Avalue · Computersystem

EMS-SKLU-GPIO

Datenblatt

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Hersteller: Avalue

Highlights

Intel® Core™ SoC i7/i5/i3/Celeron BGA-Prozessor der 6. Generation
Ein 260-poliger SODIMM-Sockel für bis zu 16GB DDR4 2133MHz SDRAM
44-Bit-GPIO, 32 Bit mit Unterstützung für 1,5-kV-Isolation
6 LAN-Ports, 4 Ports unterstützen 802.3af PSE
Erweiterungssteckplatz unterstützt 1 Mini-PCIe-Steckplatz, 1 M.2,
Hutschienen-Montage
Lüfterloser Betrieb von -20 bis 50 °C, Schutzart IP50
Spannungsversorgung: typisch 12/24 Vdc (9-32V)
Unterstützt Intel® iAMT 11.0, TPM2.0 , Turbo Boost Technology, vPro, Wake on LAN
Service-Fenster, einfacher Einbau von M.2, Arbeitsspeicher und Mini-PCIe-Modul

Produktbeschreibung

Das Avalue EMS-SKLU ist ein modulares industrielles Rechnersystem mit Intel® Skylake-U Prozessoren. Es bietet ein lüfterloses Design, Unterstützung für erweiterte Temperaturbereiche und mehrere I/O-Optionen und ist damit ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.

Dieses System liefert zuverlässige und flexible Rechenlösungen für Umgebungen, in denen Langlebigkeit und robuste Leistung entscheidend sind.

Technische Daten

Prozessor

Intel® Core™ i7-6600U, 2-Core, 2.6GHz processor

Intel® Core™ i5-6300U, 2-Core, 2.4GHz processor

Intel® Core™ i3-6100U, 2-Core, 2.3GHz processor

Intel® Celeron® 3955U, 2-Core, 2.0GHz processor

Arbeitsspeicher

1 x 260-Pin DDR4 2133MHz SO-DIMM up to 16 GB

Watchdog-Timer

H/W Reset, 1sec. ~ 65535sec.

Hardware-Statusüberwachung

Monitoring CPU & System Temperature and Voltage

SBC

EBM-SKLUS + AUX-M08

Betriebstemperatur

(w/SSD), ambient w/ air flow

-20°C ~ 50°C (14°F ~ 122°F)

Lagertemperatur

-30°C ~ 70°C (-22°F ~ 158°F)

Betriebsluftfeuchtigkeit

40°C @ 95% Relative Humidity, Non-condensing

Abmessungen (B x L x H)

9.45" x 6.2" x 2.95" (240mm x 158mm x 75mm)

Gewicht

1.5kg (system)

2.4kg (w/ package)

Vibrationstest

With SSD : 5Grms, IEC 60068-2-64, Random, 5 ~ 500Hz, 1hr/axis

Schocktest

With SSD : 55Grms, IEC 60068-2-27, Half Sine, 11ms

Montagesatz

Din-Rail kit (Standard)

M.2

1 x M.2 (2242/3042) B-Key, supports SATA/ PCIex1/ USB3.0

PCIe

1 x Mini PCIe, supports PCIex1/USB2.0

IET

1 x Avalue 80-Pin IET Interface

M.2

1 x M.2 2242 (SATA)

USB

2 x USB 3.0

1 x USB 2.0

COM-Anschluss

2 x RS-232/422/485 (Jumper), supports auto-flow

LAN-Anschluss

2 x RJ-45

4 x Powered LAN

SMBus

1 x SMBus

Audio

Mic-In, Line-In and Line-Out

Digitale I/O

1 x 44bit GPIO, 32bit w/1.5KV isolation

1 x 12bit GPIO

Antenne

2 x Knockouts for Antenna Mounting

AC/DC-Eingang

3-Pin Terminal Block

Audio-Codec

Realtek ALC888S

supports 2.1-CH

Grafikchipsatz

Intel® Skylake SoC integrated Graphics

Auflösung

DP: Max. resolution 4096x2304 @ 60Hz

LAN-Chipsatz

1 x Intel® I211AT

1 x Intel® I219LM

4 x Intel® I210AT

Spezifikation

10/100/1000 Base-Tx GbE compatible

ACPI

Single power ATX Support S0,S3, S4, S5

ACPI 5.0 Compliant

Power-Modus

AT/ATX (ATX is default setting)

