Interview Wird USB 3.1 zum Industrie-Steckverbinder?

USB3.1-Steckverbinder, Typ C
USB3.1-Steckverbinder, Typ C

USB-Stecker 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, dazu im Markt&Technik-Interview.

Markt&Technik: Wie hat sich die Bedeutung der USB-Schnittstelle verändert, und welche Entwicklung erwarten Sie jetzt?

Nicolas Prou, Würth Elektronik: Ursprünglich von Computerherstellern und Industrie-Unternehmen für den Verbrauchermarkt konzipiert, war USB trotz der Bezeichnung „Universal Serial Bus“ damals eigentlich nur für einen Nischenmarkt in der Computer-Industrie vorgesehen. Heute ist USB für den Datenaustausch zwischen Host und Gerät sowie mittlerweile auch zur Stromversorgung natürlich nicht mehr wegzudenken. Derzeit erlebt die USB-Schnittstelle den nächsten Sprung. USB-Steckverbinder werden immer universeller, können komplexere Kundenanforderungen erfüllen 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 Interoperabilität und Abwärtskompatibilität zwischen den Versionen auf der sicheren Seite. Neben den Verbindungsfunktionen können USB-Komponenten heute eine viel höhere Versorgungsleistung bereitstellen als früher – bis zu 100 W bei der aktuellen Version im Vergleich zu 2,5 W bei einer der ersten Ausführungen. Und sie erreichen eine Datenübertragungsrate von 10 GBit/s gegenüber „nur“ 480 MBit/s in der Vergangenheit. Dadurch eröffnet 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 kostengünstiges Zubehör für anspruchslose Anwendungen, und weniger einen robusten Industrie-Steckverbinder.

Das trifft unter anderem auf Produkte von asiatischen Herstellern zu, weil hier die verwendeten Rohstoffe nicht auf die Anforderungen der Applikation abgestimmt sind und weil auch das Design für den Endkunden nicht immer sicher ist. Natürlich ist das nicht die Regel, aber eine Tendenz. Die erwähnten Nachteile sind auch bei einigen Marken-Designs zu finden.

Welche Probleme können dadurch entstehen?

Wenn das Rohmaterial nicht richtig ausgewählt wird, können Probleme bei der Lötbarkeit auftreten. Ebenso können der Arretiermechanismus oder die Einsteckfunktion beeinträchtigt sein. Aber nicht nur das Rohmaterial spielt eine wichtige Rolle, sondern auch das Design des Steckverbinders. Ist es ineffizient, sind mechanische Probleme die Folge. Negative Auswirkungen können sich bei den Einsteck- und Auszugskräften bemerkbar machen. Im schlimmsten Fall kann beim Stecken oder Ziehen des Steckverbinders die Buchse zerstört werden.

Wodurch zeichnen sich die USB-Steckverbinder 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. Beträgt der Anbindungswinkel mehr als 40 Grad, können die Kontakte beim Einstecken des Steckers beschädigt werden. In der Theorie verfügen Steckverbinder über eine Fase von 30 Grad, um das Risiko zu begrenzen. In der Praxis sind diese Fasen aber nicht immer integriert. „Low-Cost-Steckverbinder“ können also die Endanwendung des Kunden beschädigen, 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. Unsere USB-Produkte erfüllen diese Voraussetzung. Daneben wählen wir das Material sorgfältig aus, um Verbindungsfunktionen, Robustheit und Benetzbarkeit zu gewährleisten.