DE10141602A1

DE10141602A1 - Elektrische Geräteeinheit und Verfahren zur Überprüfung von Steckverbindungen

Info

Publication number: DE10141602A1
Application number: DE10141602A
Authority: DE
Inventors: Jens Grunst; Dietmar Meyer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-06

Abstract

Eine elektrische Geräteeinheit mit mindestens einer Leiterplatte (1-5) und Steckverbindungselementen (6-10) zur elektrischen Verbindung der mindestens einen Leiterplatte (1-5) mit anderen Leiterplatten (1-5) oder Komponenten (12) hat eine durchgehende Ringleitung (14) zwischen zwei Messpunkten (15 u. 20 bzw. 21 u. 22), wobei die Ringleitung (14) von einem Messpunkt (15) ausgehend über die Steckverbindungselemente (6-10) und Leiterplatten (1-5) und/oder Komponenten (12) seriell zu dem zweiten Messpunkt (20) verläuft und eine fehlerhafte Steckverbindung zwischen den Messpunkten (15 u. 20 bzw. 21 u. 22) durch eine Widerstandsänderung der Ringleitung (14) messbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Geräteeinheit mit mindestens einer Leiterplatte und Steckverbindungselementen zur elektrischen Verbindung der mindestens einen Leiterplatte mit anderen Leiterplatten oder Komponenten.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Überprüfung von Steckverbindungen zur elektrischen Verbindung von Leiterplatten oder Komponenten.

Herkömmliche elektrische Geräte, wie zum Beispiel Multimediasysteme für Kraftfahrzeuganwendungen, sind zunehmend komplex aus einer Vielzahl von Leiterplatten aufgebaut, die untereinander über Stecksysteme verbunden sind. Es sind zudem weitere Stecksysteme, zum Beispiel für den Anschluss von externen Peripheriegeräten, wie zum Beispiel Datenträger-Laufwerke (Compact Discs (CD), Digital Versatile Disc (DVD), Anzeigeeinheiten (z. B. LCD-Displays), Tastatur etc.) vorgesehen. Mit steigender Anzahl von Verbindungen in einem Steckverbindungselement und den damit zunehmenden geometrischen Abmessungen steigt während der Montage das Risiko einer schlecht ausgeführten Steckermontage.

Herkömmliche Konzepte für den Aufbau und die Montage elektrischer Geräte sehen lediglich in der Vormontage spezielle Funktionstests einzelner Baugruppen zur Überprüfung der Verbindungstechnik vor. Oftmals werden wesentliche Steckverbindungen erst bei der Endmontage nach dem Funktionstest des fertig montierten Gerätes am Ende des Fertigungsbandes realisiert, die nicht mehr getestet werden können. Kontaktfehler bei den Steckverbindungen werden dann möglicherweise eher zufällig im Betrieb beim Kunden erkannt. Derartige Geräteausfälle beim Kunden sind mit hohen Kosten und Imageverlust verbunden. Zudem lassen sich am Ende des Fertigungsbandes auftretende Fehler nur mit einem erheblichen Demontage- und erneutem Prüfaufwand beheben.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes elektrisches Gerät zu schaffen, bei dem eine fehlerhafte Steckverbindung einfach und zuverlässig in möglichst jedem Stadium der Gerätemontage detektierbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine durchgehende Ringleitung zwischen zwei Messpunkten vorgesehen ist, wobei die Ringleitung von einem Messpunkt ausgehend über die Steckverbindungselemente und Leiterplatten und/oder Komponenten seriell zu dem zweiten Messpunkt verläuft und eine fehlerhafte Steckverbindung an den Messpunkten durch eine Widerstandsänderung der Ringleitung messbar ist.

Dadurch, dass die Ringleitung der Reihe nach sämtliche angeschlossenen Leiterplatten, Komponenten und Steckverbindungselemente erfasst, kann durch eine einzige Widerstandsmessung an den Messpunkten leicht überprüft werden, ob die Steckverbindungselemente korrekt montiert sind. Sobald ein Steckverbindungselement nicht korrekt auf die entsprechenden Gegenstecker aufgeschoben wurde oder Kontakte eines Steckverbindungselementes beschädigt sind, führt dies in der Regel nämlich zu einer Unterbrechung der Ringleitung.