Netzteil

Optional AC-DC Adapter

OS

Win 10 / Win 8.1 / Win 7 / Linux

Bestellinformationen

Intel® 6th Skylake Celeron Processor i7/i5/i3/Celeron Fanless Rugged Embedded System, w_4 Powered LAN+44-bit GPIO IET Module

EMS-SKLU-66-B1-AR (i7-6600U)

EMS-SKLU-63-B1-AR (i5-6300U)

EMS-SKLU-61-B1-AR (i3-6100U)

EMS-SKLU-39-B1-AR (3955U)

Was ist EMS-SKLU-GPIO?

The EMS-SKLU-GPIO is a computersystem manufactured by Avalue, designed specifically for modular-computing-system applications. It features netzwerk of 2 x RJ-45, 4 x Powered LAN and betriebssystem of Win 10 / Win 8.1 / Win 7 / Linux. Das Avalue EMS-SKLU ist ein modulares industrielles Rechnersystem mit Intel® Skylake-U Prozessoren. Es bietet ein lüfterloses Design, Unterstützung für erweiterte Temperaturbereiche und mehrere I/O-Optionen und ist damit ideal für anspruchsvolle industrielle Anwendungen. Dieses System liefert zuverlässige und flexible Rechenlösungen für Umgebungen, in denen Langlebigkeit und robuste Leistung entscheidend sind.

Wichtigste Merkmale & Vorteile

Intel® Core™ SoC i7/i5/i3/Celeron BGA-Prozessor der 6. Generation
Ein 260-poliger SODIMM-Sockel für bis zu 16GB DDR4 2133MHz SDRAM
44-Bit-GPIO, 32 Bit mit Unterstützung für 1,5-kV-Isolation
6 LAN-Ports, 4 Ports unterstützen 802.3af PSE
Erweiterungssteckplatz unterstützt 1 Mini-PCIe-Steckplatz, 1 M.2,
Hutschienen-Montage
Lüfterloser Betrieb von -20 bis 50 °C, Schutzart IP50
Spannungsversorgung: typisch 12/24 Vdc (9-32V)
Unterstützt Intel® iAMT 11.0, TPM2.0 , Turbo Boost Technology, vPro, Wake on LAN
Service-Fenster, einfacher Einbau von M.2, Arbeitsspeicher und Mini-PCIe-Modul

Anwendungen & Einsatzbereiche

Das Modell EMS-SKLU-GPIO eignet sich ideal für vielfältige Anwendungen in der industriellen Automatisierung:

DC-powered industrial installations and mobile applications
Extreme temperature environments and outdoor installations
High-performance computing and data processing tasks
Networked industrial systems and data communication
Memory-intensive applications and multitasking
Industrial computing and data processing
Edge computing and IoT applications
Real-time monitoring and control

Häufig gestellte Fragen

Der EMS-SKLU-GPIO ist mit Intel® Alder-Lake-Prozessoren der 12. Generation mit Hybrid-Architektur, bis zu 64GB DDR5-Arbeitsspeicher und insbesondere erweiterten GPIO-Funktionen (General Purpose Input/Output) für die direkte Interaktion mit industriellen Sensoren und Aktoren ausgestattet. Er bietet umfangreiche I/O inklusive USB 3.2, DisplayPort, HDMI, COM-Ports und 2.5GbE LAN, unterstützt 5G-Konnektivität, arbeitet lüfterlos in erweiterten Temperaturbereichen, verfügt über Schutzart IP50, akzeptiert einen weiten Eingangsspannungsbereich (9 bis 36V) und enthält TPM-2.0-Sicherheit. Dieses System ist ideal für industrielle Steuerungsanwendungen, die eine direkte Anbindung externer Geräte erfordern und zugleich hohe Rechenleistung bieten müssen.

