CEK Prototypen-Module Systembeschreibung

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Einleitung

Inhalt
Verschiedene CEK-Prototypen_Module auf Steckplatinen
Verschiedene CEK-Prototypen_Module auf Lochrasterplatine

Elektronische Produkte bestehen in der Regel aus einer Vielzahl von Schaltungsteilen, von denen ein relativ hoher Prozentsatz nicht Produkt spezifisch ist. Beispiele hierfür sind:

  • elektronische Schaltungen (Stromversorgung, Mikrocontrollersyteme, Verstärker usw.)
  • Benutzerschnittstellen (MMI Komponenten, Man Maschine Interface, z.B. Tasten, Displays, LEDs usw.)
  • elektronische Interfaces und Bussysteme (Leistungstreiber, I2C Bus, CAN Bus usw.)
  • Elektromechanische Interfaces (Steckverbinder, Schraubverbinder usw.)

CEK ConeleK Electronic Kit

  • ist ein modularer Baukasten aus elektronischen und elektromechanischen Modulen in einheitlichem Rastermaß.
  • die Maße aller Module sind von einem Basismodul abgeleitet und sind Vielfache von diesem
  • Er hilft, die immer wiederkehrenden Aufgabenstellungen bei der Entwicklung von Prototypen (Rapid Prototyping) zu vereinfachen.

Er ist konzipiert für

  • das Entwicklungslabor
  • das Forschungslabor
  • für Schulung und Ausbildung
  • den ambitionierten Hobby - Elektroniker

für den schnellen Aufbau von

  • Funktionsmustern
  • Prototypen
  • Experimentierschaltungen




Anwendungsgebiete

Inhalt

Forschung und Entwicklung

Bei der Entwicklung von Funktions- und Labormustern für ein Produkt oder ein Experiment wird ein hoher Zeitaufwand für die Entwicklung und Aufbau von Schaltungsteilen aufgewendet, die nicht Produkt spezifisch sind. Weiterhin wird viel Zeit für den mechanischen Aufbau von Funktionsmustern und Prototypen benötigt. Viele elektronische und elektromechanische Bauelemente besitzen Anschlussbelegungen, die nicht in einem einheitlichen Rastermaß sind. Dies gilt insbesondere für elektromechanische Komponenten und SMD Bauteile. Für ihre Verwendung in standardisierte Lochrasterplatinen (z.B. im Euro-Format zum Einlöten) und auf Prototypen – Steckplatinen, (Solderless Breadboards), müssen daher Anpassungen vorgenommen werden, oder ihre Verwendung auf oben genannten Platinen ist gar nicht ohne weiteres möglich. Die CEK Module können auf Steckplatinen und Lochrasterplatinen eingesetzt werden.

Schulung und Ausbildung

Bei der Schulung soll das Hauptaugenmerk auf die Vermittlung des Wissens über elektronische Systeme gelegt werden. Ein elektronisches Baukastensystem hilft dabei, sich auf das Wesentliche zu konzentrieren. Mit den CEK Modulen können Experimente schnell auf- und abgebaut werden.

Hobby–Elektronik

Auch hier will sich der Anwender auf die neuen Teile seiner Schaltungen konzentrieren. Immer wieder die gleichen Schaltungsteile aufzubauen, oder Lochrasterplatine / Laborleiterplatte auf Steckverbinder anzupassen, macht keinen Spaß. Neue Dinge sollen schnell ausprobiert werden können. Durch die wiederverwendbaren Module des elektronischen Baukastensystems CEK kann ein großer Teil des erforderlichen Zeitaufwands eingespart werden. Wird die Schaltung auf Steckplatinen aufgebaut, können die verwendeten Teile später wieder verwendet werden.

Vorteile

Inhalt

Fertige, standardisierte, funktionierende Baugruppen

Der Anwender bekommt fertigte, standardisierte, funktionierende Baugruppen in Form von sofort einsetzbaren Modulen in einheitlichem Rastermaß für immer wiederkehrende Aufgabenstellungen.

Konzentration auf das eigene Know-How

Der Anwender kann sich auf die für ihn wichtigen Komponenten und Schaltungsteile bei der Entwicklung konzentrieren. Dies sind die Komponenten, welche sein Know-How enthalten.

Wieder verwendbare Module

Die CEK – Module können wieder und wieder eingesetzt werden (falls sie nicht eingelötet werden). Die wieder verwendbaren Module sparen Zeit und damit Geld bei der Entwicklung von Schaltungen für Funktionsmuster und Prototypen ein.

Kosteneinsparung

Schaltungen oder Schaltungsteile können vor Entwurf und Herstellung einer Printplatte aufgebaut und getestet werden. Dies erspart manchen zusätzlichen Entwicklungszyklus und manche Leiterplatte.

Durchlaufzeit

Die Durchlaufzeit für die Entwicklung von Produkten wird verringert, da nicht alles selbst gebaut werden muss.