Vorzugsweise ist die Ringleitung so an die Steckverbindungselemente geschaltet, dass ein hinführender Kontakt der Ringleitung am ersten äußeren Kontakt des Steckverbindungselementes und ein zweiter rückführender Kontakt der Ringleitung an dem anderen gegenüberliegenden äußeren Ende des Steckverbindungselementes angeordnet ist. Wenn das Steckverbindungselement verkantet aufgesteckt wird, ist mindestens eines der Kontakte an den äußeren Enden nicht mit dem Gegenstecker verbunden, so dass eine fehlerhafte Steckverbindung sicher detektierbar ist.

Weiterhin ist vorteilhaft, wenn zwischen zwei Anschlüssen der Ringleitung an jeweils einem Steckverbindungselement jeweils ein Widerstand, zum Beispiel eine Impedanz oder Reaktanz, parallel geschaltet ist. Die hin- und rückführenden Kontakte der Ringleitung an einem Steckverbindungselement werden auf diese Weise durch den Widerstand überbrückt, so dass eine fehlerhafte Steckverbindung nicht zu einer vollständigen Unterbrechung der Ringleitung, sondern zum Einschalten des Widerstandes führt. Vorzugsweise ist der jeweilige Widerstand an den Steckverbindungselementen so bemessen, so dass der Ort einer fehlerhaften Steckverbindung mittels der an dem Messpunkt anliegenden Widerstandes der Ringleitung bestimmbar ist. Hierzu kann der Widerstand an einem nachfolgenden Steckverbindungselement zum Beispiel doppelt so groß sein, wie der Widerstand an dem vorhergehenden Steckverbindungselement.

In dem US-Patent 5,783,926 ist ein elektrisches Gerät zur Identifizierung eines Zubehörgerätes beschrieben, wobei eine Ringleitung, zum Beispiel über eine Steckverbindung von dem elektrischen Gerät zu dem Zubehörgerät und zurück geführt wird. Die Rückführung ist als Masseleitung ausgeführt, wobei in dem Zubehörgerät ein Widerstand zwischen der Masseleitung und dem Potential tragenden Anschluss der Ringleitung vorgesehen ist. Über einen Spannungsteiler wird das durch den Widerstand in dem Zubehörgerät bestimmte Potential abgegriffen, das als Kennwert für die Art des Zubehörgerätes dient.

Ein Ringleitungskonzept zur Detektion fehlerhafter Steckverbindungen kann mit diesem elektrischen Gerät insbesondere auf Grund der Masseleitung nicht realisiert werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kontakte der Steckverbindungselemente für die Ringleitung als nacheilende Kontakte ausgeführt sind. Solche nacheilenden Kontakte befinden sich im oberen Bereich des Steckverbindungselementes und kontaktieren hierdurch das Gegensteckerelement erst dann, wenn das Steckverbindungselement vollständig auf das Gegensteckerelement aufgeschoben ist.

Eine Überprüfung der Steckverbindungen während der Fertigung, des Betriebes oder bei der Reparatur des elektrischen Gerätes erfolgt vorzugsweise durch eine in das elektrische Gerät integrierte Steuer- und Messeinheit zur Überprüfung der Steckverbindungen. Die Ringleitung ist hierzu an den ersten Messpunkt über einen Widerstand mit einer Spannungsquelle und an dem zweiten Messpunkt mit dem Massepotential verschaltbar. Die Steuer- und Messeinheit ist dann in bekannter Weise zum Schalten mindestens eines der Messpunkte an die Spannungsquelle bzw. das Massepotential und zum Messen des Potentials an einem dritten Messpunkt der Ringleitung zur Überprüfung der Steckverbindungen ausgebildet. Die Potentialmessung kann zum Beispiel über einen Analog-Digital-Wandler erfolgen. Das Verschalten der Messpunkte an die Spannungsquelle oder vorzugsweise an das Massepotential kann mit einer Transistorschaltung durchgeführt werden. Vorzugsweise ist die Ringleitung dauerhaft über einen Widerstand an die Spannungsquelle geklemmt und die Ringleitung wird an dem anderen Messpunkt über eine Transistorschaltung mit der Masse verbunden.

