden um zu
verhindern, daß das Board bei hohen
Außentemperaturen außerhalb des
zulässigen Temperaturbereichs betrieben
wird. Noch kritischer sind in dieser
Hinsicht Harddisks und vor allem Displays,
die teilweise nur für Temperaturen
bis zu 40 °C spezifiziert sind.
Die Anforderungen an Industrie-PCs
gehen weit über das hinaus, was von
einem Büro-PC verlangt wird. Viele
Applikationen erfordern schon bei der
Spezifikation engste Zusammenarbeit
zwischen Kunden und Lieferanten.
Neben dem Gesamtkonzept muss auch
die Qualität jeder Unterbaugruppe und
Bild 5. CPU-Board mit thermischer Optimierung bei
20 °C Umgebungstemperatur
damit die der Zulieferer höchsten Ansprüchen
genügen. nbn hat sich in den
letzten Jahren in einer Vielzahl von
Projekten als Ansprechpartner für Spezifikation,
Entwicklung und Fertigung
erwiesen. Alle verwendeten Komponenten
unterliegen einer dauernden
Kontrolle, kritische Teile werden zu
100 Prozent vor Einbau geprüft, wo
immer möglich werden nur Teile und
Zulieferer freigegeben, für die eine Second-Source
besteht. (rk)
(Markus Bullinger, nbn)
nbn
Tel.: 0 81 52/9 23 60
Kennziffer 304
Systeme 9/2000