Steckverbinder sind Superhelden!

Das Herz und die Seele moderner Elektronik ist der Halbleiter. Es ist schwer, sich irgendein modernes elektronisches Produkt ohne Halbleiter als Gehirn vorzustellen, weder Kleinstgeräte für den Endverbraucher, noch große Maschinen für den industriellen Einsatz. Die ständige Weiterentwicklung hat den Verbrauchermarkt wahrlich im Sturm erobert. Selbst die kleinsten Geräte haben heute oft eine weit höhere Rechenleistung als die Computerungetüme, die den Menschen in den 1960er Jahren zum Mond brachten.

HARTING-Superhelden: (von links nach rechts) Miss M8ty, Captain IX und TW1STER

Die meiste Zeit sind Halbleiter auf einer Leiterplatte angebracht und im Herzen eines Geräts vergraben. Und das aus gutem Grund: Halbleiter haben zwar großartige Eigenschaften, wenn sie für Berechnungen eingesetzt werden, sind aber empfindlich und müssen daher geschützt werden.

Halbleiter sehen selten die Außenwelt, da sie von Umhüllungen, Gehäusen und Abschirmungen geschützt sind. Aber es gibt andere Bauteile, die sich unerschrocken dem Universum stellen müssen und nichts haben als sich selbst, um all den schrecklichen Dingen, die Mensch und Natur ihnen antun können, zu widerstehen.

Steckverbinder.

Steckverbinder sind die wahren Superhelden der modernen Elektronikindustrie. Wo immer Sie ein Stück Elektronik sehen, stellt höchstwahrscheinlich ein Steckverbinder die Schnittstelle zur Außenwelt dar. Es ist der Steckverbinder, der Strom, Signale und Daten von und zu einem Gerät überträgt.

Nicht nur die Geräte, an denen sie befestigt sind, müssen in einigen der schwierigsten Umgebungen auf der Erde (und manchmal auch nicht auf der Erde) funktionieren, sondern auch die Steckverbinder selbst.

Wenn von schwierigen Umgebungen die Rede ist, fällt uns mit als Erstes Wasser ein. Jedes Gerät, das für den Einsatz im Freien vorgesehen ist, muss vor den Elementen geschützt werden, zu denen Regen offensichtlich dazuzählt. Die IP-Schutzart (Ingress Protection) ist eine bekannte Art darauf hinzuweisen, ob Produkte wasserdicht sind. Das Spektrum verfügbarer IP-zertifizierter Steckverbinder ist riesig und vielfältig.

Spritzwassergeschützte Steckverbinder Molex Mizu-P25. Kann Ihr Halbleiter das?

Wasser ist nur bei bestimmten Temperaturen flüssig. Vielerorts steht der Luxus von fließendem Wasser nicht zur Verfügung. Steckverbinder müssen unter arktischen Bedingungen und in der Hitze des Motorraums von Fahrzeugen funktionieren. Diese Temperaturen bringen Wasser zum Gefrieren bzw. zum Kochen und würden anderen Bauteilen Schaden zufügen. Halbleiter werden regelmäßig mit „Burn-in“-Verfahren getestet, bei denen Bauteile hohen Temperaturen ausgesetzt werden und ihre Lebensdauer künstlich verringert wird, um latente Fehler zu erkennen. Einen Halbleiter während des Betriebs hohen Temperaturen auszusetzen, verkürzt jedoch auch seine Lebensdauer und die erwartete Zeit bis zum Ausfall.

Manchmal reicht ein einfacher Schutz vor Wasser jedoch nicht aus. Auch ein wasserdichter Steckverbinder kann ausfallen, wenn er statt Wasser von aggressiven Chemikalien angegriffen wird. Von Meerwasser bis hin zu Reinigungsmitteln kann einfach alles einem Steckverbinder schweren Schaden zufügen, wenn er aus den falschen Materialien besteht. Und zwar auch an den unwahrscheinlichsten Orten. Ich habe einmal einen Konstrukteur getroffen, der Kochplatten und Herde für Haushaltsküchen entwarf. Er erzählte mir, dass eine gewöhnliche Küche zu den anspruchsvollsten Umgebungen überhaupt zählt, da hier nicht nur konzentrierte Säuren (Orangensaft) und aggressive Chemikalien (Küchenreiniger), sondern auch aggressive Scheuermittel (Topfreiniger) und extreme Temperaturen seine harte Arbeit zunichte machen. Können Sie sich einen Halbleiter in dieser Umgebung vorstellen?

Steckverbinder können sogar als letzte Verteidigungslinie gegen elektrische Störungen dienen, zum Beispiel die der Serie Amphenol 8655H (160-0027) . Durch elektromagnetische Störungen (EMI, Electromagnetic Interference) und sogar elektromagnetische Impulse (EMP, Electromagnetic Pulse) verursachte Probleme können für empfindliche Elektronikteile tödlich sein und die Abschirmung durch metallummantelte Steckverbinder und Gehäuse bietet dringend erforderlichen Schutz vor allen möglichen Einwirkungen – von Blitzeinschlägen bis hin zu koronalen Masseauswürfen. Solche Ereignisse kommen zwar nur selten vor, können aber zu Störungen von großem Ausmaß führen.

Als wäre all das nicht genug, kann es bei Steckverbindern zu einer problematischen Handhabung kommen. Der Daseinszweck eines Steckverbinders besteht darin, einen elektrischen oder elektronischen Schaltkreis zu trennen und wieder zu schließen, und in manchen Fällen geschieht das mit großer Regelmäßigkeit. Bei Steckverbindern wird häufig die Anzahl der Steckzyklen gemessen – ein Zyklus ist die Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Steckverbindern und die anschließende Unterbrechung der Verbindung. Bei manchen Arten von Steckverbindern, die für eine solche regelmäßige Verwendung vorgesehen sind, ist die Lebensdauer in Hunderten oder gar Tausenden von Steckzyklen bemessen.

Dazu kommt die Möglichkeit einer falschen Handhabung, selbst bei außergewöhnlich erfahrenen Benutzern. Einmal gab mir ein Techniker aus einem Formel-1-Team einen defekten Push-Pull-Steckverbinder, den man beim Herausnehmen einfach an der vorgesehenen Stelle festhalten musste, um dann vorsichtig zu ziehen. Das Exemplar das mir vorgelegt wurde, war eindeutig mit großer Kraft verdreht worden, aber der Benutzer blieb standhaft bei der Meinung, dass er keinen Fehler gemacht hatte. Steckverbinder müssen so robust und widerstandsfähig sein, dass sie dieser Art von unsachgemäßer Behandlung standhalten, wie dies z. B. bei der Serie HDSC Sealed von TE Connectivity (164-2386) der Fall ist. Können Sie sich vorstellen, dass ein Halbleiter eine solche Behandlung überleben würde?

Halbleiter ernten vielleicht den größten Teil des Ruhms, aber kommen sie Ihnen etwa wie Superhelden vor? Steckverbinder werden regelmäßig Wind, Sonne und Regen, elektromagnetischer Strahlung und dem Vakuum im Weltall ausgesetzt. Das hört sich doch ungefähr so an wie eine der Legenden von der Entstehung eines Superhelden...

Hier können Sie einen Blick auf das große Sortiment bei RS Components erhältlicher Superhelden Steckverbinder werfen.