In einer Weiterbildung der elektrischen Geräteeinheit kann ähnlich wie in der in dem US-Patent 5,783,926 beschriebenen identifizierungsvorrichtung mindestens ein Widerstand seriell in die Ringleitung eingeschaltet sein, wobei der mindestens eine Widerstand die Art der dem jeweiligen Widerstand zugeordneten Leiterplatte zur Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit kennzeichnet. Oftmals werden elektrische Geräteinheiten in einer Grundeinheit ausgeführt, die durch Anklemmen verschiedener Leiterplatten oder Komponenten an Steckverbindungselemente verschiedene Gerätevarianten bilden. Mit Hilfe des seriell in die Ringleitung eingeschalteten Widerstandes kann die Gerätevariante automatisch erkannt werden. Vorzugsweise ist die in die elektrische Geräteeinheit integrierte Steuer- und Messeinheit nicht nur zur Detektion fehlerhafter Steckverbindungen, sondern auch zur automatischen Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit durch Messung und Auswertung des Potentials der Ringleitung ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Ringleitung kann weiterhin zusätzlich als Datenverbindung zwischen den Leiterplatten während des Betriebs der elektrischen Geräteeinheit verwendet werden.

Aufgabe der Erfindung war es weiterhin, ein Verfahren zur Überprüfung von Steckverbindungen zur elektrischen Verbindung von Leiterplatten oder Komponenten zu schaffen, mit dem fehlerhafte Steckverbindungen während der Montage und auch im Betrieb leicht detektiert werden können.

Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst mit dem Schritt des Messens des Widerstandes oder Potentials zwischen zwei Messpunkten zur Detektion einer fehlerhaften Steckverbindung, wobei eine Ringleitung von dem ersten Messpunkt ausgehend über die Steckverbindungselemente und Leiterplatten und/oder Komponenten seriell zu dem zweiten Messpunkt verläuft.

Vorteilhafterweise erfolgt eine Detektion des Fehlerortes einer fehlerhaften Steckverbindung, wobei der gemessene Widerstand bzw. das Potential den Fehlerort kennzeichnet. Hierzu ist jeweils parallel zu den Anschlüssen der Ringleitung an ein Steckverbindungselement ein Widerstand geschaltet.

