4-2023

Komponenten
Steckverbinder für ModBlox7
ept-Steckverbinder in neue PICMG-Spezifikation gewählt
ept GmbH
www.ept.de
Der Bedarf an modularen Industrie-PCs
ist groß und wird weiter
steigen, wie Marktanalysen bestätigen.
Aus diesem Grund hat sich ein
Arbeitskreis der PICMG unter dem
Namen ModBlox7 auf einen neuen
herstellerübergreifenden Standard
geeinigt, um Module, die größtenteils
in der Bus- und Bahntechnik
zum Einsatz kommen, zu verbinden.
Ziele von ModBlox7
ModBlox7 beschreibt die Basisspezifikation
eines modularen Box-
PCs, bestehend aus diversen funktionalen
Baugruppen, wie CPU,
Stromversorgung und I/Os. Dieser
neue, herstellerübergreifende Standard
ermöglicht Anwendern durch interoperable
Funktionseinheiten eine
breite Palette von Gerätekombinationen
im modularen Design umzusetzen.
Ziel der PICMG war es dabei
auch, Kosten zu reduzieren und die
Nachhaltigkeit zu fördern.
Umfang der neuen
Spezifikation
Die neue Spezifikation der PICMG
umfasst sowohl die Mechanik, die
modularen Funktionseinheiten, als
auch die elektrische Verbindung
mittels Steckverbinder im vordefinierten
Pinout. Ein Box-PC besteht
demnach aus einem Gehäuse, einer
oder zwei Power Supply Units sowie
einer oder zwei CPUs mit je bis zu
vier PCI-Express- und bis zu acht
USB-basierten I/Os. Jedes Modul
kann dabei wiederum je nach Komplexität
der Einheit bis zu drei gestapelte
Leiterplatten umfassen. Die
Dimensionen des Box-PCs sind
dabei in der Höhe sowie in der Tiefe
vorgegeben. Die Frontbreite variiert
hingegen in Abhängigkeit von der
Anzahl der Units. Diese wiederum
können jeweils aus einem oder mehreren
sogenannten Slots à 1,4 Zoll
bestehen. Zwölf Slots dürfen so
bis zu einer maximalen Breite von
16,8 Zoll aneinandergereiht werden.
Anforderungen
an den Steckverbinder
Besonderes Augenmerk gilt bei
einem Standard zur modularen
Gerätekonfiguration natürlich der
elektrischen und mechanischen Verbindung
der einzelnen Module mittels
Steckverbinder. Entsprechend
der Einsatzbedingungen der Box-
PCs sollte es sich hierbei um einen
highspeedfähigen Steckverbinder
in SMT handeln, der sich nicht nur
durch eine enorme Robustheit bei
der Installation, sondern auch durch
hohe Toleranzen im Betrieb sowie
ausgesprochene Widerstandsfähigkeit
gegenüber widrigen Umweltbedingungen
auszeichnet. Da es bei
manchen Anwendungen erforderlich
ist, durch einen weiteren Steckverbinder
für Ausfallsicherheit durch
Redundanz zu sorgen, muss darüber
hinaus ein simultaner Einsatz mehrerer
Stecker auf einer Leiterplatte
möglich sein. Dies erfordert einen
hohen Versatzausgleich beim Stecken
sowie Toleranzen im Betrieb.
Zero8 als Steckverbinder
der Wahl
Einen Steckverbinder, der sich
für die vielfältigen Anforderungen
eignet, fand das ModBlox7-Gremium
im Zero8 des Steckverbinderherstellers
ept. Der SMT-Stecker
im Raster 0,8 mm entstammt
einer großen Produktfamilie mit
verschiedenen Bauformen, Bauhöhen
und Polzahlen sowie mit optionaler
EMV-Schirmung. Für die
ModBlox7-Spezfikation kommt er
in der gewinkelten, 80-poligen Ausführung
zum Einsatz und ermöglicht
somit die horizontale Leiterplatten-
Verbindung angrenzender Units. Um
Redundanzen zur Ausfallsicherheit
zu gewährleisten, ist entsprechend
der Spezifikation auch die simultane
Verwendung zweier Zero8-Stecker
zugelassen. Ermöglicht wird dies
durch einen Versatzausgleich von
0,4 mm bei der Installation sowie
Toleranzen im Betrieb von 0,7 mm.
Andernfalls könnten die Module bei
der Verbindung Schaden nehmen.
Zeitgleiche Übertragung
Ein weiterer Vorteil des Zero8
ist die Möglichkeit zur zeitgleichen
Übertragung von hohen Strömen
und Highspeed-Signalen. Was
zunächst unvereinbar klingt, ist
durch das Steckverbinder-Design
in Kombination mit einer entsprechenden
Pinbelegung durchaus realisierbar
und spart somit Platz und
Kosten. Durch seine genderneutrale
ScaleX-Anschlusstechnologie mit
ineinander verschränkten Messerund
Federleisten verfügt der Zero8
außerdem über eine enorme Kontaktsicherheit
und garantiert somit
auch bei Vibration und Schock eine
zuverlässige Signalübertragung.
Zero8 auch zur
PCB-Verbindung innerhalb
einzelner Units
Auch für die Mezzaninverbindungen
der bis zu drei Leiterplatten
einer CPU bietet das Zero8-
Portfolio eine passgenaue Lösung
zu gleichen Installationsbegebenheiten.
Der Einsatz mehrerer Steckverbinder
einer skalierbaren Produktfamilie
bietet dabei noch einen
entscheidenden Vorteil: So müssen
die Stecker nicht immer wieder
aufs Neue eindesignt und freigegeben
werden – die damit verbundenen
Kosten kann sich der
Anwender sparen.
Fazit
Interoperabilität bei gleichzeitiger
Kostensenkung und Nachhaltigkeit.
Die neue Spezifikation verspricht
große Fortschritte für Box-
PCs. Mit dem Zero8 gelingt dabei
die sichere Verbindung der einzelnen
Module. Noch im ersten Quartal
soll die Spezifikation dann endgültig
verabschiedet werden. ◄
16 PC & Industrie 4/2023