Platz sparen auf Lochrasterplatinen

Die Module sind von den Abmessungen so ausgelegt, dass sie mit minimalen Abstand aneinander gesetzt werden können. Eine Lochraster-Euro-Platine kann so optimal ausgenutzt werden. Da die Abmessungen der Module festliegen und deren Abstand zueinander definiert ist, kann von vorne herein der Platzbedarf kalkuliert und minimiert werden.

Bei Einsatz auf lötfreien Steckplatinen entfällt der Aufwand für

  • die Suche nach Datenblättern mit Maßen und Anschlussbelegung der Bauteile
  • Anpassen der Anschlüsse an das Rastermaß der Steckplatine, z.B. durch Anlöten von Anschlussdrähten
  • das Einlöten

Bei Einsatz auf Lochrasterplatinen zum Löten entfällt der Aufwand für

  • die Suche nach Datenblättern mit Maßen und Anschlussbelegung der Bauteile
  • Übertragung der Maße auf die Basisplatte
  • Bohren und/oder Fräsen der Befestigungslöcher und der Anschlusspins für die Komponenten,
  • sowie das Löten der Anschlusspins der Komponenten

Zubehör aus einer Hand

Die meisten Zubehörteile, wie externe Kabel für die Schnittstellenmodule, flexible Verbindungskabel, Drahtbrücken, Steckplatinen, Aushebewerkzeug usw. sind passend vorhanden.



Eigenschaften CEK-Module Übersicht

Inhalt

Einheitliches Rastermaß 2,54mm / 0,1" / 100mil

Elektronische, elektromechanische und mechanische Bausteine, elektronische Schaltungen, sowie Baugruppen mit den unterschiedlichsten Anschlussbelegungen und Anschlussmaßen, werden mittels der CEK Module auf ein einheitliches Rastermaß gebracht 2,54mm / 0,1" / 100mil, so dass diese ohne mechanische Anpassungen und Bearbeitung eingesetzt werden können.

Befestigung auf Platinen und Lochrasterplatinen

Die Module können mit zusätzlichen Schrauben und Bolzen auf einer Leiterplatte festgeschraubt werden. Dies bietet Schutz gegen Vibrationen oder Herausfallen. Da die Maße für die Löcher der Module festliegen und diese einheitlich pro Modulgröße sind, können Bohrschablonen eingesetzt werden.

Einsatz auf Lochrasterplatinen und auf lötfreien Steckplatinen

Die Module können sowohl auf lötfreien Steckplatinen (Breadboards) als auch auf Lochrasterplatinen eingesetzt werden. Schaltungen können daher zuerst auf Steckplatinen und später mit denselben Modulen auf Lochrasterplatinen aufgebaut werden.

Anwendung auf anwendungsspezifischen Leiterplatten

Bei Anwendung der Module auf anwendungsspezifischen Leiterplatten (also Leiterplatten mit einem anwendungsspezifischen Layout) kann sich der Anwender auf die für ihn wichtigen und durch ihn selbst erstellten Schaltungsteile beim Layout konzentrieren. Das Layout wird durch die Standardisierung der Anschlüsse und der Befestigung wesentlich erleichtert.

Umlaufender Rand

Die Module besitzen einen umlaufenden Rand, so dass sie mit einem Entnahmewerkzeug oder einem Bauteileausheber aus der Steckplatine gezogen bzw. gehebelt werden können.

Bedruckung der Module

Durch die Bedruckung der Module wird die Anwendung vereinfacht, da auf das Studium von umfangreicher Papierdokumentation verzichtet werden kann.

Kontakte

Die CEK–Module sind mit hochwertigen vergoldeten Kontakten ausgestattet. Sie sind von oben und unten zugänglich. Sie bieten einen niedrigen Übergangswiderstand und können sehr oft gesteckt werden. Sie sind in mindestens 2-lagiges FR4 Printmaterial durchgehend eingelötet und halten hohe Zugbelastung aus. Sie können in preiswerte Buchsen gesteckt werden.

Verbindungen

Die CEK Module können auf verschiedene Arten miteinander oder mit anderen Schaltungsteilen verbunden werden.
Auf Steckplatinen
  • Kontakte auf der Unterseite stecken in den Kontaktfedern der Steckplatine
  • flexible Testkabel auf der Steckplatine
  • durch die Kontakte auf der Oberseite der Module
    • mit flexiblen Testkabeln Buchse Buche zu anderen CEK - Modulen oder fremden Modulen
    • mit flexiblen Testkabeln Buchse PIN zu Steckplatinen oder anderen passenden Buchsen
Auf Lochraster-Leiterplatten lötfrei (wiederverwendbar)
  • durch die Kontakte auf der Unterseite
  • Stecken in Kontaktreihen bzw. Sockel mit Buchsen auf Leiterplatten und verbinden mit
    • gelöteten Fädeldrähten bzw. Drähten
    • Leiterbahnen
    • Wire Wrap Drähten (mit entsprechenden Kontakten)
Einlöten in Leiterplatten und Verbinden mit (nicht mehr wiederverwendbar):
  • gelöteten Fädeldrähten bzw. Drähten
  • Leiterbahnen (danach aber nicht mehr steckbar, wenn keine Kontaktbuchsen verwendet werden!)
  • Wire Wrap Technik

Leiterplatten der Module

Als Leiterplattenmaterial kommt hochwertiges FR4, mindestens 2-lagig, durchkontaktiert mit Lötstoplack beidseitig zum Einsatz.

