Was ist Rugged MicroTCA?

MicroTCA wurde für den Telekommunikationsmarkt definiert und damit auch für die Umweltbedingungen, die dort relevant sind. Rugged MicroTCA, in drei Unterspezifikationen zu MicroTCA, beschreibt die Umweltbedingungen in anderen Marktbereichen, wie der Industrie oder dem Militär.

Was ist MicroTCA.1?

MicroTCA.1 (Air Cooled Rugged MicroTCA) ist eine Unterspezifikation von MicroTCA und beschreibt robuste luftgekühlte Systeme für den industriellen Einsatz.

Was ist MicroTCA.2?

MicroTCA.2 (Hardened Air Cooled MicroTCA) ist eine Unterspezifikation von MicroTCA und beschreibt robuste luftgekühlte Systeme für den militärischen Einsatz.

Was ist MicroTCA.3?

MicroTCA.3 (Hardened Conduction Cooled MicroTCA) ist eine Unterspezifikation von MicroTCA und beschreibt robuste Conduction Cooled-Systeme für den militärischen Einsatz.

Was ist Conduction Cooled?

(Kühlung über Berührung) Wenn in einem System keine forcierte Luftkühlung eingesetzt werden darf, muss die erzeugte Wärme auf anderem Weg abgeführt werden. Über einen Rahmen (CCA), der einen massiven Kontakt zum Wedge-Lok hat, wird die Wärme zum Gehäuse transportiert und dort entweder über Kühlrippen oder über Cold Plates abgeführt.

VME Karte mit CCA

Wedge-LOK

System mit Cold Plates (blau)

Wann setzt man MicroTCA.1-Systeme ein?

Die Basisspezifikation MicroTCA.0 definiert Schock- und Vibrationswerte nach Anforderungsstufe DL1 der IEC 61587-1. Das heißt Beschleunigungen von 7 g bei Schockeinwirkung und 0,5 g Beschleunigungsamplitude bei Vibrationsbelastungen. Wenn für den Einsatzort der Applikation höhere Anforderungen vorgegeben sind, sollte MicroTCA.1 eingesetzt werden.

Was ist der Unterschied zwischen MicroTCA und Rugged MicroTCA?

Hier ist zwischen den 3 verschiedenen Unterspezifikationen für Rugged MicroTCA zu unterscheiden:

MicroTCA.1:
Einziger Unterschied ist die Frontplatte der eingesetzten AdvancedMC-Module. Diese erhalten oben und unten einen Flansch mit Schraubverriegelung. Evtl. muss auch das System robuster ausgeführt werden.

MicroTCA.2:
Die Spezifikationsarbeit wurde noch nicht begonnen. Daher ist noch nicht klar, wie die Lösung hierfür aussehen wird.

MicroTCA.3:
Die Spezifikation ist in Arbeit, jedoch noch nicht abgeschlossen. Daher können die Unterschiede zu MicroTCA.0 noch nicht genau beschrieben werden. Sicher scheint zu sein, dass die AdvancedMC-Module über Wedge-LOKs ans System befestigt werden und diese Spezifikation die Basis für Anwendungen im Defence-Bereich werden soll.

Welche Schock- und Vibrationswerte sind für MicroTCA.1 definiert?

Vibration sinusförmig

• Frequenz 2 Hz bis 200 Hz
• Amplitude 10 mm
• Beschleunigung 30 m/s
• 1 Oktave/min
• 3 Achsen/10 Zyklen pro Achse

Mechanischer Schock

• 25 g/18 ms halbsinusförmig
• 3 Schocks in beide Richtungen in alle 3 Achsen

Welche Schock- und Vibrationswerte sind für MicroTCA.3 definiert (vorläufig)?