Eine automatische Detektion fehlerhafter Steckverbindungen erfolgt vorzugsweise durch Schalten des ersten Messpunktes über einen Widerstand an eine Spannungsquelle und des zweiten Messepunktes an Massepotential und durch Messen des Potentials an einem dritten Messpunkt der Ringleitung.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens sieht eine Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit durch Messen des Widerstandes zwischen zwei Messpunkten oder des Potentials an einem Messpunkt der Ringleitung vor. Hierzu ist mindestens ein Widerstand seriell in die Ringleitung eingeschaltet, der die Art der dem jeweiligen Widerstand zugeordneten Leiterplatte zur Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit kennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Skizze einer herkömmlichen elektrischen Geräteeinheit mit Leiterplatten und Steckverbindungselementen zwischen den Leiterplatten;
Fig. 2 Skizze einer erfindungsgemäßen elektrischen Geräteeinheit mit Leiterplatten und Steckverbindungselementen zwischen den Leiterplatten sowie eine Ringleitung;
Fig. 3 Skizze der elektrischen Geräteeinheit aus Fig. 2 mit parallelen Widerständen an den Steckverbindungselementen und einer integrierten Steuer- und Messeinheit;
Fig. 4 Skizze der elektrischen Geräteeinheit aus Fig. 3 mit zusätzlichem seriellen Widerstand in der Ringleitung zur Detektion der Konfiguration.
Die Fig. 1 lässt beispielhaft einen schematischen Aufbau eines elektrischen Gerätes in der Ausführungsform eines Autoradios erkennen, das aus mehreren Leiterplatten 1 bis 5 besteht, die über Steckverbindungselemente 6, 7, 8 und 9 miteinander elektrisch verbunden sind. Die Leiterplatten sind zum Beispiel eine Anschlußleiterplatte 1, eine Hauptleiterplatte 2, eine Tunerleiterplatte 3, eine Netzteilleiterplatte 4 und eine Kappenmodul-Leiterplatte 5. Die Anschlußleiterplatte 1 ist über Steckverbindungselemente 6 mit der Hauptleiterplatte 2 verbunden. Diese ist wiederum über die Steckverbindungselemente 7 mit der Tunerleiterplatte 3 und über das Steckverbindungselement 8 mit der Netzteilleiterplatte 4 sowie über die Steckverbindungselemente 9 mit der Kappenmodul-Leiterplatte 5 verbunden. Die Steckverbindungselemente 10 dienen zum Beispiel in Verbindung mit einer Folienleiterbahn 11 zum Anschluß der Anschlußleiterplatte 1 mit einer externen Komponente 12, wie zum Beispiel einem Datenträgerlaufwerk, wie zum Beispiel ein Compact Disc (CD)-Laufwerk, ein Digital Versatile Disc (DVD)-Laufwerk etc.
Die externe Kontaktierung des elektrischen Gerätes, zum Beispiel mit einem Kraftfahrzeug erfolgt über den Anschlußkasten 13 mit weiteren Steckverbindungselementen.
Bei diesem herkömmlichen Aufbau eines elektrischen Gerätes besteht keine Möglichkeit zur automatischen Überprüfung der Steckverbindungselemente 6 bis 10. Es kann lediglich während der Montage eine Sichtkontrolle erfolgen. Der eigentliche Test der Verbindungstechnik erfolgt am Ende des Fließbandes durch Funktionsprüfung des fertig montierten Gesamtgerätes und ist somit von der Qualität und Tiefe der Prüfroutine abhängig.