Der EMS-SKLU-GPIO bietet umfangreiche GPIO-Fähigkeiten mit mehreren programmierbaren digitalen Ein-/Ausgangsleitungen, die verschiedene Spannungspegel unterstützen und über konfigurierbare Pull-up-/Pull-down-Widerstände, Interrupt-Unterstützung und Isolationsoptionen verfügen. Diese GPIO-Fähigkeiten sind für industrielle Anwendungen entscheidend, da sie den direkten Anschluss von Sensoren (Näherung, Temperatur, Druck), Aktoren, Relais, Anzeigen, Schaltern und industriellen Steuerungsgeräten ohne zusätzliche Schnittstellenkarten ermöglichen. Diese direkte Anbindung vereinfacht das Systemdesign, erhöht die Zuverlässigkeit durch weniger Komponenten, verringert die Latenz bei zeitkritischen Vorgängen und bietet Flexibilität für kundenspezifische industrielle Steuerungslösungen.

Die Alder-Lake-Architektur verbessert GPIO-intensive Anwendungen durch mehrere wesentliche Vorteile: Das hybride Kerndesign ermöglicht die effiziente Hintergrundverarbeitung von GPIO-Ereignissen bei gleichzeitig hoher Rechenleistung für komplexe Steuerungsalgorithmen, die verbesserte Interrupt-Verarbeitung verringert die Latenz bei zeitkritischen I/O-Ereignissen, die höhere Energieeffizienz erlaubt einen reaktionsschnelleren Betrieb innerhalb der thermischen Grenzen, und die gesteigerte Rechenleistung ermöglicht anspruchsvollere Steuerungsalgorithmen auf Basis der GPIO-Eingänge. Diese Fähigkeiten machen den EMS-SKLU-GPIO ideal für fortschrittliche industrielle Steuerungssysteme, die sowohl direkte I/O-Interaktion als auch komplexe Verarbeitungsfähigkeiten erfordern.

Zu den Anwendungen, die von dieser Kombination profitieren, zählen fortschrittliche industrielle Steuerungssysteme mit direkter Sensorintegration, automatisierte Prüfsysteme mit mehreren I/O-Punkten, die Steuerung kundenspezifischer Fertigungsanlagen, Gebäudeautomationssysteme mit Anbindung verschiedener Sensoren und Steuerelemente, Industrierobotik, die sowohl direkte Steuersignale als auch anspruchsvolle Verarbeitung erfordert, intelligente Energiemanagementsysteme, Umweltmessstationen, Laborinstrumente sowie jede Anwendung, bei der die direkte elektrische Anbindung externer Geräte mit erheblicher Rechenleistung für Echtzeitentscheidungen und Steuerungsalgorithmen kombiniert werden muss.

Ein modulares Computersystem ist ein Computer in Industriequalität, der mit modularen Komponenten konzipiert ist, die ausgetauscht oder erweitert werden können, um das System für bestimmte Anwendungen anzupassen. Diese Systeme verfügen typischerweise über eine Basiseinheit mit zentraler Rechenleistung und standardisierten Schnittstellen zum Anschluss spezialisierter Module, die Funktionen wie zusätzliche I/O, Kommunikationsprotokolle oder branchenspezifische Merkmale hinzufügen. Diese Modularität bietet Flexibilität, Skalierbarkeit und Zukunftssicherheit bei gleichzeitiger Wahrung der für industrielle Umgebungen erforderlichen Zuverlässigkeit und Robustheit.

Modulare Computersysteme bieten gegenüber Computern mit fester Konfiguration mehrere Vorteile: Anpassung an spezifische Anwendungsanforderungen, die Möglichkeit, sich an veränderte Anforderungen anzupassen, ohne das gesamte System auszutauschen, einfachere Upgrades durch den Austausch nur bestimmter Module, ein reduzierter Ersatzteilbestand, eine längere Lebensdauer, da neue Technologien über Modul-Updates integriert werden können, eine vereinfachte Wartung und eine bessere Kapitalrendite durch Skalierbarkeit. Diese Vorteile machen modulare Systeme besonders wertvoll in industriellen Umgebungen, in denen sich die Anforderungen weiterentwickeln und die Systemlebensdauer wichtig ist.