Test 1: (Zufällige Vibration)

• 50 Hz bis 100 Hz zunehmend mit 6 dB/Oktave
• 100 Hz bis 1000 Hz PSD = 0.2 g²/Hz
• 1000 Hz bis 2000 Hz abnehmend mit 6 dB/Oktave
• je 60 min in alle 3 Achsen

Mechanischer Schock

• 40 g/11 ms halbsinusförmig
• 3 Schocks in beide Richtungen in alle 3 Achsen

Test 2: (Zufällige Vibration)

• 50 Hz bis 100 Hz zunehmend mit 6 dB/Oktave
• 100 Hz bis 1000 Hz PSD = 1.5 g²/Hz
• 1000 Hz bis 2000 Hz abnehmend mit 6 dB/Oktave
• je 60 min in alle 3 Achsen

Mechanischer Schock

• 50 g/11 ms halbsinusförmig
• 3 Schocks in beide Richtungen in alle 3 Achsen

Wie wird der Schock- und Vibrationstest durchgeführt?

Die Rugged MicroTCA-Spezifikationen MicroTCA.1 und .3 schreiben zum einen den Test für den Steckverbinder vor. Hierbei wird ein Test-AdvancedMC-Modul in einer Testaufnahme fest mit dem Steckverbinder verbunden. Während des Schock- und Vibrationstests wird an 8 Kontaktpaaren des Steckverbinders auf Unterbrechung geprüft. Als Unterbrechung wird hierbei eine Widerstandserhöhung von >10 Ohm über eine Zeit von >10 ns definiert. Tritt solch eine Unterbrechung auf, ist der Test nicht bestanden.

Desweiteren ist ein Test für den Baugruppenträger bzw. das System definiert. Hierbei wird lediglich geprüft, ob die Mechanik diesen Beschleunigungen standhält.

Schroff geht sogar noch einen Schritt weiter und testet den MicroTCA-Baugruppenträger, der Basis für alle Schroff-MicroTCA-Systeme ist, während der Schock- und Vibrationsprüfung auf o.a. elektrische Unterbrechung.

Warum ist bei Rugged MicroTCA eine andere Verschraubung nötig als bei VME oder CompactPCI?

Bei VME und CompactPCI wird zwischen Tochterkarte und Backplane ein Steckerpaar eingesetzt, das eine gewisse Toleranz in der Stecktiefe erlaubt, d. h. im gesteckten Zustand sitzt der Tochterkartenstecker nicht komplett auf dem Steckerboden des Backplane-Steckers und das Steckerpaar fängt die Toleranzen der Mechanik auf.

Beim Direktsteckverbinder (Cardedge) von MicroTCA wird die Tochterkarte bis zum Anschlag in den Backplane-Stecker eingeschoben und in dieser Stellung durch die Frontplattenverriegelung gehalten. Durch Toleranzen in der Mechanik kann somit zwischen Baugruppenträger-Frontseite und Frontplatte ein Spalt von bis zu 1,6 mm entstehen. Wird die Frontplatte nun angeschraubt, wird eine Kraft auf die Leiterkarte und den Backplane-Steckverbinder-Boden ausgeübt, die bei hohen Beschleunigungen den Stecker oder die Elektronik zerstören kann.

Müssen bei MicroTCA.1 andere AdvancedMC-Module eingesetzt werden?

Die AdvancedMC-Module für MicroTCA.1 müssen lediglich eine andere Frontplatte haben mit einem oberen und unteren Flansch und den Verriegelungsschrauben. Die Frontplatten sind problemlos austauschbar. Viele AdvancedMC-Hersteller bieten ihre AdvancedMC-Module schon mit beiden Frontplattenvarianten an. Ansonsten kann Schroff auch kundenspezifische Rugged MicroTCA Frontplatten für AdvancedMC-Module herstellen.

Müssen beim Einsatz von Rugged AdvancedMC-Modulen andere AdvancedMC-Carrier eingesetzt werden?

Durch die zusätzlichen Schraubverriegelungen an den AdvancedMC Modulen müssen auch dafür ausgelegte AdvancedMC Carrier verwendet werden. Diese bieten eine Anschraubmöglichkeit für die Rugged Module. Verfügbar sind diese Carrier in Mid-Size und Full-Size. Maximal können 3 Single Module im Carrier eingebaut werden bzw. 2 Single und 1 Double Modul. Diese Carrier werden üblicherweise kundenspezifisch festgelegt.