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Was ist der M12-Stecker? Was zeichnet ihn aus?

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Was ist der M12-Stecker?

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Was ist der M12-Stecker?

Ein M12-Steckverbinder mit aufgestecktem Kabel, der die Verbindung zwischen den beiden Komponenten demonstriert.M12-Steckverbinder sind robuste Rundsteckverbinder mit einem 12-Millimeter-Gewinde (mm) als Verriegelungsmechanismus. Sie finden sich typischerweise am Ende von PUR- oder PVC-ummantelten Kabeln. Das "M" bezieht sich auf die genormte metrische Gewindegröße des Steckers. Die Zahl "12" gibt den spezifischen Durchmesser des Gewindes in Millimetern (mm) an. Die IEC 61076-2-101 der Internationalen Elektrotechnischen Kommission definiert den Standard für die exakte Geometrie und Leiteranordnung von M12-Steckverbindern. Aufgrund ihrer kompakten Größe, ihrer Vielseitigkeit und ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse (z. B. Vibrationen, Staub und Feuchtigkeit) sind diese Steckverbinder für eine Vielzahl von industriellen Anwendungen geeignet und gewährleisten einen sicheren Betrieb. Darüber hinaus bieten sie eine einfache Installation und eine integrierte Abschirmung gegen störende EMI/RFI-Signale, was ideal für die heutige industrielle Umgebung ist. Zu den gängigen Anwendungsfällen gehören die Fabrikautomatisierung, das industrielle Internet der Dinge (IIoT), Sensorverbindungen und Ethernet-Netzwerke.

M12 Steckverbinder Codes und Pin Layouts

M12-Steckverbinder bieten eine vielseitige Lösung für industrielle Anwendungen, aber ihre wahre Stärke liegt in ihrer Fähigkeit, ein breites Spektrum an Signalen und Leistung zu verarbeiten. Verschiedene Codes bestimmen die Pinbelegung und den Signaltyp (welche Funktion jeder Pin hat) des M12-Anschlusses sowie die Anzahl der Pins. Bei den M12-Steckverbindern gibt es Varianten mit 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12 und 17 Pins. Es ist wichtig, die richtige M12-Kodierung zu wählen, um die ordnungsgemäße Funktion sicherzustellen und Anschlussfehler zu vermeiden.

Kodierung für Datenanwendungen

Kodierung für Datenanwendungen

A-Codierung Pin Assignment-A-Codierung ist die vielseitigste der M12-Steckverbinder-Codierungen. durch die Anzahl von 2 bis 17 Pins kann er für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Sie finden A-kodierte Steckverbinder in Sensoren, Aktoren, DC-Stromversorgungen und Ethernet-Netzwerken (bis zu 1 Gbit).

Die B-Codierung ist in erster Linie für Feldbussysteme wie Profibus gedacht, die Sensoren, Aktoren und Steuerungen in einem verteilten Automatisierungsnetzwerk verbinden. B-kodierte Steckverbinder verfügen in der Regel über 5 Pins und haben eine standardisierte Pinbelegung für die Strom- und Feldbusdatenübertragung.

Die C-Codierung (auch als Micro-AC bezeichnet) weist eine doppelte Keilnut auf und eignet sich für AC-Stromversorgungsanwendungen. Diese Steckverbinder sind für die Stromversorgung kleinerer Automatisierungskomponenten, wie kompakte Motoren und Antriebe, optimiert.

Die D-Codierung ist speziell auf industrielle Ethernet-Anwendungen zugeschnitten, die eine Datenübertragung von bis zu 100 Mbit/s erfordern. Diese Steckverbinder haben in der Regel eine 4-polige Anordnung, die zwei verdrillte Paare für die Datenkommunikation aufnehmen. Anstelle der Stromversorgung steht bei D-codierten Steckverbindern die zuverlässige Signalübertragung im Vordergrund.

X-Codierung X-codeX-Codierung wurde für industrielles Hochgeschwindigkeits-Ethernet entwickelt und unterstützt Datenraten von bis zu 10 Gbit/s. Um diese erhöhte Bandbreite zu bewältigen, verfügen X-codierte Steckverbinder über eine 8-polige Konfiguration. Sie sind ideal für anspruchsvolle Anwendungen, die eine schnelle und zuverlässige Datenübertragung erfordern, wie Echtzeit-Videoüberwachungssysteme oder hochpräzise Maschinensteuerungen.

