Für das vernetzte Ökosystem designen: Die digitale Veränderung, die das vernetzte Leben vorantreibt.

Vernetzte Industrie

In der verarbeitenden Industrie ist mit dem industriellen Internet der Dinge (IIoT) ein neuer Ausdruck entstanden: Industrie 4.0. So wird die aktuelle Revolution bezeichnet, die auf Daten als einem ihrer wichtigsten Ausgangsmaterialien basiert. Das Ergebnis ist die intelligente Fabrik (smart factory) – eine Fabrik, in der jede Maschine Teil eines Netzwerks ist, in dem in allen Phasen des Produktionsprozesses Informationen ausgetauscht werden.

Dadurch, dass ein Hersteller in seiner Fabrik die Datenverarbeitung auf allen Ebenen integriert, kann er viel schneller auf aktuellen Bedarf und aktuelle Trends reagieren, als es mit traditionellen Methoden möglich wäre. Die Reaktionsgeschwindigkeit einer solchen Fabrik ermöglicht Herstellern, neue Produkte schneller zu entwickeln und an die Kunden auszuliefern.

Die intelligente Stadt (Smart City) und das intelligente Stromnetz (Smart Grid)

Dieselbe Technologie, die jeden Aspekt eines Herstellungsprozesses überwacht, wird auch in Städten eingesetzt. Um nur ein Beispiel zu nennen: Moderne Technologie hat die Art und Weise verändert, in der unsere Energie erzeugt wird. Im Vergleich mit der zentralisierten Struktur des konventionellen Stromnetzes stellen kleine Stromkraftwerke heutzutage effiziente Alternativen dar. Sie sind als verteilte Energieressourcen bekannt (DER, Distributed Energy Resources) und kombinieren die vertraute Stromerzeugung aus Wind- und Solarkraft mit neuen Technologien, darunter mit Biomasse betriebene Kraftwerke und sogar Geothermie-Quellen, um traditionelle Stromkraftwerke zu ergänzen.

Dieselbe Technologie, die das IoT ermöglicht, wird für einen neuen Ansatz des Energiemanagements genutzt und ist als intelligentes Stromnetz (smart grid) bekannt. Echtzeitdaten werden verwendet, um ein dezentralisiertes Stromnetz zu steuern, in dem das Verhältnis zwischen dem Bedarf der Verbraucher vor Ort und der Ausgabeleistung des Stromnetzes automatisch verwaltet werden kann. Mit einer ähnlichen Technik können Verkehrsverwaltungssysteme oder der öffentliche Nahverkehr gesteuert werden. So entstehen Städte mit effizienteren Abläufen, in denen das Leben und Arbeiten sich angenehmer gestaltet.

Auch die Automobilindustrie macht sich die vernetzte Technologie zu eigen. Die Familienkutsche wird zum vernetzten Gerät, das Echtzeitdaten aus der Umgebung erfasst. Diese Daten werden mit dem im Fahrzeug eingebauten Diagnosesystem kombiniert, sodass der Fahrer in jeder Situation bestmöglich informiert ist. Außerdem kann der Hersteller durch die eingebaute Vernetzungsfähigkeit moderner Fahrzeuge die Fahrzeugleistung aus der Ferne überwachen, sodass der Fahrer über Wartungsbedarf informiert wird, bevor es zu einer gefährlichen Situation kommt.

Wearable Technology (Körpernah getragene Technik)

In der Medizinbranche hat man die Leistungsfähigkeit kabelloser und vernetzter Geräte schnell erkannt. In der Patientenüberwachung wurden bislang unpraktisch über Kabel vernetzte Geräte eingesetzt. Doch die neuesten Entwicklungen in der Miniatur-Elektronik und bei der sicheren, kabellosen Hochgeschwindigkeitsvernetzung bedeuten, dass moderne, körpernah getragene Sensoren sowohl leichtgewichtig als auch hochleistungsfähig sind. Rundum vernetzte Geräte ermöglichen die Überwachung von Patienten in Echtzeit und Patienten mit chronischen Erkrankungen können in ihrem Zuhause behandelt werden. Das verringert den Bedarf an Krankenhausbetten und die Gesundheitspflege kann individuell auf die Bedürfnisse der einzelnen Patienten zugeschnitten werden.

Vernetzte Geräte designen

Geräte aller Art werden zunehmend Teil der vernetzten Welt, in der wir leben. Designer sind dazu herausgefordert, Lösungen zu finden, die einerseits Daten in Hochgeschwindigkeit austauschen und andererseits die Vorteile kleinerer Größen nutzen. Das stellt besonders hohe Anforderungen an die Steckverbinder für diese Geräte.

Bei Datenübertragungsraten von mehreren Gigabits pro Sekunde wird es immer wichtiger, dass die Steckverbinder eine zuverlässige, sichere Datenleitung herstellen können. Gleichzeitig müssen Hochgeschwindigkeits-Steckverbinder angesichts der am Körper getragenen, intelligenten Geräte, egal ob körpernah getragene Technik, Mobilteile oder Autotelefone, unempfindlich gegenüber rauer Behandlung sein.

Bei diesen datenintensiven Geräten muss daher vor allem berücksichtigt werden, dass sie Stößen und Erschütterungen ausgesetzt sind. Raue Bedingungen können kurze Stromunterbrechungen verursachen. Elektrische Systeme mit niedriger Frequenz sind robust genug, um durch eine Lücke von einer einzigen Mikrosekunde nicht beeinflusst zu werden. Doch die Anforderung an moderne Geräte, Datenraten von 10 Gigabit oder mehr pro Sekunde zu verarbeiten, bedeutet, dass auch schon eine Signalunterbrechung von nur einer Mikrosekunde zum Verlust wichtiger Informationen führen kann. Steckverbinder müssen so konstruiert werden, dass sie Kontakte herstellen können, die unempfindlich gegenüber diesen Bedingungen sind.

Doch da Low-Profile-Geräte im Kommen sind, müssen Steckverbinder physisch robuster sein. Sie müssen außerdem kleiner werden und geringere PIN-Abstände haben. Statt herkömmlicher Board-to-board-Steckverbinder werden leichtgewichtige Low-Profile-Alternativen verwendet, zum Beispiel flexible gedruckte Schaltungen (FPCs, Flexible Printed Circuits).

Molex ist ein Hersteller, der um die Bedeutung von Steckverbindern weiß, die die richtige Kombination von kleiner Größe, robustem Design und starker Leistung bieten. Für Lösungen in der vernetzten Welt sind diese Eigenschaften entscheidend und Designer müssen Lösungsanbieter finden, die die Herausforderungen verstehen, die an sie gestellt werden. Molex und Arrow arbeiten zusammen, um ihren Kunden innovative und zuverlässige Lösungen zu liefern. Sie widmen sich beide der Aufgabe, den Designern zukünftiger Technologien verschiedene Wahlmöglichkeiten zur Verfügung zu stellen.