Stapelbar (in Planung)

Es ist geplant, Module stapelbar auszuführen, wenn dies sinnvoll ist. Dadurch, dass bestimmte Ausführungsformen der Module stapelbar sind, kann Platzbedarf auf der Basisplatte eingespart werden.

Modulare Teilung der Frontblenden (in Planung)

Es ist geplant, Interface- und Bedienmodule mit einer modularen Frontblende zu versehen. Durch die modulare Teilung der Frontblenden in Verbindung mit den Interface- und Bedienmodulen kann sehr schnell eine Frontblende aufgebaut werden, so dass die Basisplatte zusammen mit den Modulen und der Frontblende in ein Gehäuse eingebaut werden kann.



Elektronik-Module und Front-Module

Inhalt

Im elektronischen Baukastensystem CEK gibt es zwei Arten von Modulen:

  • Front-Module, CEK F-Module
  • Elektronische-Module, CEK E-Module


Die Front-Module werden im Randbereich von Steckplatinen oder Lochrasterplatinen verwendet. Sie sind das Interface zwischen der Aussenwelt und der elektronischen Schaltung auf der Steckplatine bzw. der Lochrasterplatine.

Die Elektronik-Module bilden die elektronische Schaltung (oder einen Teil) auf der Steckplatine bzw. der Lochrasterplatine.


Das Bild veranschaulicht die Benutzung von Frontmodulen und Elektronikmodulen auf einer Zusammenstellung von Steckplatinen.Weitere Informationen hierzu gibt es im Kapitel CEK Module auf Steckplatine

Das Bild weiter unten veranschaulicht die Benutzung von Frontmodulen und Elektronikmodulen auf einer Lochraster-Eurokarte. Weitere Informationen hierzu gibt es im Kapitel CEK-Module auf Eurokarte


Zusammenfassend die funktionelle Aufteilung der CEK-Module:


Front-Module, CEK F-Module

  • Benutzerschnittstellen, (MMI Komponenten = Man Maschine Interface), z.B. Tasten, Anzeigen, LEDs usw.)
  • elektromechanische Interfaces (Steckverbinder, Schraubverbinder usw.)
  • elektronische Interfaces und Bussysteme (Leistungstreiber, I2C Bus, CAN Bus usw.)

Elektronik-Module, CEK E-Module

  • Module mit elektronischen Schaltkreisen, Elektronik-Module, (Stromversorgung, Mikrocontrollersyteme, Verstärker usw.)
  • Module mit elektronischen Interface-Bausteinen (Leistungstreiber, I2C Bus, CAN Bus usw.)
  • spezielle Module, Module die Baugruppen von anderen Herstellern enthalten.



Eigenschaften CEK-Module Details

Inhalt

Modularität

Modularität CEK Module

Die Module sind so ausgelegt, das sie auf einem kleinsten Basis-Modul basieren. Im Bild links auf ist es das Front-Modul mit der Nummer (62) und das Elektronik-Modul mit der Nummer (68). Die größeren E-Module sind jeweils Vielfache der kleineren Module in beiden Richtungen des Koordinatensystems. Die größeren F-Module sind jeweils Vielfache der kleineren Module in y-Richtung. In x-Richtungen haben sie eine minimale bzw. maximale Länge.

Abstand Module

Inhalt
Abstand CEK Module

Die Module haben einen definierten Abstand. Zwischen den Kontakten der benachbarten Module ist ein RM 2,54mm / 0.1“ frei. Der Abstand der CEK-Module voneinander beträgt 1,27mm / 50mil

Umlaufender Randbereich

Inhalt
Umlaufender Rand CEK Modul

Durch den umlaufenden Rand der Module ist der Abstand zwischen den Modulen 1,27mm / 50mil. Der Rand selbst ist 0,635mm / 25mil breiten.

Entnahmewerkzeug

Inhalt
IC Greifer / Zange
Bauteileausheber

Mit einem entsprechenden Werkzeug können die Module aus Sockeln oder aus Steckplatinen gezogen werden. Der umlaufende Rand hilft, Beschädigungen des Moduls zu vermeiden. Das linke Bild zeigt einen Greifer, mit dessen Hilfe ein Modul nach oben herausgezogen werden kann. Das rechte Bild zeigt einen Bauteileausheber, mit dem ein CEK Modul aus einer Steckplatine mittels Hebelwirkung entfernt werden kann. Beide Werkzeuge können auch dazu benutzt werden, festsitzende elektronische Bauteile aus Breadboards zu entnehmen. Das Einsetzen und Entnehmen von Modulen in Steckplatinen ist im Artikel Handhabung beschrieben.