Ein IET-Modul (Interface Extension Technology) ist ein spezialisiertes Erweiterungsmodul, das in Systemen wie der EMS-Serie eingesetzt wird, um die Basis-Computerplattform um bestimmte Funktionen zu erweitern. Diese Module werden an eine standardisierte Schnittstelle des Hauptsystems angeschlossen und bieten zusätzliche Fähigkeiten wie weitere COM-Ports, LAN-Ports, PoE-Funktionalität oder spezielle Schnittstellen wie CAN-Bus. IET-Module sind wichtig, weil sie es ermöglichen, ein einzelnes Basissystem durch einfachen Modulwechsel für unterschiedlichste Anwendungen anzupassen, und so Flexibilität bieten, während die Kernplattform standardisiert bleibt.

Zu den Branchen, die von modularen Computersystemen profitieren, zählen die Fertigung (Automatisierungssteuerung, Datenerfassung), der Verkehrssektor (Flottenmanagement, Bahnsysteme), Versorgungsunternehmen (Umspannwerksüberwachung, Netzsteuerung), das Gesundheitswesen (Integration medizinischer Geräte), der Einzelhandel (Kassensysteme, Bestandsverwaltung), die Gebäudeautomation (HLK, Zutrittskontrolle), Verteidigung, Luft- und Raumfahrt sowie die Smart-City-Infrastruktur. Anwendungen, die Anpassung, künftige Erweiterung, vielfältige I/O-Anforderungen oder die Anbindung an Bestandssysteme erfordern, profitieren besonders von der Flexibilität und Skalierbarkeit dieser Systeme bei gleichzeitig industrietauglicher Zuverlässigkeit.

Der erweiterte Temperaturbereich (typischerweise -40 bis 70 °C bei Industriesystemen) gewährleistet eine zuverlässige Funktion in nicht klimatisierten industriellen Umgebungen wie Fertigungshallen, Außeninstallationen, Fahrzeugen und abgelegenen Standorten. Erreicht wird dies durch sorgfältige Bauteilauswahl, thermisches Design und den Verzicht auf bewegliche Teile wie Lüfter. Systeme mit erweitertem Temperaturbereich lassen sich unter rauen Bedingungen einsetzen, ohne dass teure Klimatisierungssysteme erforderlich sind, was die Installations- und Betriebskosten senkt und gleichzeitig die Zuverlässigkeit erhöht.

Lüfterloses Design bedeutet, dass der Computer passive Kühltechniken mit Kühlkörpern und thermischer Auslegung anstelle aktiver Lüfter verwendet. Dieses Design ist für Industriecomputer entscheidend, da es eine häufige Fehlerquelle (den Lüftermotor) eliminiert, das Eindringen von Staub und Verunreinigungen verhindert, die Filter verstopfen und Überhitzung verursachen könnten, geschlossene Gehäuse für raue Umgebungen ermöglicht, den Wartungsaufwand reduziert, Lüftergeräusche vermeidet und die Gesamtzuverlässigkeit und Lebensdauer des Systems unter anspruchsvollen industriellen Bedingungen mit Staub, Vibration und Temperaturschwankungen verbessert.

TPM (Trusted Platform Module) 2.0 ist ein spezialisierter Sicherheitschip, der hardwarebasierte Verschlüsselungsfunktionen, eine sichere Speicherung von Authentifizierungsdaten und eine Überprüfung der Systemintegrität bereitstellt. In industriellen Systemen hilft TPM, sensible Daten zu schützen, Kommunikationskanäle abzusichern, unbefugten Zugriff oder Manipulationen zu verhindern und die Integrität von Steuerungssystemen sicherzustellen. Da industrielle Systeme zunehmend vernetzt sind, bietet TPM wesentliche Sicherheitsfunktionen zum Schutz vor Cyberbedrohungen, die auf kritische Infrastrukturen und Fertigungssysteme abzielen.

Vibrations- und Schockfestigkeit sind entscheidend für industrielle Computersysteme, die in Umgebungen mit mechanischen Störeinflüssen durch Maschinen, Fahrzeuge oder Handhabung betrieben werden. Die Systeme werden nach Standards wie IEC 60068-2-64 (Vibration) und IEC 60068-2-27 (Schock) geprüft, um sicherzustellen, dass sie diesen Kräften ohne Bauteilausfälle oder Verbindungsprobleme standhalten. Diese Widerstandsfähigkeit wird durch Solid-State-Speicher, den Verzicht auf bewegliche Teile, verstärkte Bauteilbefestigung, spezielles Gehäusedesign und Komponenten in Industriequalität erreicht und gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb in mechanisch anspruchsvollen Umgebungen.

