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Ratgeber
Nahezu alle elektronischen Geräte basieren heute auf einer sogenannten gedruckten Schaltung – einer Platine oder Leiterplatte mit aufgelöteten Bauelementen und die sie verbindenden Leiterbahnen. Manchmal sind in einem Gerät aber mehr als nur eine Platine nötig, zum Beispiel für die Stromversorgung oder die Datenübertragung. Regelmäßig sind zudem externe Komponenten anzuschließen, je nach Anwendung vom Drehregler und Schalter bis zum Display oder Lautsprecher. Spezielle Platinen-Steckverbinder sorgen dann für die nötige Konnektivität.
Erfahren Sie in unserem Ratgeber die wichtigsten Fakten zu den unterschiedlichen Typen und Bauformen solcher Verbindungselemente
Steckverbinder für Leiterplatten lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Drahtverbinder und Steckverbinder.
Erstere bilden die Anschlüsse für isolierte Drähte, Kabel und Leitungen, oft mit kompatiblen Steckern und Buchsen. Sie werden häufig auch als Wire-to-Board-Verbinder bezeichnet. Diese Verbindungselemente ermöglichen eine besonders flexible Montage der Platinen und angeschlossener Komponenten innerhalb des Geräts, die servicefreundlichen Anschlüsse sorgen für einen leichten Austausch.
Steckverbinder wiederum konnektieren in der Regel zwei Platinen unmittelbar über aufgelötete Stift- und Buchsenleisten, entweder im Huckepack-Verfahren oder im rechten Winkel. Steckverbinder gelten als sehr sicher und sind platzsparend, der Austausch einer Platine kann sich aber als mühsam erweisen, vor allem bei längeren Leisten mit sehr vielen Kontakten.
Wichtigste Voraussetzung für die Montage aller Platinen-Steckverbinder:
Die Leiterbahnen müssen an den vorgesehenen Stellen so gelocht sein, dass sich die Platinenverbinder problemlos einstecken und auf der Platinenrückseite leicht verlöten lassen. Zu berücksichtigen ist dabei das jeweilige Rastermaß, häufig 2,54 Millimeter!
Printklemme
Zu den ursprünglichsten Steckverbindungen gehört die Printklemme, oft auch als Schraubklemme oder Schaubklemmblock bezeichnet. Von der Funktion her entsprechen Printklemmen den klassischen Lüsterklemmen.
Sie bestehen aus einem isolierenden Kunstoff mit einer metallischen Hülse. In der Hülse befindet sich eine Schraube, mit der ein eingeführter Draht fest eingepresst wird.
Vorteil: Die Anschlüsse sind leicht zu lösen.
Nachteil: Im Vergleich zu anderen Montageelemente sind die Klemmen ziemlich groß.
Pfostenstecker
Mit die wichtigsten Drahtverbinder sind Pfostenstecker. Sie finden sich in zahlreichen elektronischen Geräten, vorzugsweise in Computern und elektronischen Steuersystemen. Hier dienen sie häufig zum Anschluss von Festspeichern oder Subsystemen über Flachbandkabel.
Es gibt sowohl männliche Pfostenstecker mit Stiften als auch weibliche mit Buchsen, beide Typen sind speziell für ihr jeweiliges Gegenstück kodiert und lassen sich zudem nur in einer Richtung einstecken. Einige Bauformen besitzen eine zusätzliche Arretierung zur Kompensation von Schwingungen, wie sie zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen auftreten.
Federkraftklemmen
Eine Alternative zu Schraubklemmen sind Federkraftklemmen. Hier ersetzt eine Feder die Schraube, der Draht oder das Kabel werden einfach eingeführt und durch die Feder kontaktiert. Verbindungen mit diesen Klemmen sind sehr schnell hergestellt und lassen sich durch den Druck auf den üblicherweise vorhandenen Entsperrknopf leicht wieder lösen.
Lötösen und Lötstifte
Einzelne Lötösen und Lötstifte lassen sich ebenfalls unter die Drahtverbinder einordnen. Sie ermöglichen die direkte Verbindung einer Drahtleitung zu einer Leiterbahn der Platine, etwa für den Anschluss eines Schalters oder Drehpotentiometers. Lösbare Verbindungen bestehen aus einem spitz zulaufenden Lötstift, passend zu einem Steckschuh am Verbindungsdraht.
Die wichtigsten Steckverbinder
Stiftleiste
Im Gegensatz zu Drahtverbindern sind Steckverbinder gemessen an ihrer Polzahl sehr klein. So beträgt die Länge einer einreihigen Stiftleiste mit 40 Polen lediglich rund 10 Zentimeter. Steckverbinder bestehen aus einem Kunststoffsteg mit meist vergoldeten Stiften, die steckerseitig mehr als 12 Millimeter und printseitig 3 Millimeter lang sind.
Board-to-Board-Steckverbinder
Sogenannte Board-to-Board-Steckverbinder ermöglichen die Verbindung von zwei Leiterplatten ohne Kabel, zum Beispiel zur Signalübertragung.
Dabei handelt es sich in der Regel um eine dauerhafte Verbindung aus zueinander passenden Feder- und Messerleisten.
Messerleisten
Das Gegenstück zu Stiftleisten – die auch als Messerleisten bezeichnet werden – ist die Buchsenleiste oder Federleiste. Sie entspricht in ihrer Länge etwa der Stiftleiste und enthält in jeder Buchse eine winzige Feder zur Aufnahme des Stifts.
Feder- und Messerleisten lassen sich auch als Drahtverbinder nutzen, zum Beispiel in der Entwicklung elektronischer Schaltungen. Dafür vorgesehene ein- oder mehrdrähtige Stiftleitungen verbinden zum Beispiel einzelne Federbuchsen eines Steckbretts.
Wie lässt sich der Platzbedarf von Printklemmen ohne Funktionsverlust minimieren?
Zum Beispiel mit Einzelkontakten. Diese gibt es in der Form mehrpoliger oder mehrreihiger Federklemmen, aber mit einer deutlich geringeren Breite. Noch kleiner und auch preiswerter sind Einzelkontakte ohne Gehäuse, üblicherweise als Gebinde aus 250 Stück. Solche Einzelkontakte sind allerdings nur dann vorteilhaft, wenn an verschiedenen Stellen einer Platine jeweils nur ein einziger Draht schnell lösbar verbunden werden muss, beispielsweise zu Testzwecken.
Bis zu welcher Stromstärke lassen sich Feder- und Messerleisten in der Regel verwenden?
Die weitaus meisten Leisten sind für einen Nennstrom von bis zu 10 Ampere ausgelegt. Es gibt aber auch Typen, die Stromstärken von 60 Ampere schadlos überstehen.
Gibt es auch Stift- und Buchsenleisten mit einem anderen Rastermaß als die üblichen 2,54 Millimeter?
Das klassische Rastermaß von einem Zehntel Zoll – entspricht 2,54 Millimeter – ist zwar nach wie vor Standard, es existieren aber noch weitere Maße. In der Praxis beliebt ist die Hälfte des Klassikers, also 1,27 Millimeter. Erhältlich sind außerdem Leisten mit einem Stift- beziehungsweise Buchsenabstand von 2 Millimeter, 2,50 Millimeter und 5 Millimeter. Das 2-Millimeter-Rastermaß findet sich beispielsweise bei einer zweireihigen Stiftleiste mit insgesamt 100 Polen.
Wie lassen sich Draht- und Steckverbinder gegen Umwelteinflüsse schützen?
Je nach Art des Verbinders stehen Staubschutzkappen, Gummitüllen, Einzeldrahtabdichtungen und Abdeckkappen zur Verfügung.