Kodierung für Leistungsanwendungen

Innerhalb der M12-Steckverbinderfamilie gibt es mehrere spezielle Kodierungen, die den besonderen Anforderungen der Energieverteilung in der Industrie gerecht werden.

L-Codierung, S-Codierung und T-Codierung sind für die AC- und DC-Stromübertragung optimiert. Diese Kodierungen weisen Pin-Konfigurationen auf, die für höhere Spannungen und Ströme ausgelegt sind und eine sichere und zuverlässige Stromversorgung von Motoren, Antrieben, Industriebeleuchtung und anderen stromintensiven Geräten gewährleisten.

Kodierung für Leistungsanwendungen

L-Kodierung S-Kodierung T-Kodierung

L-Kodierung S-Kodierung T-Kodierung

Was ist der Unterschied zwischen M12- und M8-Steckverbindern?

M12- und M8-Steckverbinder sind mit dem Aufkommen industrieller Automatisierungssysteme eine beliebte Wahl. Aufgrund ihrer kompakten Größe und Übertragungsfähigkeit werden sie häufig zur Verbindung von induktiven Sensoren, Aktoren und Schaltern verwendet. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Steckverbindern ist der Gehäusedurchmesser und die Anzahl der Stifte.

Der M8 ist zwar kleiner und billiger, hat aber Einschränkungen in Bezug auf die Strombelastbarkeit und die Stiftoptionen. Hier kommt die weiterentwickelte Version dieses Steckverbinders, M12, ins Spiel. M12 hat nicht nur einen größeren Durchmesser und damit eine höhere Leistungskapazität, sondern auch eine bessere Wasserbeständigkeit. So kann er auch unter Wasser einwandfrei funktionieren, was ihn für Anwendungen in der Messtechnik, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Robotik und anderen industriellen Anwendungen, bei denen Feuchtigkeit eine Rolle spielt, zu einem wertvollen Pluspunkt macht.

Letztendlich hängt die Wahl zwischen M8- und M12-Steckverbindern von Ihren spezifischen Anforderungen ab. Hier ist ein kurzer Vergleich der beiden:

M8-Stecker M12-Stecker

Gehäuse-Durchmesser 8 mm 12 mm

Anschlussdichte 4-8 Stifte Bis zu 17 Stifte

Hauptvorteile Kompakte Größe, geringere Kosten Höhere Stromkapazität, mehr Anschlüsse, robustes Design

Überlegungen Begrenzte Leistung und Daten, weniger Pins Größere Abmessungen, potenziell höhere Kosten

Kodierungssysteme A-kodiert, D-kodiert (begrenzte Optionen) A-kodiert, D-kodiert, X-kodiert (größere Auswahl)

Andere Gehäusegrößen der Steckverbinder der Serie M

M5

Miniaturausführung: Mit einem Gehäusedurchmesser von 5 mm eignen sich M5-Steckverbinder ideal für Anwendungen, bei denen Platzmangel eine Rolle spielt.

Niedriger Stromverbrauch und begrenzte Signale: Sie eignen sich gut für die Übertragung geringer Ströme (bis zu 2A) und weniger Signalleitungen und sind daher ideal für Sensoren, Datenerfassungs- und Steuersysteme.

M23

Groß und leistungsstark: Mit einem Gehäusedurchmesser von 23 mm sind die M23-Steckverbinder die größten und leistungsstärksten der M-Serie.

Leistungsstarke Anwendungen: Sie sind für anspruchsvolle Aufgaben konzipiert, die hohe Ströme (bis zu 63 A) und mehrere Signalleitungen erfordern. Damit sind sie ideal für schwere Maschinen, Hochleistungsmotoren und industrielle Automatisierungssysteme.

Die Vorteile von M12-Steckverbindern

M12-Steckverbinder haben die industrielle Automatisierung revolutioniert, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Verdrahtungsmethoden eine robuste und vielseitige Lösung darstellen. Mit verschiedenen Pin-Konfigurationen und Kodierungsoptionen können M12-Steckverbinder eine breite Palette von Signal- und Leistungsübertragungsanforderungen erfüllen. Ihr einzigartiges Design bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, die ihre weite Verbreitung fördern. Weitere Vorteile sind:

waterproof-connector-sealing-techUnübertroffene Robustheit für raue Industrieumgebungen

M12-Steckverbinder sind dem herkömmlichen RJ45 in rauen Umgebungen überlegen. Ihre IP67-69-Komponenten widerstehen Staub, Feuchtigkeit, Vibrationen und extremen Temperaturen.