Die Fig. 2 lässt ein erfindungsgemäßes elektrisches Gerät erkennen, dessen grundlegender Aufbau dem in der Fig. 1 skizzierten Gerät entspricht. Erfindungsgemäß ist eine Ringleitung 14 vorgesehen, die alle Leiterplatten 1 bis 5 über die jeweils äußeren Kontakte 1 und N der N- poligen Steckverbindungselemente 6 bis 10 in einer Ringtopologie verschaltet. Durch die Wahl der äußeren Kontakte der Steckverbindungselemente 6 bis 10 wird die ordnungsgemäße Kontaktgabe über alle Kontakte sichergestellt, insbesondere, wenn die Steckverbindungselemente 6 bis 10 verkantet sind. Bei Steckverbindungselementen 6 bis 10 mit großen geometrischen Ausmaßen werden vorzugsweise beliebige Kontakte innerhalb der Geomtrie des Stecksystems in die Ringleitung 14 einbezogen, so dass auch eine nicht erfolgte Kontaktierung durch Durchbiegung etc. sicher erkannt wird.
Wie in der Fig. 2 zu erkennen ist, beginnt die Ringleitung 14 an dem Kontakt 15 des Anschlußkastens 13 auf der Anschlussleiterplatte 1 und wird über den äußeren Kontakt N des Steckverbindungselementes 6 auf die Hauptleiterplatte 2 geführt. Von dort wird die Ringleitung 14 über den äußeren Kontakt 1 des Steckverbindungselementes 9 und eine Kurzschlußbrücke 16 auf der Kappenmodul-Leiterplatte 5 und über den äußeren Anschluß N des Steckverbindungselementes 9 wieder auf die Hauptleiterplatte 2 zurückgeführt. Von dort wird die Ringleitung 14 über den äußeren Anschluß N des Steckverbindungselementes 8 und eine weitere Kurzschlußbrücke 17 auf der Netzteilleiterplatte 4 und den äußeren Kontakt 1 des Steckverbindungselementes 8 wieder auf die Hauptleiterplatte 2 zurückgeführt. Die Ringleitung 14 wird in entsprechender Weise über den äußeren Kontakt N des Steckverbindungselementes 7, eine Kurzschlußbrücke 18 auf der Tunerleiterplatte 3 und den äußeren Kontakt 1 des Steckverbindungselementes 7 wieder zur Hauptleiterplatte 2 geführt. Von dort verläuft die Ringleitung 14 über die äußeren Kontakte 1 des Steckverbindungselementes 6 auf die Anschlußleiterplatte 1. Über das Steckverbindungselement 10 und die Folienleiterbahn 11 kann eine externe Komponente 12, wie zum Beispiel ein Datenträgerlaufwerk angeschlossen sein. Wiederum ist eine Kurzschlußbrücke 19 in die Verdrahtung einbezogen, so dass die Ringleitung 14 von dem äußeren Anschluß N des Steckverbindungsefementes 19 über die Folienleiterbahn 11 und den äußeren Kontakt 1an den Kontakt 20 am Anschlußkasten 13 der Anschlußleiterplatte 1 zurückgeführt wird und dort endet.
An dem Steckverbindungselement 6 sind zwei Messpunkte 21 und 22 vorgesehen, so dass bei der Vormontage der Hauptleiterplatte 2 mit der Tunerleiterplatte 3, der Netzteilleiterplatte 4 und der Kappenmodul- Leiterplatte 5 bei einer korrekten Steckung aller Steckverbindungselemente 6 bis 9 zwischen den Messpunkten 21 und 22 eine niederohmige Verbindung zu messen sein muss. Liegt ein hochohmiger Wert vor, so ist eine der Steckverbindungen 6 bis 9 nicht ordnungsgemäß ausgeführt.
Wird in einem weiteren Montageschritt die Anschlußleiterplatte 1 über das Steckverbindungselement 6 mit der Hauptleiterplatte 2 verbunden und die externe Komponente 12 über die Folienleiterbahn 11 mit dem Steckverbindungselement 10 auf der Anschlussleiterplatte 1 kontaktiert, so ist bei fehlerfreien Steckverbindungen die niederohmige Verbindung zwischen den Kontakten 15 und 20 am Anschlußkasten 13 der Anschlussleiterplatte 1 zu messen.
Auf diese Weise kann während der Montage schrittweise die Qualität der Steckverbindungen überprüft werden.