Beschriftungsfelder

Inhalt
Beschriftungsfelder CEK Modul Modulareinbaubuchse [1]
Beschriftungsfelder CEK Modul Modulareinbaubuchse 6/6 RJ12 [2]


Die Module besitzen Beschriftungsfelder. Die Beschriftungsfelder enthalten (in der Abbildung links, als Beispiel).

  • Release-Nummer CN-MJ-01020002
  • Release-Datum auf der Unterseite der PCB
  • Firmen-URL ConeleK www.conelek.com

Damit ist Rückverfolgung der Versionen und Releases gewährleistet. Wie das im realen Modul aussieht, zeigt das rechts.

Beschriftung der Anschlüsse

Inhalt
Beschriftung der Anschlüsse [3]
Beschriftung der Anschlüsse [4]

Die Anschlüsse der Module sind beschriftet. Wenn genügend Platz vorhanden ist, sind die Anschlüsse mit Mnemonics (Kurzbezeichnungen) beschriftet. Auf einigen ist das Anschlussbild aufgedruckt. Die Beschriftung ist im jeweiligen Datenblatt beschrieben. Die im Bild grün dargestellte Beschriftung ist auf den realen Modulen weiß oder gelb. Im rechten Bild ist das reale Modul auf einer Steckplatine zu sehen.

Befestigung

Inhalt
Befestigung eines CEK Frontmoduls mit Schrauben Cinch / RCA Buchse 2-fach [5]

Die Module besitzen Löcher, mit denen sie auf einer Basisplatte befestigt werden können. Die Löcher sind für Schrauben von 1,6 mm bei den kleinen Modulen und 2mm bei den größeren Modulen vorgesehen. Zusätzlich zu den Schrauben können Befestigungsbolzen verwendet werden. Diese sollten einen Innendurchmesser von 1,8mm bzw. 2,2mm haben. Durch die Befestigung mit Schrauben und gegebenenfalls Bolzen können Probleme beim Einsatz in Umgebungen mit starken Vibrationen vermieden werden. Die Löcher der einzelnen Module sind für die Module einer bestimmten Größe jeweils gleich. Sollte es Abweichungen geben, so sind sie im jeweiligen Datenblatt vermerkt. Das Bild zeigt die Befestigung eines Frontmoduls Cinch / RCA Buchse 2-fach [8] mit 2 Schrauben auf einer Lochrasterplatine. In diesem Fall steckt das Modul in Buchsenleisten damit es wieder verwendet werden kann. Die Schrauben ermöglichen die Fixierung des Moduls in den Buchsenleisten und nehmen die Zugkräfte der Cinch Kabel auf.

Abstandhalter

Inhalt
Seitenansicht CEK-Frontmodul mit Maßen

Auf den Stiften der Stiftleisten unterhalb der Leiterplatte sind Abstandhalter in Form von Kunststoff-Quadern aufgeschoben. Diese sorgen für einen definierten Abstand der Modul-Unterseite von der Trägerplatte. Serienmäßig ist mindestens auf den Eckkontakten ein Abstandhalter vorhanden. Der Abstand der Unterseite der Leiterplatte des Moduls zur Oberseite der Trägerplatte beträgt dann 4 mm+-0,5mm. Wenn dieser Abstand nicht ausreicht, kann ein zweiter Abstandhalter auf den jeweiligen Kontakt aufgeschoben werden. Der Abstand erhöht sich dann auf 6,5mm +-0,5mm, wenn der Abstandhalter eine Höhe von 2,5mm besitzt. Die folgende Zeichnungen, Seitenansicht eines Frontmoduls, verdeutlicht die Verhältnisse.



CEK-Module auf Eurokarte

Inhalt

Zusammenstellung CEK-Module auf Eurokarte

Inhalt
Zusammenstellung CEK-Module auf einer Eurokarte

Das Bild zeigt die CEK-Module [9] in einer Zusammenstellung unterschiedlicher Module auf einer Eurokarte. Die Zahlen beziehen sich auf die Nummerierung in den Klammern () im Bild Module auf einer Eurokarte

Die Front-Module sind an den Stirnseiten der Leiterplatte (60) positioniert. Sie sind mit den Nummern (62), (64), (70) bezeichnet.

Die Elektronik-Module befinden sich zwischen den Frontmodulen und sind mit (67), (68), (71) bezeichnet.

Das Rastermaß ist mit RM bezeichnet Das Koordinatensystem ist mit x und y bezeichnet.

Eurokarte

Die Leiterplatte (60) ist eine handelsübliche Labor-Eurokarte wie sie oft zum Aufbau von Prototypen verwendet wird.

Die wesentlichen Eigenschaften sind:

  • Abmessungen: 160 x 100 mm (x,y)
  • Normgerechte Befestigungslöcher (61)
  • Keep Out (65)
  • Stromversorgungsleiterbahnen (66)
  • Durchkontaktierte Lötinseln im Rastermaß 2,54mm / 100mil

Die Vorteile einer Eurokarte sind folgende:

  • Standardisierter Formfaktor
  • Einbau in 19“ Racks möglich, inklusive passender Blende
  • Einbau in Profilgehäuse möglich
  • Einbau in standardisierte Kunststoff und Metallgehäuse mögliche
  • standardisierte Befestigungspunkte
  • in vielen Ausführungen leicht erhältlich
  • preiswert

Deutlich ist der modulare Aufbau der CEK-Module zu erkennen, welcher den Platzbedarf minimiert.