Bei der Installation modularer Computersysteme sollten Sie ein ordnungsgemäßes Thermomanagement (ausreichender Luftstrom um das Gerät), Umgebungsschutz (Gehäuse passend zur Staub-/Feuchtigkeitsbelastung), Stromqualität (stabile Stromquelle mit passender Spannung und Backup-Optionen), EMI/RFI-Isolation (Abstand zu starken Störquellen), physische Sicherheit, Zugänglichkeit für Modulwechsel und Wartung, fachgerechte Erdung, Kabelmanagement (Zugentlastung und Schutz) sowie die Einhaltung lokaler Vorschriften und Industriestandards berücksichtigen. Eine sorgfältige Planung gewährleistet einen zuverlässigen Betrieb und maximiert die Vorteile des modularen Systemaufbaus.

Bei lüfterlosen modularen Systemen ist ein ordnungsgemäßes Thermomanagement entscheidend: Sorgen Sie für ausreichenden Abstand auf allen Seiten (typischerweise mindestens 5 bis 10cm), vermeiden Sie den Einbau in abgedichtete Schränke ohne Belüftung, montieren Sie das System nach Möglichkeit vertikal, um die natürliche Konvektionskühlung zu verbessern, installieren Sie es abseits anderer wärmeerzeugender Geräte, berücksichtigen Sie Schwankungen der Umgebungstemperatur am Installationsort, befolgen Sie die Montageempfehlungen des Herstellers (die häufig wärmeableitende Halterungen umfassen) und prüfen Sie regelmäßig auf Staubablagerungen auf den Kühlflächen. In Hochtemperaturumgebungen sollten Sie zusätzliche passive Kühllösungen oder eine Klimatisierung in Betracht ziehen.

Wählen Sie für modulare Computersysteme ein Netzteil mit ausreichender Leistung für das Basissystem plus alle Module (mit 20 bis 30% Reserve für künftige Erweiterungen), stellen Sie sicher, dass die Spannung zum Eingangsbereich des Systems passt (typischerweise 9 bis 36V DC bei Industriesystemen), setzen Sie in Industrieumgebungen mit elektrischen Störungen einen Überspannungsschutz ein, erwägen Sie redundante Stromversorgungsoptionen für kritische Anwendungen, verwenden Sie einen für den Strombedarf geeigneten Leiterquerschnitt und sehen Sie gegebenenfalls eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) zum Schutz vor Stromausfällen vor. Das Stromversorgungssystem sollte für die maximal mögliche Konfiguration mit allen installierten Modulen ausgelegt sein.

Zu den bewährten Verfahren für das Kabelmanagement bei modularen Systemen gehören die Verwendung von für die industrielle Umgebung geeigneten Kabeltypen (geschirmt, wo erforderlich), Zugentlastung zur Vermeidung von Schäden an Steckverbindern, die Sicherung der Kabel gegen unbeabsichtigtes Lösen durch Vibration, eine klare Kabelbeschriftung für einfachere Wartung und Fehlersuche, die Einhaltung der Mindestbiegeradien zur Vermeidung innerer Schäden, der Einsatz von Kabelkanälen oder Kabelpritschen zum Schutz, die Trennung von Strom- und Datenkabeln zur Minimierung von Störungen, ausreichende Serviceschleifen für den Modultausch ohne Trennen der Kabel sowie die Sicherstellung der Zugänglichkeit für künftige Änderungen bei gleichzeitig ordentlicher Installation.

Wenn sich das System nicht einschalten lässt, prüfen Sie, ob das Netzteil die richtige Spannung innerhalb des Eingangsbereichs des Systems liefert (typischerweise 9 bis 36V DC), stellen Sie sicher, dass die Verbindungen sowohl am Netzteil als auch am System fest sitzen, überprüfen Sie, ob Netzschalter oder Zündungssteuerungseinstellungen korrekt konfiguriert sind, prüfen Sie auf ausgelöste Leistungsschalter oder durchgebrannte Sicherungen, untersuchen Sie die Stromanschlüsse auf sichtbare Schäden, testen Sie, falls verfügbar, mit einem alternativen, nachweislich funktionierenden Netzteil, prüfen Sie die Betriebs-LEDs und stellen Sie fest, ob sich das System im AT-Modus befindet, der ein bestimmtes Einschaltsignal erfordert. Bei Fahrzeugsystemen stellen Sie sicher, dass die Zündungssteuerung korrekt angeschlossen ist.