Die Fig. 3 lässt eine Weiterbildung des elektrischen Gerätes aus der Fig. 2 erkennen, wobei jeweils zwischen den Anschlußkontakten 1 und N der Ringleitung 14 an ein Steckverbindungselement 7, 8, 9 und 10 ein Widerstand 23, 24, 25 und 26 parallel zur entsprechenden Kurzschlußbrücke 18, 17, 16 und 19 geschaltet ist. Ausgehend von einem Messpunkt, zum Beispiel am Kontakt 20 am Anschlusskasten 13 sind die Widerstände 23 bis 26 so dimensioniert, dass der nachfolgende Widerstand doppelt so groß, wie der vorhergehende Widerstand ist. Zum Beispiel wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel für den Widerstand 26 ein Wert von 10 kOhm gewählt. Der Widerstand 23 hat dann einen Wert von 20 kOhm, der Widerstand 24 einen Wert von 40 kOhm und Widerstand 25 einen Wert von 80 kOhm. Der Gesamtwiderstand der Kette auf der Hauptleiterplatte 2 beträgt dann 140 kOhm.
Bei der Vormontage der Hauptleiterplatte 2 ist zunächst zwischen den Messpunkten 21 und 22 ein Widerstand von 140 kOhm aus der Reihenschaltung der Widerstände 23, 24 und 25 zu messen. Wird in einem ersten Montageschritt die Tunerleiterplatte 3 über das Steckverbindungselement 7 an die Hauptleiterplatte 2 gesteckt, so wird über die Kurzschlußbrücke 18 der Tunerleiterplatte 3 der Widerstand 23 kurz geschlossen, so dass zwischen den Messpunkten 21 und 22 ein Widerstandswert von 120 kOhm gemessen wird. Durch Montage der Netzteilleiterplatte 4 und einen entsprechenden Kurzschluß des Widerstands 24 durch die Kurzschlußbrücke 17 auf der Netzteilleiterplatte 4 reduziert sich der gemessene Wert auf 80 kOhm. Nach ordnungsgemäßer Montage der Kappenmodul-Leiterplatte 5 und dem Kurzschluß des Widerstands 25 durch die Kurzschlußbrücke 16 auf der Kappenmodul-Leiterplatte 5 ist schließlich zwischen den Messpunkten 21 und 22 ein Widerstandswert von 0 Ohm zu messen.
Auf diese Weise kann während der Montage nicht nur die ordnungsgemäße Vormontage überprüft, sondern auch der Ort eines Fehlers anhand des Widerstandswertes bestimmt werden. Nach Montage der Hauptleiterplatte 2 an die Anschlußleiterplatte 1 ist dann zwischen den Messpunkten 15 und 20 am Anschlußkasten 13 der Anschlussleiterplatte 1 der Widerstand 26 von 10 kOhm zu messen, der durch korrekte Montage der externen Komponente 12 über die Folienleiterbahn 11mittels der Kurzschlußbrücke 19 überbrückt wird. Der Messwert zwischen den Messpunkten 15 und 20 beträgt dann 0 Ohm.
Durch Herausführen der beschriebenen Ringleitung 14 an die Peripherie des elektrischen Gerätes kann die Verbindungstechnik innerhalb der Komponenten im montierten Zustand zu jedem Zeitpunkt von außen überprüft werden.
Zudem kann durch die entsprechende Dimensionierung der in die Ringleitung 14 integrierten Widerstände 23 bis 26 der Ort einer nicht korrekt ausgeführten Kontaktierung ermittelt werden. Zum Beispiel liegt in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel bei einem Messwert von 80 kOhm zwischen den Klemmen 15 und 20 am Anschlußkasten 13 der Anschlussleiterplatte 1 ein Fehler am Steckverbindungselement 9 zwischen der Hauptleiterplatte 2 und der Kappenmodul- Leiterplatte 5 vor.
Aus der Fig. 3 ist weiterhin eine Steuer- und Messeinheit 27 mit einem Analog-Digital-Wandler integriert. Die Ringleitung 14 wird über einen Widerstand 28 im Bereich des Messpunktes 22 auf eine Spannung von zum Beispiel 5 Volt gelegt.