Frontmodule auf Europakarte

Inhalt

Beispiele Frontmodule auf Europakarte

Inhalt
CEK Frontmodule auf Lochraster-Eurokarte Rückseite

Das rechte Bild zeigt verschiedene Frontmodule im Randbereich einer Eurokarte. Im hinteren Randbereich der Leiterplatte (im Bereich des DIN Steckers) werden in der Regel Frontmodule platziert, die als Interface-Module eingesetzt werden. Im obigen Beispiel sind es zwei Buchsen für Stromanschluss, Poweranschluss für Hohlstecker [10] und eine D-Sub9 Buchse [11] .

CEK Frontmodule auf Lochraster-Eurokarte Rückseite

Im vorderen Randbereich der Leiterplatte werden in der Regel Frontmodule platziert, die als MMI-Module eingesetzt werden. Im obigen Beispiel sind es zwei LED Anzeige-Module [12] .

Steckkontakte in y-Richtung

Inhalt

Die Anzahl der Steckkontakte in y-Richtung ist so bemessen, dass 4 Basis-F-Module (62) zwischen die Löcher für die Schrauben (61) der Printplatte passen. Gleichzeitig passen 8 Basis-Front-Module auf eine Steckplatine nebeneinander, siehe weiter unten. Die F-Module haben in y-Richtung dieselben Abmessungen wie die E-Module.

  • Das kleinste F-Modul (62) hat in y-Richtung 7 Steckkontakte
  • Das nächst größere F-Modul hat in y-Richtung 2 x 7 + 1 = 15 Steckkontakte.
  • Das nächst größere F-Modul hat in y-Richtung 15 + 7 +1 = 23 Steckkontakte
  • Das größte F-Modul hat in y Richtung 23 + 7 + 1 = 31 Steckkontakte.

Abmessungen in x-Richtung

Inhalt

Es gibt zwei Modulgrößen in x-Richtung. Die Abstände der Kontaktreihen sind entweder 700 oder 800mil.

  • In x Richtung sind die Zahl der Raster-Positionen von Kontaktreihe zu Kontaktreihe der F-Module 8 oder 9 Einheiten des Rastermaß.

Der Grund ist folgender: Nur bei diesen Abmessungen in x-Richtung und einer Basis-Kontaktzahl von 7 in y-Richtung ist

  • die Ausnutzung des Raums auf der Europakarte optimal
  • passen die F-Module auch auf eine Steckplatine im Randbereich


Die Basis-F-Module, auf denen die Applikationen beruhen, sind in folgender Tabelle aufgeführt:

Übersicht Tabelle Basis-Front-Module


Bezeichnung

x-Richtung

y-Richtung

F8x7

F=F-Modul

8xRM

7xRM

F9x7

F=F-Modul

9xRM

7xRM

F8x15

F=F-Modul

8xRM

15xRM

F9x15

F=F-Modul

9xRM

15xRM

F8x23

F=F-Modul

8xRM

15xRM

F9x23

F=F-Modul

9xRM

15xRM

F8x31

F=F-Modul

8xRM

31xRM

F9x31

F=F-Modul

9xRM

31xRM

Frontbereich F-Module

Inhalt
Abmessungen kleinstes Frontmodul

Die Frontmodule besitzen einen Frontbereich (72), der den Abstand der ersten Kontaktreihe bis zum Rand der Eurokarte überbrückt. Somit ist ein Abschluss der F-Module an der Kante der Eurokarte geben. Der Frontbereich der F-Module ist für alle Module gleich. Das Bild zeigt die mechanischen Abmessungen des Frontmoduls F8x7

Eurokarte Abstand Vorderseite
Eurokarte Abstand Hinterseite
Steckplatine Abstand mit breiten Randbereich
Steckplatine mit schmalem Randbereich

Der Frontbereich der F-Module ist so bemessen, dass er einen guten Abschluss bildet, und zwar bei

  • Eurokarte Vorderseite
  • Eurokarte Hinterseite
  • Steckplatine mit breiten Randbereich Profi-Line GL, Standard-Line BB
  • Steckplatine mit schmalem Randbereich
  • Der Abstand der vorderen Kontaktreihe des Frontmoduls von vom Modulrand ist 4,4mm / 175mil.

Die einzelnen Maße sind in den Zeichnungen rechts wiedergegeben:

Bei Steckplatinen mit schmalem Rand ragt der Rand des F-Moduls 25mil über den Rand der Steckplatine hinaus. Die schmale Steckplatine ist in der Tabelle mit SD10 bezeichnet. Wenn ein CEK Frontmodul mit dem Rand der Steckplatine bündig abschließen soll, ist der Einsatz der Steckplatinen Profi-Line GL, Standard-Line BB zu empfehlen.