Die aus robusten Materialien wie Vergoldung und Berylliumkupferkontakten gefertigten Steckverbinder können Hunderte von Steckzyklen ohne Leistungseinbußen überstehen und so Ausfallzeiten reduzieren.

Hervorragende EMI/RFI-Abschirmung zur Vermeidung von Signalunterbrechungen

Elektromagnetische Störungen (EMI) und Hochfrequenzstörungen (RFI) sind externe Signale, die von elektronischen Geräten ausgehen. Ohne eine angemessene EMI/RFI-Abschirmung stören diese Signale die Übertragung von Steckverbindern oder anderen empfindlichen Bereichen, was zu einer ungenauen Datenerfassung und behinderten Prozesssteuerung führt.

Die EMI/RFI-Abschirmung von M12-Steckverbindern besteht aus Materialien, die unerwünschte elektromagnetische Signale reduzieren, z. B. Silber, Silberaluminium, Silbernickel und andere Legierungen, die als Füllstoffe unter einem Basismaterial (in der Regel Silikon) in den Dichtungen wirken. Diese metallische Abschirmung wirkt wiederum als physikalische Barriere für M12-Verbindungen, die störende Signale reflektieren oder absorbieren können, um die Integrität der Daten- und Stromübertragung zu gewährleisten.

Mühelose Installation

Die meisten M12-Steckverbinder verfügen über einen Push-Pull-Mechanismus, der ein einfaches Stecken und Ziehen ohne Werkzeug ermöglicht, da nur ein bestimmter Druck in eine bestimmte Richtung ausgeübt bzw. gelöst werden muss. Er ist kompakt und ermöglicht einen schnellen Betrieb, wodurch sich die Installationszeit um bis zu 80 % verringert und die Arbeitskosten gesenkt werden.

Eine weitere beliebte Variante sind M12-Steckverbinder mit Gewindekupplungsmechanismus. Sie können schnell und einfach von Hand eingeschraubt werden, während die Gewindeausführung eine ausgezeichnete Stabilität bietet, was sie in Anwendungen mit häufigen Vibrationen sehr zuverlässig macht.

Optimale Größe und Fähigkeiten für Industrie 4.0-Anwendungen

Mit dem Aufkommen des Industrial Internet of Things (IIoT) und der Industrie 4.0 ist die Rolle von M12-Steckverbindern noch wichtiger geworden. Ihr kompakter Durchmesser von 12 mm ist einer der Hauptgründe für diese breite Anwendung, zusammen mit ihrer überlegenen Leistung, Haltbarkeit und geringeren Wartungskosten. M12-Steckverbinder sind außerdem vielseitiger und lassen sich nahtlos in verschiedene Industriegeräte und -systeme integrieren, wodurch letztlich eine vernetzte industrielle Ethernet-Umgebung entsteht.

Die Anwendung von M12 in der Industrieautomation ist vielfältig und reicht von der Datenübertragung zwischen Geräten und speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) bis hin zum Anschluss von Sensoren und Netzwerkkomponenten. Und da sich die Technologie ständig weiterentwickelt, hält die Innovation der M12-Steckverbinder Schritt. Sie sind für verschiedene Branchen wie Robotik, Mobilfunk und alternative Energien geeignet, so dass M12 die führende Lösung für eine zukunftssichere Industrielandschaft ist.

RJ45 vs. M12-Steckverbinder für Ethernet-Verbindungen

Obwohl sowohl RJ45- als auch M12-Steckverbinder für industrielles Ethernet gebräuchlich sind, sind RJ45-Steckverbinder in der Regel kompatibler mit Cat5-Standards, die oft in älteren Systemen verwendet werden, während der M12-Steckverbinder ein schlankeres und robusteres Design hat, was ihn zu einer besseren Wahl für begrenzte Räume und raue Umgebungen macht. Im Folgenden gehen wir näher auf die Unterschiede ein:

Der RJ45-Steckverbinder ist eigentlich ein älteres Modell, das an seinem rechteckigen Gehäuse und den acht Stiften leicht zu erkennen ist. Er hat sich weithin als Ethernet-Verbindungslösung etabliert und ist sowohl für Cat5- als auch für Cat6-Standards (IEC 11801:2002) erhältlich.