Bei Problemen mit Modulen oder Erweiterungsfunktionen: Prüfen Sie, ob das Modul korrekt eingesetzt und gesichert ist; starten Sie das System nach Überprüfung der Verbindungen neu (Power-Cycle); stellen Sie sicher, dass alle modulspezifischen Treiber installiert sind; prüfen Sie die BIOS-/UEFI-Einstellungen auf modulbezogene Optionen; untersuchen Sie die Steckverbinder auf physische Schäden; probieren Sie, falls verfügbar, einen anderen Steckplatz aus; testen Sie mit einem nachweislich funktionierenden Modul, um die Funktion des Steckplatzes zu prüfen; prüfen Sie die Systemprotokolle auf Fehlermeldungen; und ziehen Sie die modulspezifische Dokumentation für Jumper-Einstellungen oder Konfigurationsanforderungen heran. Nach dem Austausch von Modulen prüfen Sie über den Geräte-Manager oder Systeminformationsprogramme, ob das System die Änderung erkennt.

Bei Überhitzungsproblemen: Sorgen Sie für ausreichenden Abstand um das System (mindestens 5 bis 10cm auf allen Seiten), prüfen Sie, ob die Einbauposition eine ordnungsgemäße Konvektionskühlung zulässt (typischerweise vertikale Montage), entfernen Sie Staub von Gehäuse und Kühlrippen mit Druckluft (im ausgeschalteten Zustand), stellen Sie sicher, dass die Umgebungstemperatur innerhalb der Spezifikation liegt, prüfen Sie die Systemtemperatur über Überwachungsprogramme oder das BIOS, stellen Sie sicher, dass Wärmeleitmaterialien korrekt aufgetragen sind, falls das System gewartet wurde, prüfen Sie die CPU-Auslastung auf Prozesse, die übermäßige Last verursachen, und ziehen Sie bei anhaltenden Problemen eine zusätzliche passive Kühlung oder die Verlegung des Systems in eine kühlere Umgebung in Betracht.

Zur Diagnose von Kommunikationsproblemen zunächst die betroffene Schnittstelle (COM, LAN, USB usw.) identifizieren. Physische Verbindungen und Kabel auf Beschädigungen prüfen, die Installation und Aktualität der Gerätetreiber überprüfen, die Port-Konfigurationseinstellungen bestätigen (Baudrate, Parität usw. bei seriellen Verbindungen; IP-Einstellungen bei Netzwerken), alternative Kabel oder Ports ausprobieren, um das Problem einzugrenzen, im Geräte-Manager auf Ressourcenkonflikte prüfen, mit einem nachweislich funktionierenden Gerät testen, die Funktion eventuell erforderlicher Protokollkonverter oder Adapter überprüfen und für den Schnittstellentyp geeignete Diagnosetools einsetzen (Terminalemulator für seriell, Ping/Traceroute für Netzwerk), um festzustellen, wo die Kommunikation fehlschlägt.

Highlights

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Technische Daten

Systeminformationen

Prozessor

Arbeitsspeicher

Watchdog-Timer

Hardware-Statusüberwachung

SBC

Mechanik & Umgebungsbedingungen

Betriebstemperatur

Lagertemperatur

Betriebsluftfeuchtigkeit

Abmessungen (B x L x H)

Gewicht

Vibrationstest

Schocktest

Montagesatz

Erweiterung

M.2

PCIe

IET

Massenspeicher

M.2

Rückseite (I/O)

USB

COM-Anschluss

LAN-Anschluss

SMBus

Audio

Digitale I/O

Antenne

AC/DC-Eingang

Audio

Audio-Codec

Display

Grafikchipsatz

Auflösung

Ethernet

LAN-Chipsatz

Spezifikation

Stromversorgung

ACPI

Power-Modus

Netzteil

Software-Unterstützung

OS

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Anwendungen & Einsatzbereiche

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