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Was es mit dem M12 Magnetics auf sich hat

| Redakteur: Kristin Rinortner

Lösungen mit integriertem Übertrager sind im Ethernet-Umfeld Bestandteil der Informationsübertragung. Der Leiterplattensteckverbinder M12 Magnetics kombiniert den klassischen M12-Steckverbinder mit einem Übertrager in einem Bauteil. Über die Möglichkeiten, die der Rundsteckverbinder bietet, haben wir mit Matthias Domberg von Harting gesprochen.

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Bild 2: Demonstrator mit bisheriger Lösung und neuem M12 Transformer.
Bild 2: Demonstrator mit bisheriger Lösung und neuem M12 Transformer.
(Bild: Harting)

Ethernet breitet sich als Übertragungsstandard immer weiter in Industrie und Automation aus. Übertrager sind hier ein wesentlicher Bestandteil der modernen Kommunikation – ohne sie wäre eine breitbandige Informationsübermittlung mit hoher Signalintegrität nicht denkbar.

Übertrager basieren auf dem Funktionsprinzip des klassischen Transformators. Allerdings liegt der Fokus hier auf einer möglichst breitbandigen und guten Signalübertragung statt auf dem Wirkungsgrad.

Die Bauteile werden neben der galvanischen Trennung zur Signalübertragung, Potenzialtrennung und Symmetrierung lokaler Ethernet-Netzwerke verwendet. Sie haben allerdings einen Nachteil: Sie beanspruchen Platz auf der Leiterplatte (Bild 1a).

Um dem beschriebenen Trend zur Miniaturisierung in Industrie und Automation gerecht zu werden, bietet Harting seit kurzem M12-Leiterplatten-Steckverbinder mit einem integrierten Übertrager an. Der „M12 with Magnetics“, kurz M12 Magnetics, ist robust, spart Platz und bietet eine gute Signalintegrität.

Wir sprachen mit Matthias Domberg, Global Product Manager Device Connectivity bei Harting in Espelkamp über das aktuelle Produkt und die Möglichkeiten, die Anwender damit haben.

Herr Domberg, auf der Hannover Messe 2017 hat Harting den „M12 Magnetics“ vorgestellt. Können Sie die Lösung skizzieren?

Auf der Hannover Messe wurde zunächst ein Prototyp des M12 Magnetics vorgestellt. Die Serienauslieferung soll im Herbst diesen Jahres erfolgen. Der M12 Magnetics spart ganz im Trend der Miniaturisierung Platz auf der Leiterplatte und damit auch im Gerät ein. Dazu haben wir die zwei obligatorisch notwendigen Bauteile Steckverbinder und Übertrager in einem gemeinsamen Bauteil kombiniert. Dadurch kann pro Steckverbindung auf der Leiterplatte bis zu 30 Prozent Platz eingespart werden. Zudem hat sich das Design-In vereinfacht.

Was können Sie, was andere nicht können?

Einheiten aus Steckverbinder und Übertrager sind schon seit längerer Zeit aus dem Bereich RJ45-Buchsen bekannt. Harting bietet weltweit als erster Hersteller eine solche platzsparende Kombination in einer IP65/67 geschützten Ausführung und bringt diese Vorteile damit auch in die Feldebene. Gerätehersteller können nun auch Applikationen, die unter harten Einsatzbedingungen funktionieren müssen, mit einer soliden und zeitgemäßen Schnittstelle ausstatten.

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Welche Vorteile bietet die Lösung?

Der Vorteil liegt klar in der Platzersparnis. Hinzu kommen ein vereinfachtes Design-In und eine hohe Zuverlässigkeit in puncto Signalintegrität. Die M12 Magnetics erfüllen auch die erhöhten Anforderungen des Bahnmarktes bezüglich Schock und Vibration nach IEC 61373.

Was sind Ihre Zielmärkte?

Das Produkt richtet sich an verschiedene Applikationen des globalen Markts. Natürlich stehen dabei unsere klassischen Zielmärkte Automation und Transportation im Mittelpunkt.

Wie schätzen Sie den Markt für einen derartigen Steckverbinder ein?

Aufgrund unserer Erfahrungen und positiven Rückmeldungen, die wir auf der electronica 2016 zu einer ersten Studie bekommen haben, schätzen wir das Marktpotenzial dieser Lösung als sehr hoch ein. Zahlen möchte ich nicht nennen.

Gibt es Marktbegleiter?

Da es sich im Bereich M12-Steckverbinder um eine Weltneuheit handelt, sind uns keine weiteren Marktbegleiter mit ähnlichen Lösungen bekannt.

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Übertrager auf den Punkt gebracht

Übertrager sind induktive Bauteile, die wie Transformatoren aufgebaut sind. Während Transformatoren in einem engen Frequenzbereich für die Leistungsübertragung mit möglichst hohem Wirkungsgrad optimiert sind, dienen Übertrager zur relativ breitbandigen Informationsübermittlung mit möglichst hoher Signalqualität. Die Signale der Übertrager stellen sicher, dass die Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern in einem Ethernet basierten System eine gute Signalqualität während einer Übertragung hat. Weitere Eigenschaften sind die Linearität und möglichst geringe Verzerrungen. Verzerrungen führen zu einer Verfälschung des Signals, so dass es vom Empfänger nicht mehr gelesen werden kann. Das kann zu Störungen oder zum Stillstand in einer Applikation führen.

Wie sieht es mit der Signalintegrität beim M12 Magnetics aus?

Die Signalintegrität ist durch die Kombination und die aufeinander abgestimmten Komponenten natürlich sehr gut, denn der Übertrager inklusive aller relevanten elektronischen Bauteile ist ja bereits im M12-Steckverbinder integriert. Die Magnetics erfüllen neben den allgemeinen M12-Anforderungen nach IEC 61076-2-101/109 auch die Ethernet-Anforderungen gemäß IEEE 802.3.

Welche Übertragungsraten sind möglich?

Möglich sind Kat.-5 bis 100 MBit, Kat.-6 bis 10 GBit. Wahlweise ohne PoE oder mit PoE+ für die Energieversorgung.

Wie hoch baut die Lösung?

Die Bauhöhe dieser Lösung ist abgestimmt auf unser bereits bestehendes M12-Portfolio für die Geräteintegration. Darüber wird sichergestellt, dass unsere Kunden bereits existierende Lösungen aus dem Hause Harting mit den neuen M12-Magnetics-Lösungen kombinieren können. Ein weiteres Bonbon ist die Berücksichtigung der Push-Pull-Kontur. Damit geben wir unseren Kunden die Möglichkeit an die Hand, wahlweise zwischen einem Steckverbinder mit Schnellverriegelung oder mit Standard Schraubverriegelung zu wählen.

Welche Varianten sind geplant?

Geplant sind eine D-kodierte Variante für Fast Ethernet und eine X-kodierte Variante. Diese gibt es jeweils gerade und gewinkelt, ohne PoE oder mit PoE+. Zukünftige Versionen können je nach Kundenanforderung realisiert werden.

Herr Domberg, vielen Dank für dieses Gespräch.

Das Interview führte Kristin Rinortner.

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