Top-Fokus | Steckverbinder & Kabel

www.elektroniknet.de Nr. 31/201640

Markt&Technik: Wie hat sich die Bedeu-tung der USB-Schnittstelle verändert, und welche Entwicklung erwarten Sie jetzt?Nicolas Prou, Würth Elektronik: Ursprünglich von Computerherstellern und Industrie-Un-ternehmen für den Verbrauchermarkt konzi-piert, war USB trotz der Bezeichnung „Univer-sal Serial Bus“ damals eigentlich nur für einen Nischenmarkt in der Computer-Industrie vor-gesehen. Heute ist USB für den Datenaus-tausch zwischen Host und Gerät sowie mitt-lerweile auch zur Stromversorgung natürlich nicht mehr wegzudenken. Derzeit erlebt die USB-Schnittstelle den nächsten Sprung. USB-Steckverbinder werden immer universeller, können komplexere Kundenanforderungen er-füllen und andere Anschlussarten ersetzen.

Was macht USB 3.1 so interessant, nicht nur für den Consumer-Markt, sondern auch für die Industrieelektronik?Kunden und Anwender sind aufgrund der In-teroperabilität und Abwärtskompatibilität zwischen den Versionen auf der sicheren Sei-te. Neben den Verbindungsfunktionen können USB-Komponenten heute eine viel höhere Versorgungsleistung bereitstellen als früher – bis zu 100 W bei der aktuellen Version im Ver-gleich zu 2,5 W bei einer der ersten Ausfüh-rungen. Und sie erreichen eine Datenüber-tragungsrate von 10 GBit/s gegenüber „nur“ 480 MBit/s in der Vergangenheit. Dadurch er-öffnet sich ein breites Applikationsfeld, weil man keine Kompromisse mehr hinsichtlich der

Versorgungsleistung oder Datenrate eingehen muss. In der Industrie-Elektronik kann USB die modernen und komplizierten Technologien – zum Beispiel PCI Express oder Thunderbolt – reduzieren.

Viele sehen in USB-Steckverbindern kos-tengünstiges Zubehör für anspruchs-lose Anwendungen, und weniger einen robusten Industrie-Steckverbinder. Das trifft unter anderem auf Produkte von asi-atischen Herstellern zu, weil hier die verwen-deten Rohstoffe nicht auf die Anforderungen der Applikation abgestimmt sind und weil auch das Design für den Endkunden nicht im-mer sicher ist. Natürlich ist das nicht die Re-gel, aber eine Tendenz. Die erwähnten Nach-teile sind auch bei einigen Marken-Designs zu finden.

Welche Probleme können dadurch ent-stehen?Wenn das Rohmaterial nicht richtig ausge-wählt wird, können Probleme bei der Lötbar-keit auftreten. Ebenso können der Arretierme-chanismus oder die Einsteckfunktion be-einträchtigt sein. Aber nicht nur das Rohma-terial spielt eine wichtige Rolle, sondern auch das Design des Steckverbinders. Ist es ineffi-zient, sind mechanische Probleme die Folge. Negative Auswirkungen können sich bei den Einsteck- und Auszugskräften bemerkbar ma-chen. Im schlimmsten Fall kann beim Stecken oder Ziehen des Steckverbinders die Buchse zerstört werden.

Hannes Niederhauser, S&T

Nicolas Prou, Würth Elektronik„USB 3.1 kann in Industrieanwendungen

Schnittstellen wie PCI Express oder Thunderbolt reduzieren.“

INTERVIEW

DER WOCHE

Universelle Schnittstelle

Wird USB 3.1 zum Industrie- Steckverbinder?

USB-Steckverbinder werden immer universeller: Die Version USB 3.1 kann zunehmend andere Schnittstellen ersetzen,

nicht nur in Consumer-Anwendungen, sondern auch in industrieller Umgebung. Nicolas Prou, Produktmanager von Würth Elektronik eiSos, erklärt, welche

Produkteigenschaften bei der Wahl des Steckverbinders wichtig sind.