Das andere Ende der Ringleitung 14 ist über den Transistor 29 und einem Strombegrenzungswiderstand 30 mit Massepotential verbindbar. Die Ansteuerung des Transistors 29 erfolgt über die Steuer- und Messeinheit 27. Bei fehlerfreien Steckverbindungen liegt das Eingangspotential am Analog-Digital-Wandler 31 der Steuer- und Messeinrichtung 27 auf einem Potential zwischen 0 und etwa 0,7 Volt, das sich durch den Strombegrenzungswiderstand 30 und einen Transistor 32 einstellt. Sofern eine der Steckverbindungen im System nicht korrekt ausgeführt ist, ergibt sich eine Spannungsteilung am Analog-/Digital-Wandler 31 durch den Widerstand 28 mit der Reihenschaltung der gegebenenfalls nicht kurz geschlossenen Widerstände 23 bis 26. Liegt das Potential am Analog-/Digital-Wandler 31 höher als die angeschlossene Spannung von zum Beispiel 5 Volt oder auf Masse, so sind die Kontakte 15 und 20 am Anschlußkasten 13 der Anschlußleiterplatte 1 fehlerhaft mit Batteriespannung oder Massepotential verbunden.
Sofern das andere Ende der Ringleitung 14 über den Transistor 29 nicht an Masse gelegt ist, sondern sich im Ruhezustand befindet, wird von dem Analog-/Digital-Wandler 31 ein Potential der angeschlossenen Spannungsquelle von zum Beispiel 5 Volt gemessen.
Die Fig. 4 lässt die elektrische Geräteeinheit aus der Fig. 3 erhennen, wobei zusätzlich ein Widerstand 33 seriell in die Kurzschlußbrücke 16 auf der Kappenmodul-Leiterplatte 5 in die Ringleitung 14 eingeschaltet ist. Der Widerstand 33 ist so dimensioniert - vorzugsweise niederohmig, zum Beispiel 80 Ohm -, so dass er sich stark von dem hochohmigen Widerstand 25 unterscheidet, der parallel zu dem entsprechenden Steckverbindungselement 9 geschaltet ist. Der Widerstand 33 dient zur Kennzeichnung der Art der zugeordneten Leiterplatte - hier Kappenmodul-Leiterplatte 5. In vielen Anwendungen besteht nämlich die Forderung nach Gerätevarianten für ein Grundgerät, zum Beispiel bezüglich des Anschlusses verschiedener Komponenten oder Kappenmodul-Leiterplatten 5 mit farblich unterschiedlichen Tastenbeleuchtungen etc. Bei der dargestellten Ausführungsform kann beim Abgleich und/oder dem Laden von Betriebssystemsoftware in der Fertigung, Prüfung etc. die Gerätevariante anhand des Widerstands 33 automatisch erkannt werden. Der Wert des Widerstands 33 ist bei der vorher beschriebenen Vormontage zwischen den Messpunkten 21 und 22 oder den Messpunkten und an den Kontakten 15 und 20 am Anschlusskasten 13 messbar. Über die Messung des Potentials am Analog-/Digital-Wandler 31 ist ebenfalls die Erkennung der Gerätevariante und die Ausführung geräteinterner Einstellungen in Abhängigkeit der erkannten Gerätekonfiguration möglich.
Der Anschluss der Ringleitung 14 an die Steckverbindungselemente 6 bis 10, zum Beispiel an den äußeren Kontakten 1 und N erfolgt vorzugsweise mit nacheilenden Kontakten, so dass sichergestellt wird, dass durch die bei nacheilenden Kontakten erforderliche Eintauchtiefe des Steckverbindungselementes 6 bis 10 in den Gegenstecker alle Kontakte der Steckverbindung in Ordnung sind, wenn ein korrekter Messwert ermittelt wird. Zudem können flexible N-polige Verbindung, insbesondere Folienverbinder als Steckverbindungselemente verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Prüfkonzepts mit Hilfe einer Ringleitung 14 besteht in der Möglichkeit der parallelen Verwendung der Ringleitung 14 innerhalb des Systems auch zum Datenaustausch zwischen einzelnen Komponenten innerhalb des elektrischen Gerätes. Zum Beispiel kann ein herkömmliches bidirektionelles Ein- Leitungsinterface, das unter der Bezeichnung K-Leitung-Interface bekannt ist, mit der Ringleitung 14 zusätzlich realisiert werden.