Im Jahr 2002 hat die Profibus-Nutzerorganisation (PNO) einen neuen RJ45-Steckverbinder mit Push-Pull-Mechanismus und einem Kunststoff- oder Metallgehäuse der Schutzart IP67 spezifiziert, der dann von der Automatisierungsinitiative der deutschen Automobilhersteller für den Einsatz in PROFINET-Systemen zugelassen wurde.

Die M12-Steckverbinder, die in der Branche wesentlich jünger sind, verfügen über eine D-Kodierung, die bereits als Industrial-Ethernet-Standard nach IEC 61067-2-101 Amendment 1 vergeben wurde, und haben die für industrielle Umgebungen vorteilhafte Schutzart IP167. Sein Einsatz wird auch von der PNO unterstützt, während er mit dem RJ45-Push-Pull-Stecker in die PROFINET-Spezifikation aufgenommen wurde.

Der M12-Steckverbinder hat außerdem eine kompaktere Bauweise und bietet eine stabile Verbindung, selbst wenn er physischen Belastungen (einschließlich Schock und Vibration) ausgesetzt ist, was ihn ideal für die Miniaturisierung von Geräten macht.

Einige M12-Steckertypen sind jedoch nur teilweise mit dem Ethernet-Übertragungsstandard Cat5 (IEC 11801:2002) kompatibel, was zu einem elektrischen Ungleichgewicht und einer behinderten Übertragung führen kann. Daher ist es wichtig, M12-Steckverbinder zu wählen, die diese Probleme verhindern können.

IP-Bewertung von M12-Steckverbindern

Bei der zweistelligen IP-Klassifizierung gibt die erste Ziffer den Schutzgrad gegen feste Gegenstände wie Schmutz oder Staub an, während die zweite Ziffer den Schutzgrad gegen Flüssigkeiten (einschließlich Tropfwasser, Spritzer, Spritzwasser usw.) angibt

M12-Steckverbinder besitzen in der Regel die Zertifizierungen IP67, IP68 und IP69K, was ihre Eignung für anspruchsvolle Anwendungen belegt:

IP67: Diese Einstufung bedeutet, dass der Steckverbinder vollständig staubdicht ist und bis zu 8 Stunden lang einen vollständigen Berührungsschutz bietet. Er widersteht starkem Strahlwasser aus allen Richtungen sowie zeitweiligem Untertauchen aus bis zu 1 Meter Höhe für 30 Minuten. Diese Art von M12-Steckverbindern ist eine beliebte Wahl für Anwendungen, die häufig Staub, Spritzwasser oder vorübergehendem Unterwassereinsatz ausgesetzt sind.

IP68: Dies bedeutet, dass der Steckverbinder die gleiche Festkörper- und Strahlwasserbeständigkeit aufweist wie die IP67-Klassifizierung, aber auch einem längeren Eintauchen in Wasser von bis zu 1,5 Metern für 30 Minuten standhält, was ihn ideal für Umgebungen macht, die gelegentlich überflutet werden.

IP69K: M12-Steckverbinder der Schutzart IP69-K sind nicht nur staubdicht, sondern können auch Hochdruck- und Hochtemperatur-Wasserstrahlen standhalten, wie sie in industriellen Reinigungsprozessen üblich sind. Damit eignen sie sich perfekt für Anwendungen in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, in chemischen Anlagen oder überall dort, wo eine häufige und gründliche Reinigung erforderlich ist.

Wie wählt man den richtigen M12-Steckverbinder aus?