Steckverbinder USB 3.1, Typ C

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Wodurch zeichnen sich die USB-Steck-verbinder von Würth Elektronik aus, die ja für den Industrie-Markt konzipiert sind? Der optimierte Anbindungswinkel ist das, was unsere USB-Steckverbinder am deutlichsten von Wettbewerbsprodukten unterscheidet.

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Beträgt der Anbindungswinkel mehr als 40 Grad, können die Kontakte beim Einstecken des Steckers beschädigt werden. In der Theo-rie verfügen Steckverbinder über eine Fase von 30 Grad, um das Risiko zu begrenzen. In der Praxis sind diese Fasen aber nicht immer in-tegriert. „Low-Cost-Steckverbinder“ können

also die Endanwendung des Kunden beschä-digen, was dann Beschwerden bezüglich der USB-Buchsen nach sich zieht. Deshalb müssen die Buchsen an den Markt angepasst und so ausgelegt werden, dass sich diese auch für nicht konforme Steckverbinder eignen. Unse-re USB-Produkte erfüllen diese Voraussetzung. Daneben wählen wir das Material sorgfältig aus, um Verbindungsfunktionen, Robustheit und Benetzbarkeit zu gewährleisten.

Welche Rolle spielt für die Kunden die neue Typ-C-Konstruktion des Steckver-binders? USB ist dank der Typ-C-Konstruktion im Ge-spräch und wird noch bekannter. Durch die Konstruktion entfällt erstmals das lästige He-rumprobieren, welche Seite des Steckers oben und welche unten sein muss. Wir gehen davon aus, dass diese Besonderheit vor allem für Endanwendungen attraktiv ist.

Für welche konkreten Applikationen – auch außerhalb der Consumer-Elektro-nik – ist USB 3.1 aus Ihrer Sicht präde-stiniert?Diese Frage ist leicht zu beantworten: für alle Anwendungen. Ein einziger Stecker ist die Antwort auf viele unterschiedliche Anforde-rungen, wie Datenaustausch, Stromversor-gung, Videoinhalte und Netzwerke, z.B. auch als Ersatz für D-Sub und HDMI sowie modu-lare Buchsen. Beispiele für typische Applika-tionen sind externe Festplatten und Server, medizinische Anwendungen mit integrierten Monitoren, Industrieapplikationen, die eine schnelle Datensicherung erfordern, Smartpho-nes und alle tragbaren Geräte wie Sensoren, Power Banks und kleine Monitore.

Wie schnell wird USB3.1 auch von Indus-trie-Unternehmen adaptiert werden?Zunächst erwarten wir eine dynamische Marktentwicklung im Bereich der Consumer-

Auf einen Blick:

USB 3.1 im Vergleich zu 3.0Die aktuelle Version, USB3.1, stellt nochmals einen Leistungssprung dar:• Höhere Versorgungsleistung: bis zu

100 W gegenüber 9 W• Höhere Datenraten: 10 GBit/s ge-

genüber 5 GBit/s• Einfachere Handhabung dank Typ-

C-Konstruktion des Steckers

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Top-Fokus|Steckverbinder & Kabel

Applikationen. Bereits heute verwenden vie-le Hersteller von Smartphones USB 3.1, Typ C als Ersatz für USB 2.0 oder Micro USB 3.0, Typ B. Wir gehen davon aus, dass Industrie-Unternehmen in einem Jahr nachziehen wer-den, wenn Entwicklungsteams ihre Anforde-rungen und möglichen Beschränkungen beim Einsatz dieser neuen Technologie ausgewer-tet haben. Dabei wird natürlich auch der Preis eine große Rolle spielen, aber nicht aus-schließlich.

In welcher Preis-Liga spielt denn der USB-3.1-Steckverbinder?Bei den USB-3.1-Produkten hat man die Schirmung verbessert, zum Teil besteht eine doppelte Schirmung, sowie die Beschich-tungsdicke der Kontaktflächen erhöht, um auch den hohen mechanischen Ansprüchen zu genügen. Konzipiert sind die Steckverbin-der für 10.000 Steckzyklen. Damit ist USB 3.1 eher nicht für kostengünstige Anwendungen geeignet, in jedem Fall aber für leistungsstake und innovative Endanwendungen.

Die Fragen stellte Corinna Puhlmann-Hespen

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