Claims

1. Elektrische Geräteeinheit mit mindestens einer Leiterplatte (1, 2, 3, 4, 5) und Steckverbindungselementen (6, 7, 8, 9, 10) zur erlektrischen Verbindung der mindestens einen Leiterplatte (1-5) mit anderen Leiterplatten (1-5) oder Komponenten (12), gekennzeichnet durch eine durchgehende Ringleitung (14) zwischen zwei Messpunkten (15, 20, 21, 22), wobei die Ringleitung (14) von einem Messpunkt (15) ausgehend über die Steckverbindungselemente (6-10) und Leiterplatten (1-5) seriell zu dorn zweiten Messpunkt (20) verläuft und eine fehlerhafte Steckverbindung zwischen den Messpunkten (15 + 20 bzw. 21 + 22) durch eine Widerstandsänderung der Ringleitung (14) messbar ist.

2. Elektrische Geräteeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Anschlüssen der Ringleitung (14) an jeweils einem Steckverbindungselement (6-10) jeweils ein Widerstand (23-26) parallel geschaltet ist.

3. Elektrische Geräteeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Widerstand (23-26) so bemessen ist, dass der Ort einer fehlerhaften Steckverbindung mittels des an dem Messpunkt anliegenden Widerstandes (23-26) der Ringleitung (14) bestimmbar ist.

4. Elektrische Geräteeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von den Messpunkten (15, 20, 21, 22) der Widerstand (23-26) an einem nachfolgenden Steckverbindungselement (6-10) doppelt so groß ist, wie der Widerstand (23-26) an dem vorhergehenden Steckverbindungselement (6-10).

5. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte der Steckverbindungselemente (6-10) für die Ringleitung (14) als nacheilende Kontakte ausgeführt sind.

6. Elektrische Geräteeinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Steuer- und Messeinheit (27) zur Überprüfung der Steckverbindungen (6-10), wobei die Ringleitung (14) an dem ersten Messpunkt (15) über einen Widerstand (28) mit einer Spannungsquelle und an dem zweiten Messpunkt (20) mit dem Massepotential verschaltbar ist und die Steuer- und Messeinheit (27) zum Schalten mindestens eines der Messpunkte (15, 20) an die Spannungsquelle bzw. das Massepotential und zum Messen des Potentials an einem dritten Messpunkt (22) der Ringleitung zur Überprüfung der Steckverbindungen (6-10) ausgebildet ist.

7. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Widerstand (33) seriell in die Ringleitung (14) eingeschaltet ist und der mindestens eine Widerstand (33) die Art der dem jeweiligen Widerstand (33) zugeordneten Leiterplatte (1-5) zur Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit kennzeichnet.

8. Elektrische Geräteeinheit nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Messeinheit (27) zur automatischen Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit mittels Messung des Potentials der Ringleitung (14) aus gebildet ist.

9. Elektrische Geräteeinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zur zusätzlichen Nutzung der Ringleitung (14) als Datenverbindung zwischen den Leiter platten.

10. Verfahren zur Überprüfung von Steckverbindungen (6-10) zur elektrischen Verbindung von Leiterplatten (1-5) oder Komponenten (12), gekennzeichnet durch Messen des Widerstandes oder Potentials zwischen zwei Messpunkten (15 + 20 bzw. 21 + 22) zur Detektion einer fehlerhaften Steckverbindung (6-10), wobei eine Ringleitung (14) von dem ersten Messpunkt (15) ausgehend über die Steckverbindungselemente (6-10) und Leiterplatten (1-5) und/oder Komponenten (12) seriell zu dem zweiten Messpunkt (20) verläuft.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei jeweils parallel zu den Anschlüssen der Ringleitung (14) an ein Steckverbindungselement (6-10) ein Widerstand (23-26) geschaltet ist, gekennzeichnet durch Detektion des Fehlerortes einer fehlerhaften Steckverbindung, wobei der gemessene Widerstand bzw. das Potential den Fehlerort kennzeichnet.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einem Messpunkt (15) der Widerstand (23-26) an einem nachfolgenden Steckverbindungselement (6-10) doppelt so groß ist, wie der Widerstand (23-26) an dem vorhergehenden Steckverbindungselement (6-10).

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch
Schalten des ersten Messpunktes (15) über einen Widerstand (28) an einer Spannungsquelle und des zweiten Messpunktes (20) an Massepotential, und
Messen des Potentials an einem dritten Messpunkt (22) der Ringleitung (14) zur Überprüfung der Steckverbindungen (6-10).

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch Detektion der Konfiguration der elektrischen Geräteeinheit durch Messen des Widerstandes zwischen zwei Messpunkten (15 + 20 bzw. 21 + 22) oder des Potentials an einem Messpunkt (22) der Ringleitung (14), wobei mindestens ein Widerstand (33) seriell in die Ringleitung (14) eingeschaltet ist und die Art der dem jeweiligen Widerstand (33) zugeordneten Leiterplatte (1-5) kennzeichnet.