Die Auswahl des richtigen M12-Steckverbinders für Ihre Anwendung erfordert sorgfältige Überlegungen, die über die bloße Befolgung der Geräteempfehlungen hinausgehen. Während die Datenblätter der Hersteller mit Details wie Produktmaterial, Kabelkonfektionsmethode usw. einen Ausgangspunkt bieten, ist es entscheidend, einen qualitativ hochwertigen Steckverbinder mit Leistungs- und Temperaturwerten auszuwählen, die die absoluten Maximalanforderungen Ihrer Anlage übertreffen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Werkstoff

Wie bereits erwähnt, sind Materialien mit signaldämpfenden Eigenschaften entscheidend für die EMI/RFI-Abschirmung des M12-Steckverbinders. Achten Sie also darauf, dass Silber oder Silberlegierungen für einen angemessenen Schutz gegen störende elektromagnetische Signale verwendet werden. Das Material des Gehäuses Ihres M12-Steckers spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle für seine Haltbarkeit und Leistung. Zu den gängigen Materialien für das Gehäuse gehören beschichtetes Messing, Edelstahl und verschiedene andere Legierungen.

Vernickeltes Messing ist die beliebteste Wahl für M12-Gehäuse, da Messing eine gute Leitfähigkeit bietet, während die Vernickelung für Langlebigkeit und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit sorgt und gleichzeitig kostengünstig ist. Edelstahl hingegen bietet eine höhere Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Waschbarkeit für Umgebungen mit extremen Temperaturen, hohem Druck oder aggressiven Chemikalien. Einige M12 werden mit verschiedenen Legierungsvarianten hergestellt, um bestimmte Eigenschaften wie erhöhte Festigkeit, verbesserte Korrosionsbeständigkeit oder bessere Bearbeitbarkeit zu erreichen. Für detaillierte Informationen über die Legierung wenden Sie sich bitte an den Hersteller.

Für die Kontaktstifte wird Kupfer verwendet, um eine hervorragende Leitfähigkeit zu gewährleisten. Es gibt auch einige M12-Steckverbinder, die ein leichtes, hochleistungsfähiges thermoplastisches Gehäuse enthalten, um eine bessere Isolierung zu gewährleisten und die Exposition des Steckverbinders gegenüber rauen Elementen zu begrenzen

Methode der Kabelmontage

M12-Steckverbinder bieten in der Regel Optionen für das Umspritzen und die Vor-Ort-Montage.

Umspritzen: Bei dieser gebrauchsfertigen Version wird eine versiegelte Schicht um die Kabel- und Steckverbinderverbindung gelegt, die verbesserten Schutz und Haltbarkeit gegen Staub, Feuchtigkeit, Vibrationen und extreme Temperaturen bietet. Sie können sogar Logos oder benutzerdefinierte Markierungen in die Ummantelung einarbeiten, um das Branding zu unterstützen.

Vor-Ort-Montage: Diese Art von M12-Steckverbindern kann vor Ort mit einfachen Werkzeugen schnell zusammengelötet oder gecrimpt werden, was Zeit bei der Herstellung spart. Seine Konstruktion ermöglicht auch eine größere Flexibilität bei der Kabellänge und anderen Merkmalen, was ihn ideal für den Prototypenbau oder andere Anwendungen macht, bei denen eine häufige Neukonfektionierung erforderlich ist.

Leistungs- und Temperaturwerte

Ermitteln Sie vor der Auswahl eines M12-Steckverbinders den maximalen Stromverbrauch Ihres Geräts und seinen Betriebstemperaturbereich, da dies die Gesamtleistung beeinflusst. Sobald Sie diese Faktoren ermittelt haben, sollten Sie sich für einen Steckverbinder mit höheren Werten entscheiden, um einen Sicherheitspuffer zu schaffen. Dieser Puffer gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb auch bei unerwarteten Schwankungen oder Spitzenbelastungen.

Umweltaspekte

Wir haben bereits über die IP-Klassen gesprochen, die den Schutzgrad gegen Staub und Flüssigkeiten angeben. Berücksichtigen Sie dies bei der Auswahl eines M12-Steckverbinders mit einer IP-Schutzart, die für den erwarteten Grad der Kontakt- und Wasserbelastung in Ihrer Anwendung geeignet ist.

Wenn Ihre Geräte Stößen oder starken Vibrationen ausgesetzt sind, sollten Sie außerdem einen Steckverbinder wählen, der für seine Widerstandsfähigkeit gegen physische Einwirkungen bekannt ist.

In rauen Umgebungen mit Chemikalien oder korrosiven Elementen ist es außerdem ratsam, darauf zu achten, dass das Gehäusematerial des Steckers eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, um das Risiko von Schäden und elektrischen Gefahren zu vermeiden.