C-KLIC: Das neue Multitalent unter den automotivtauglichen Steckverbindern

Alles Wissenswerte rund um den neuen automotivtauglichen USB Type-C Steckverbinder und warum Sie diesen unbedingt in Ihr Fahrzeug integrieren sollten!

USB ist mittlerweile für jeden von uns ein Begriff und aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken. Egal ob Smartphone, Tablet oder PC – sämtliche elektronischen Kommunikationsmittel verfügen über einen USB-Anschluss. Aktuell ist USB Type-A der meist genutzte Steckertyp. Allerdings ist die neue Generation USB Type-C stark im Vormarsch und wird seinen Vorgänger zeitnah ablösen. Somit wird die Automobilwelt folgen und sämtliche Kundenschnittstellen auf den USB Type-C Standard umstellen. Und das zeitnah!

Sie wollen Ihr Fahrzeug zukunftsfähig gestalten und sind auf der Suche nach einem multifunktionalen, automotivtauglichen Stecksystem, mit dem man sowohl hohe Datenraten größer 10 Gbit/s als auch Ladeströme bis zu 5 A im Fahrzeug übertragen kann?

Wir haben die optimale Lösung für Sie entwickelt. Erfahren Sie in diesem Artikel alle wichtigen Informationen zum neuen Stecksystem, was Sie bei der Integration ins Fahrzeug beachten müssen und warum dieses ein absolutes Must-Have im Fahrzeug der Zukunft ist.

Aufbau des neuen automotivtauglichen Stecksystems

Die Umstellung auf die neue Steckergeneration USB-C im Fahrzeug ist ein absolutes Muss. Was, wenn Sie dabei die Vielseitigkeit eines USB-C Stecksystems mit all seinen Möglichkeiten – Daten und Laden – im Fahrzeug nutzen können?

So entstand die Idee, aus einem bereits etablierten Stecker aus dem Bereich der Unterhaltungs-Elektronik ein automotivtaugliches und robustes Stecksystem zu entwickeln: den neuen USB-C Stecker C-KLIC. Die wichtigste Designanpassung des praxisbewährten Stecksystems war die zusätzliche Gehäusekonstruktion mit einer Kodier- und Verrast-Funktion und optional dem Verbau einer CPA.

Der ausgewählte USB-C Stecker schien durch seine qualitativ hochwertige Spezifizierung durch die USB Organisation – mehr als 10.000 Steckzyklen und die Vielzahl seiner Pins – die perfekte Wahl zu sein. Durch die hohe Anzahl der zur Verfügung stehenden Kontakte können neben Daten und Strom weitere Funktionen wie Beleuchtung oder Temperaturüberwachung abgebildet werden. Durch den Einsatz eines kodierten Gehäuses besteht zusätzlich die Möglichkeit, alle 24 Pins spezifisch (proprietär) zu nutzen, da die Flip-Funktion des Steckverbinders wegfällt.

Der modulare Aufbau des Gesamtsteckverbinders besticht durch die Möglichkeit, über eine kleine, individuell adaptierbare Platine verschiedenste Leitungen zu kontaktieren und somit unterschiedliche Funktionen anzubieten. Der große Vorteil dieses Stecksystems liegt in der Multifunktionalität: Egal ob der Fokus auf Datenübertragung oder Stromversorgung liegt – der Stecker und das zugehörige Interface sind immer gleich.

Somit müssen Sie nur einen einzigen Stecker freigeben und können trotzdem mehrere Funktionen im Fahrzeug anbieten! Zusätzlich bleibt die Steckkomponente auf der Platine (PCB Header) unverändert. Dies ermöglicht die Einsparung von möglichen Änderungskosten.

Anwendungen – C-KLIC, ein absolutes Multitalent

Bei dem USB-basierten Stecksystem können Sie Ihren Fokus auf die neue Ladetechnologie „USB Power Delivery“ sowie auf die Fähigkeit der Datenübertragung bis USB 4.0 (bis 40 Gbit/s) legen. Ebenso haben Sie die Möglichkeit, Daten USB-unabhängig über Standardprotokolle wie PCIe oder Display Port zu übertragen. Durch den modularen Aufbau des Systems können Sie sich die komplette Flexibilität und Vielseitigkeit zunutze machen und verschiedenste Anwendungen in unterschiedlichen Kombinationen realisieren. Erfahren Sie im Folgenden mehr über die einzelnen Anwendungsmöglichkeiten.

Use Case 1: Fokus Power

Bei diesem Anwendungsfall setzen Sie die USB Power Delivery-Technologie ein. Hierbei können bis zu 100 W (5 A @ 20 V) zum Laden mobiler Endgeräte im Fahrzeug bereitgestellt werden. Zeitgleich bieten Sie Ihren Kunden eine USB 2.0 Datenübertragung von bis zu 480 Mbit/s.

Aufgrund der hohen Stromübertragungsrate (5 A) und der Datenfunktionalität haben wir eine dafür optimierte Leitung entwickelt. Um möglichst lange Übertragungsstrecken zu ermöglichen, ist der Spannungsabfall (Ground Drop) über die Leitungslänge begrenzt. Die von uns optimierte Leitung gewährleistet einen maximalen Ground Drop von 80 mV/m.

Durch das genannte Konzept können Daten und Strom über eine erweiterte Leitungslänge übertragen werden. Das ermöglicht Ihnen die Einsparung von Bauraum im Dashboard, indem ein relativ großes USB-C Modul durch eine kompakte USB-C Buchse in Form einer Kundenschnittstelle ersetzt werden kann.