1. Kontaktreihe
bis Rand

Rand
F-Modul

Differenz

mm

mil

mm

mil

mm

mil

Euro Frontseite

5

196,85

4,45

175

0,56

21,85

Euro Rückseite

5,31

209,06

4,45

175

0,87

34,06

Breadboard GL

5,08

200

4,45

175

0,64

25

Breadboard SD

3,81

150

4,45

175

-0,64

-25

F-Modul_Rand_0001

Die rechte Tabelle gibt eine Übersicht über den verbleibenden Rand eines Frontmoduls auf den unterschiedlichen Basisplatten.


Elektronikmodule auf Eurokarte

Inhalt
Kleinstes CEK Modul M7x7

Die Elektronik-Module leiten sich alle von einem kleinsten Basis-Modul ab. Dieses kleinste Modul ist in dem Bild Module auf einer Eurokarte mit der Nummer (68) bezeichnet. Dieses Modul ist links nochmals gezeigt. Das Modul-System ist so ausgelegt, dass die Module unterschiedlicher Größen wie ein Baukastensystem verwendet werden können.

Dieses Modul hat 2 Kontaktreihen mit jeweils 7 Kontakten. Der Abstand von Kontaktreihe zu Kontaktreihe sind 7 RM, die Kontaktreihen mitgezählt.

  • Das Modul wird daher M7x7 genannt.

Dieses Basismodul ist also rechteckig. Im Bild sind die Kontakte in x-Richtung ausgerichtet. Aber eine Ausrichtung in y-Richtung ist ebenfalls möglich. Diese ist auf der Eurokarte günstig für die Verdrahtung oder die Leiterbahnen eines eigen Layout. Die größeren Module werden von dem Basis-E-Modul durch Multiplikation mit einer natürlichen Zahl abgeleitet. Dabei wird noch der Zwischenraum von einem RM zwischen den Kontakten von 2 Modulen berücksichtigt. Die Zahl 7 als Basis wurde aus den oben genannten Gründen für die Frontmodule gewählt. Gleichzeitig sollen aber auch alle E-Module auf Steckplatinen eingesetzt werden können. Bei den E-Modulen werden die größeren Module in x- und y-Richtung in gleicher Weise vom Basismodul abgeleitet. Es gibt als keinen Unterschied in x- und y-Richtung, wie bei den F-Modulen.


  • Das nächst größere E-Modul hat nun in der jeweiligen Richtung 2 x 7 + 1 = 15 Kontakte bzw. Abstand der Kontaktreihen voneinander
  • Das nächst größere E-Modul hat nun in der jeweiligen Richtung 15 + 7 + 1 = 23 Kontakte bzw. Abstand der Kontaktreihen voneinander.
  • Das nächst größere E-Modul hat nun in der jeweiligen Richtung 23 + 7 +1 = 31 Kontakte bzw. Abstand der Kontaktreihen voneinander.

Die aufgeführten Basis-Elektronikmodule passen alle auf die in der Tabelle aufgeführten Konfigurationen von Steckplatinen.

Die Basis-E-Module, auf denen die Applikationen beruhen, sind in folgender Tabelle aufgelistet. Es wird dabei davon ausgegangen, dass die Elektronik-Module so ausgerichtet sind, dass die Kontaktreihen in x-Richtung verlaufen, wie im Bild gezeigt wird (Die Konfigurationen der Steckplatinen sind weiter unten erklärt). Die Maße der Module sind auf der Seite Mechanische Daten dokumentiert.

Tabelle: Übersicht Basis-Elektronik-Module

Bez.

x-Richt.

y-Richt.

Kontakte

Steckplatinen Serie GL

 

 

 

Konfiguration

 

 

 

10-5-10

10-12-5-10

M7x7

7

7

14

ja

ja

M7x15

7

15

30

ja

ja

M7x23

7

23

26

ja

ja

M7x31

7

31

62

ja

ja

 

 

 

 

 

M15x7

15

7

14

ja

ja

M15x15

15

15

30

ja

ja

M15x23

15

23

26

ja

ja

M15x31

15

31

62

ja

ja

 

 

 

 

 

M23x7

23

7

14

ja

ja

M23x15

23

15

30

ja

ja

M23x23

23

23

26

ja

ja

M23x31

23

31

62

ja

ja

 

 

 

 

 

M31x7

31

7

14

ja

ja

M31x15

31

15

30

ja

ja

M31x23

31

23

26

ja

ja

M31x31

31

31

62

ja

ja

 

 

 

 

 

E-Module_Übersicht_0001

 

 

 

 


Module auf doppelter Eurokarte

Inhalt
CEK Module auf einer doppelten Eurokarte

Die CEK Module können auch auf doppelten Eurokarten platzsparend eingesetzt werden. Dies ist in der Abbildung gezeigt.

