Magic Power Technology Netzteil auf Embedded-System abgestimmt

Bild 1: Aus solchen aufeinander abgestimmten Bundles, wie sie Magic Power Technology und TRS-Star zusammenstellen, lassen sich hochwertige Industrie-PCs bauen.

Alles könnte so einfach sein. Man suche sich ein Motherboard, entsprechende Systemkomponenten und ein x-beliebiges Netzteil heraus. Und schon ist der Industrie-PC fertig. Wirklich? Nur aufeinander abgestimmt entsteht aus einzelnen Bausteinen ein harmonisches Ganzes.

Schrauben wir unseren PC zuhause selber zusammen, dann funktioniert das System bekanntlich eher selten auf Anhieb. Was privat einfach nur frustriert, ist im Industriebereich nicht nur teuer, eventuell sind sogar Leib und Leben in Gefahr. In einem solchen Umfeld sind Faktoren wichtig wie:

  • stabiler 24/7-Betrieb,
  • erweiterter Temperaturbereich,
  • Schutzart (z. B. IP65),
  • lüfterloser Einsatz,
  • elektromagnetische Verträglichkeit (Störab- und -einstrahlung),
  • lange Lebensdauer und
  • langjährige Verfügbarkeit der eingesetzten Komponenten.

Das Erfolgsrezept eines leistungsfähigen Gesamtsystems liegt in der richtigen Auswahl der jeweiligen Einzelkomponenten. Zur Bewertung der Gesamtsituation sind spezielle Fachkenntnisse erforderlich. Erfahrungsgemäß stehen den Entwicklungsabteilungen hierfür jedoch nicht immer ausreichend Ressourcen zur Verfügung. Das betrifft sowohl die Zeit als auch die entsprechende Laborausstattung.

Als Netzteilhersteller bietet Magic Power Technology zusammen mit TRS-Star als System- und Lösungsanbieter im Bereich Industrie-PCs individuell aufeinander abgestimmte Systeme an. Diese Bundles aus Stromversorgung, Motherboard und Speicherlösungen werden vorab getestet und auf Wunsch als Bundle ausgeliefert (Bild 1). Die hardwareseitige Unterstützung kann je nach Kundenwunsch sogar bis auf die Lieferung der passenden Kabelsätze heruntergebrochen werden. Softwareseitig gehören kundenspezifische Software- und BIOS-Anpassungen zum Leistungsumfang. So soll der Kunde ein Gesamtsystem erhalten, das seinen konkreten Anforderungen in Bezug auf Kenndaten, Preis und Verfügbarkeit entspricht.

Im Folgenden stellen wir nun den typischen Ablauf sowie die sich ergebenden Handlungsempfehlungen bei der Zusammenstellung von PC-Komponenten/Netzteil-Bundles vor.

Auswahl der PC-Komponenten

Zum Test eines leistungsfähigen Bundles wurde ein Mini-ITX-Motherboard EMX-Q170KP von Avalue mit dem Intel-Chipsatz Q170 für Core-i3/i5/i7- und Celeron-Prozessoren ausgewählt. Der Formfaktor entspricht dem gängigen Standard für industrielle Motherboards und wurde auf Basis moderner Embedded-Technologien entwickelt. Der Q170-Chipsatz unterstützt SSDs in verschiedenen Formfaktoren, wie zum Beispiel M.2 mit SATA-Schnittstelle. Da er auch schnelle PCIe-3.0-Lanes zur Verfügung stellt, gibt es keine Performance-Einbußen bei der Grafik. Die zahlreichen Schnittstellen (VGA, HDMI, DP, LVDS) machen das Board für vielseitige Anwendungen in industriellen Automatisierungs-, Mess- und Steuerungssystemen interessant. Da sich Avalue zudem auf Industrieanwendungen fokussiert, legt das Unternehmen Wert auf langfristige Verfügbarkeit – ein nicht ganz unerhebliches Argument.

Beim Arbeitsspeicher fällt die Wahl auf ein SO-DIMM-Modul mit DDR3-RAM mit 204 Pins von Adata (ADDI1600W4G11-B). Es arbeitet bei 1,35 V und hat eine Übertragungsbandbreite von 12,8 Gb/s (PC3L 12800) im erweiterten Temperaturbereich (–40 °C bis +90 °C), niedrige Stromaufnahme, niedrigen Latenzzeiten und höchster Zuverlässigkeit.

Als Flash-Speicher kommt die IM23328E M.2 2280 von Adata mit 256 GB ebenfalls im erweiterten Temperaturbereich für industrielle Applikationen zum Einsatz. Gegenüber herkömmlichen Lösungen sind Leistung, Stabilität und Lebensdauer bei diesem MLC-basierten Laufwerk (Multi-Level Cell) höher und stellen einen Kompromiss zwischen Performance und Kosten dar. Für Applikationen mit höheren Anforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit und Kapazität bietet Adata SSDs mit kleinerem Formfaktor in 3D-TLC-NAND-Flash-Technologie an.

Als Prozessor kommt der Core i7 7700K mit 4,2 GHz mit optimierter Kaby-Lake-Architektur von Intel zum Einsatz. Mit der verbesserten On-Board-Grafikeinheit und der schnellen Basistaktung sollte der Anwender auch für die Zukunft ausreichende Erweiterungs- und Adaptierungsmöglichkeiten für sein Gesamtsystem haben.

Diese Komponenten sind prädestiniert für den anspruchsvollen industriellen Einsatz in den Bereichen IoT, Automatisierung und Digital-Signage. Für andere Einsatzgebiete gelten wiederum andere normative Vorgaben. Dies betrifft immer auch das Bundle aus Embedded-Board und Stromversorgung. Anwendungen im Medizinbereich müssen zum Beispiel die Norm EN/UL 60601 erfüllen.

In der Praxis treffen die Applikationsingenieure von Magic Power Technology und TRS-Star eine Vorauswahl. Hier berücksichtigen sie sowohl die spezifischen technischen als auch die Anforderungen des Marktes hinsichtlich Preis und Performance. Bei komplexen Systemen werden zusätzlich immer auch die Einzelkomponenten angepasst.