Die Ladeelektronik, die normalerweise im USB-Modul verbaut ist und eine hohe Verlustleistung (Hitze) erzeugt, können Sie somit in ein nahegelegenes Steuergerät verlagern, welches die USB-C Kundenschnittstelle mit Strom versorgt. In Steuergeräten steht dafür meist mehr Platz zur Verfügung, und die Temperatur kann besser abgeführt werden.

Damit können Sie bis zu 60 % Bauraum im Dashboard einsparen und zusätzlich Temperaturprobleme (Hitzeentwicklung durch Verlustleistung) sehr einfach in den Griff bekommen.

Use Case 2: Fokus USB-Daten

Beim zweiten Anwendungsfall können Sie auf Basis des USB-Protokolls Daten von bis zu 10 Gbit/s übertragen. Hierfür wird eine spezielle Leitung mit vier differentiellen Datenpaaren (4 Lanes) eingesetzt, um entsprechende Datenprotokolle und -mengen zu übermitteln.

Durch die Vielzahl der zur Verfügung stehenden Kontakte des USB-C Stecksystems können Sie neben Multi-Gig-Daten weitere Signale und Features wie USB 2.0, CC-Kommunikation oder Beleuchtung realisieren. Durch den möglichen USB Alternate Mode-Standard können Sie zusätzlich Bild- und Videodaten übertragen. Eine zusätzliche Videoschnittstelle kann damit eingespart werden. Bereits verfügbare USB Alternate Modes sind HDMI, Display Port, MHL oder Thunderbolt – welche mittlerweile in die USB 4.0 Spezifikation integriert wurden.

Durch die Integration aller genannten Funktionen in nur einem Stecker sparen Sie sich erheblichen Bauraum auf der Platine, weil auf eine Vielzahl von zusätzlichen Steckkomponenten für Daten oder Power verzichtet werden kann. Dadurch können auch Kosteneinsparungen realisiert werden.

Use Case 3: Fokus Daten, nicht USB-basiert

Das C-KLIC System unterstützt auch nicht USB-basierte Datenübertragungen im Multi-Gig-Bereich. Durch die vier differentiellen High-Speed Datenpaare können Sie Standard-Datenprotokolle wie PCIe, Display Port, HDMI oder Ethernet-Anwendungen abbilden. Das C-KLIC Stecksystem ermöglicht Ihnen somit neben dem Einsatz im Multimediabereich auch die Integration in das Bordnetz. Eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen zwei Steuergeräten ist problemlos realisierbar. Auch eine speziell auf Ihre individuelle Übertragungsstrecke angepasste Leitung mit passender Pinbelegung ist jederzeit möglich (proprietärer Anwendungsfall).

Was muss ich als Entwickler eines Automobilherstellers bei der Integration ins Fahrzeug beachten?

Zunächst müssen Sie ein neues Stecksystem freigeben. Der Aufwand für Sie hält sich allerdings in Grenzen. Die Qualifizierung und Dokumentenaufbereitung liegt zu 100 % beim Lieferanten (also bei uns), der die Forderungen als langjähriger Zulieferer der Automobilbranche genauestens kennt. Zudem können Sie den Stecker aufgrund seiner Multifunktionalität für unterschiedlichste Anwendungen einsetzen.

Für Testaufbauten stellen wir Ihnen jederzeit Komponenten (PCB Stecker etc.) und Leitungen zur Verfügung, um Sie bei der Integration ins Fahrzeug durch Vorabtests zu unterstützen. Diese Tests können bei uns im hauseigenen akkreditierten Prüflabor durch unsere hochqualifizierten Mitarbeiter durchgeführt werden.

4 Gründe, warum Sie C-KLIC unbedingt in Ihr Fahrzeug integrieren sollten

• USB Type-C ist der neue globale USB Standard und wird den USB Type-A Stecker zeitnah ablösen. Ein Einsatz im Fahrzeug ist folglich absolut unumgänglich.
• Mit nur einer einzigen Freigabe des neuen Stecksystems können Sie gleichzeitig mehrere Funktionen anbieten und arbeiten nur mit ein und demselben Stecker.
• Durch die individuelle Pinbelegung und die Anwendung unterschiedlicher, freigegebener Leitungsvarianten nutzen Sie ein skalierbares System, das frei konfigurierbar ist. Durch die Vielzahl an verfügbaren Kontakten können jederzeit Zusatzfunktionen wie Beleuchtung, Temperaturüberwachung oder Steuersignale mit abgebildet werden.
• Das voll geschirmte System trifft alle Bedürfnisse der Zukunft und bedient neben USB-basierten Übertragungsprotokollen auch eine Vielzahl von weiteren Datenübertragungs-Standards für Multi-Gig-Anwendungen.

Zusammenfassung & Fazit

Die Verbindung zwischen Smartphone und Fahrzeug wird technisch immer anspruchsvoller. Die Stromversorgung mit 5 A und bis zu 20 V, Datenraten weit über 1 Gbit/s oder weitere Signalformen wie Alternate Modes bei gleichzeitig immer weniger Bauraum sind aktuelle Zielvorgaben. Diese Anforderungen lassen sich nur mit einer flexiblen, parametrisierbaren Lösung realisieren, die eine anwendungsabhängige Anzahl an hochperformanten Pins zur Verfügung stellt. Gleichzeitig ist die Miniaturisierung der Komponenten zwingend erforderlich. Die intelligente Kombination eines etablierten Consumer-Steckers mit einer automotivtauglichen Gehäusekonstruktion ergibt ein USB Type-C Stecksystem, das eine ideale Lösung für kommende Fahrzeuggenerationen darstellt.

FAQs rund um C-KLIC