CEK Module auf Steckplatine

Inhalt

Interne Verbindungen von Steckplatinen

Inhalt
CEK Steckplatinen Zusammenstellung GL10 GL5D GL5S

Die CEK-Module können sowohl auf Lochraster-Leiterplatten, als auch auf Steckplatinen eingesetzt werden. Der interne Aufbau von Steckplatinen wird im Folgenden beschrieben Das Bild zeigt den schematischen Aufbau einer Steckplatine. Die weiteren Ausführungen gelten für die GL Serie, sind aber auf die Standard-Line-Steckplatinen übertragbar.

Die Steckplatine ist ein Kunststoffkörper, in den von unten Kontaktstreifen eingelassen sind. Von oben sind rechteckige Löcher zu sehen, im Bild als kleine schwarze Quadrate eingezeichnet. In diese können Bauelemente oder Drähte gesteckt werden, die dann mit den Kontaktstreifen verbunden sind. Die Kontaktstreifen Verbinden die Löcher untereinander . Die Verbindungen sind im Bild rot eingezeichnet.

Die im Bild gezeigte Steckplatine ist eine Zusammenstellung aus 3 einzelnen Steckplatinen:

  • Steckplatinen Profi-Line Zusammenstellung bestehend aus:
    • Steckplatine 640 Kontakte Profi Line GL10
    • Steckplatine 100 Kontakte zur Spannungsversorgung GL5D
    • Steckplatine 100 Kontakte zur Spannungsversorgung GL5S

Diese werden mittels Kunststoffzapfen und Löchern an den Längsseiten der Steckplatinen miteinander verbunden.

Vertikale Verbindungen

Es gibt vertikale Verbindungen, von jeweils 2 Reihen x 5 Kontakten. Hiervon gibt es 64 Spalten. Insgesamt gibt es also 2 x 5 x 64 = 640 Kontakte. Diese Kontakte dienen zur Aufnahme von Bauelementen sowie Drahtbrücken oder flexiblen Drähten zur Verbindung der Bauelemente.

Horizontale Verbindungen

Es gibt jeweils 2 x 2 Kontaktstreifen in den Steckplatinen GL5S und 2 x 2 Kontaktstreifen in der Steckplatine GL5D mit jeweils 5 x 5 = 25 miteinander verbundenen Kontakten. Pro GL5 sind dies gesamt 100 Kontakte. Die Kontaktstreifen der Steckplatine GL5S und GL5D dienen in der Regel als Anschluss für die Stromversorgung. Es ist zu beachten, dass die Kontaktstreifen der GL5 in der Mitte der Steckplatine nicht verbunden sind. Dies muss mittels einer Drahtbrücke geschehen.

Basisplatte mit Steckplatinen

Inhalt
Steckplatine Profi Line GL48

Die Steckplatinen haben auf der Rückseite Doppelkleband, mit dem sie auf einer Basisplatte befestigt werden können. Es gibt jedoch auch fertige Zusammenstellungen, die schon auf einer Basisplatte befestigt sind. Die Befestigung geschieht durch Schrauben und ohne Klebeband. Das Bild zeigt eine Steckplatine mit 3260 Kontakte mit Grundplatte und 4 Polklemmen der Profi Line Serie.

Zusammenstellungen von Steckplatinen

Inhalt

Die Steckplatinen haben an den Längsseiten Zapfen und/oder Löcher mit denen sie miteinander verbunden werden können. Die oben gezeigte zusammengesetzte Steckplatine besteht aus 3 einzelnen Steckplatinen GL5D - GL 10 - GL5S. Mittels dieser 3 Grundtypen, können die unterschiedlichsten Konfigurationen von Steckplatinen zusammengesteckt werden. Die folgende Tabelle zeigt die Basistypen und die grundsätzlichen Lösungen.

Steckplatine GL5S

GL5S

  • eignet sich z.B. zum Anschluss der Spannungsversorgung
  • eine Seite Zapfen, eine Seite Löcher
  • gut kombinierbar mit GL-10


GL10

GL10

  • gut kombinierbar mit GL-5D, GL-5S
  • 640 Kontakte


Steckplatine GL5D

GL5D

  • eignet sich z.B. zum Anschluss der Spannungsversorgung
  • beide Seiten Löcher
  • gut kombinierbar mit GL-10
  • 100 Kontakte


2xGL5D und GL10

Bild GL5D+GL10+GL5D

  • Alternative GL5D+GL10+GL5S
  • gut kombinierbar mit GL-5D, GL-5S, GL-10
  • 840 Kontakte


Zusammenstellung Steckplatinen 5D-10-5D-10-5D-10-5S

Die Steckplatinen können zu größeren Platten zusammengesetzt werden.


Konfiguration 10-5D-10 bedeutet eine Folge von GL10 - GL5D - GL10 usw.

Diese Konfigurationen zeichnen sich dadurch aus, dass sie mit einer GL10 beginnen und einer GL10 enden. Das bedeutet, dass sie besonders gut geeignet sind CEK-Frontmodule so aufzunehmen, dass sie mit ihrem Rand mit dem Rand der Steckplatinen abschließen.

Wie schon oben erläutert, passen auf unsere unterstützten Steckplatinen der Profi-Line (GL-Serie) und Standard-Line (BB-Serie) die Front-Module und Elektronik-Module. Die Frontmodule werden dabei am besten auf GL10 Steckplatinen im Randbereich platziert.

Ein weiteres Beispiel ist die Zusammenstellung links, sie besteht aus den folgenden Steckplatinen:

  • GL5D - GL10 - GL5D - GL10 - GL5D - GL10 - GL5S
  • 5D-10-5D-10-5D-10-5S

weitere Informationen: siehe Steckplatinen

CEK-Module auf Verschiedenen Zusammenstellungen von Steckplatinen

Inhalt
CEK Module auf Zusammenstellung von Steckplatinen I

Das 1. Bild links zeigt mehrere Frontmodule und Elektronikmodule auf einer Steckplatinen-Zusammenstellung . Die Module sind wegen der besseren Übersicht teilweise schematisch dargestellt. Die Steckplatine sind in der Konfiguration

  • GL10-GL5D-GL10-GL5D-GL10

zusammengefügt.

Die größeren E-Module gehen dabei über die Trennfugen der Steckplatine. Da die Steckboards im Randbereich Toleranzen haben, empfehlen wir für die größeren CEK-Module den Einsatz von Kontaktleisten CEK 21. Hierdurch werden die Toleranzen ausgeglichen, die zu einer Durchbiegung der Leiterplatten der Module führen können. Außerdem können die CEK-Module dann ohne Bauelementeausheber aus den Steckplatinen gezogen werden.

CEK Module auf Zusammenstellung von Steckplatinen II

Im 2. Bild sind die CEK-Module auf Steckplatinen in der Konfiguration

  • GL10-GL5D-GL10-GL5D-GL5S-GL10-GL5D-GL5S-GL10

zu sehen.

Vorteile dieser Konfiguration gegenüber der Konfiguration 10-5-10 sind:

  • es stehen mehr Bahnen für die Spannungsversorgung zur Verfügung
  • es stehen mehr Anschlusspunkte für die CEK-Module zur Verfügung


Frontmodul auf Steckplatine GL10

Inhalt
Frontmodule DSUB25-Buchse Interface-Modul [6] und LED Modul 6 LEDs [7] auf Steckplatine GL10

Die Frontmodule schließen fast mit dem Rand der Steckplatinen ab, wie im Bild zu sehen ist.

Die Frontmodule haben einen Rand von 4,4mm / 175mil. Der Rand der Steckplatinen GL10 beträgt 5,08mm /200mil / 2 RM. Dies ist eigentlich der Abstand der ersten Kontaktreihe des Frontmoduls, welcher durch den Rand des Frontmoduls überbrückt werden sollte. Die kleine Differenz von 0,635 mm / 25 mil ist erforderlich. Die Frontmodule sollen auch auf Eurokarten eingesetzt werden. Auf Eurokarten ist der Abstand der ersten Kontaktreihe vom Rand 5mm / 197mil. Es bleibt also eine Differenz von 0,56mm / 22mil. Der Abstand an der hinteren Seite ist 5,3mm / 209mil, die Differenz also 0,87mm / 34mil.

Es gibt auch andere Steckplatinen, die einen Rand von 3,81mm / 150mil / 1,5RM. Die Frontmodule würden bei Einsatz auf diesen Steckplatinen 150mil - 175mil = -24mil / -0,635mm über die Kante dieser Steckplatinen herausragen. In der Praxis macht das nichts aus. Lediglich beim Einsatz einer Frontblende muss dieser überstehende Rand berücksichtigt werden.

Die CEK - Module wurden bisher nur auf den Steckplatinen der Profi-Line (GL-Serie) und Standard-Line (BB-Serie) getestet.

Einsetzen und Entnehmen der Module

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Das Einsetzen und Entnehmen der Module wird in einem separaten Artikel Handhabung beschrieben. Die Module sitzen recht fest in den Kontakten der Steckplatine. Das hat den Vorteil, dass sie nicht ungewollt herausfallen können. Dies gilt insbesondere für die Frontmodule, wenn Bedienelemente auf diesen betätigt werden, oder externe Kabel angeschlossen werden. Zum Entnehmen der Module sollte das Aushebewerkzeug verwendet werden, siehe Entnahmewerkzeug.

Siehe auch (Artikel)

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Bezugsquellen

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  • ConeleK Electronic [13]
  • CEK-Prototypen-Module [14]
    • CEK-Frontmodul Cinch / RCA Buchse 2-fach [15]
    • CEK-Frontmodul D-Sub9 Buchse [16]
    • CEK-Frontmodul DSUB25-Buchse [17]
    • CEK-Frontmodul LED Anzeige-Module [18]
    • CEK-Frontmodul LED Modul 6 LEDs [19]
    • CEK-Frontmodul Modulareinbaubuchse 6/6 RJ12 [20]
    • CEK-Frontmodul Modulareinbaubuchse [21]
    • CEK-Frontmodul Poweranschluss für Hohlstecker [22]