Für draußen
Wenn von ruggedized Notebooks die Rede ist, lohnt es sich genau hinzuschauen, welche Normen das Gerät erfüllt. Denn für den Einsatz unter erschwerten Bedingungen sind sie von maßgeblicher Bedeutung - schon allein aus versicherungstechnischen Gründen.
- Peter Köhler
- Ralph Hülsenbusch
Wenn von ruggedized Notebooks die Rede ist, lohnt es sich genau hinzuschauen, welche Normen das Gerät erfüllt. Denn für den Einsatz unter erschwerten Bedingungen sind sie von maßgeblicher Bedeutung – schon allein aus versicherungstechnischen Gründen.
Mobilität hat inzwischen dazu geführt, dass vor allem die Front-End-Systeme in der IT das geschützte Haus verlassen. Damit sind sie Umweltbedingungen ausgesetzt, die der Elektronik und der Mechanik leicht Schaden zufügen können. Für die extremen Fälle gibt es Normen (siehe den Artikel Werfen und tauchen), aber bereits beim alltäglichen Einsatz wachsen dank der Verbreitung drahtloser Verbindungen die Ansprüche an Unempfindlichkeit gegen Stöße, Stürze und andere Missliebigkeiten.
Deshalb taucht bei vielen Notebook-Herstellern das Schlagwort "ruggedized" auf, was übersetzt "widerstandsfähig" oder "für höhere Belastung ausgelegt" heißt. Im Englischen spricht man in dem Zusammenhang auch von "Toughbooks" und liest das Kürzel ATG (All Terrain Grade). Das Spektrum der Widerstandsfähigkeit beginnt bei einfachen Auspolsterungen und kann so weit gehen, wie es die Methode 520.2 des US-amerikanischen Militärstandards MIL-STD-810F fordert: Ein Laptop muss nach einem Schusswechsel mit kleinkalibrigen Projektilen funktionstüchtig bleiben.
Im Grunde geht es nur darum, dass solche Geräte Eigenschaften besitzen, die sie gegen "rough use" (raue Einsatzbereiche) oder "rough environment" (raue Umgebungsbedingungen) schützen. Jeder Hersteller definiert die Begriffe und die damit verbundenen Eigenschaften anders. Da liest und hört man von "ruggedized", "business ruggedized", "semi-rugged", "fully rugged" und "ultra rugged". All das verwirrt mehr, als das es jemandem hilft, sich für das Richtige zu entscheiden. Das führt zu der Frage, welche Klassifizierung Laptops haben müssen, um sich mit der Silbe "rugged" schmücken zu dürfen.
Mehr oder weniger "ruggedized"
Semi-ruggedized oder halbwegs unverwüstlich klingt nicht nur halbherzig, sondern ist es auch: Es handelt sich um Notebooks von der Stange (off-the-shelf) mit zusätzlichen Schutzmaßnahmen [1]. Die technischen Innereien sind mit einer Gummi- oder Kunststoffschicht gepolstert und das Gehäuse ist aus einem belastbaren Material. Die Abstufungen von ruggedized, wie semi-rugged oder ultra rugged vermitteln kaum einen Eindruck von der Widerstandsfähigkeit der Geräte – die folgende Tabelle mag Anhaltspunkte darüber geben, welche Eigenschaften in etwa mit den Bezeichnungen in Verbindung stehen (sollten).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Beim Design widerstandsfähiger Systeme für den rauen Alltag ergreifen die Entwickler spezielle oder zusätzliche Maßnahmen bei bestimmten Baugruppen: in erster Linie bei Tastatur, Bildschirm, Gehäuse, Festplatten und Kühlung. Das Gehäuse besteht zum Teil, etwa bei der Einfassung des Bildschirms, oder ganz aus gehärteten Metallen, zum Beispiel aus einer beständigen und leichten Aluminium-Magnesium-Legierung. Magnesium hat den Vorteil, nicht nur leicht zu sein, sondern auch elektromagnetische Wellen abzuschirmen und eine gute akustische Dämpfung zu besitzen (Lärmreduzierung). Das führt aber bei ruggedized Laptops zu einem höheren Gewicht als bei denen mit Plastikgehäuse. Dafür halten sie aber mehr aus. Außerdem verwenden einige Hersteller eine besonders strapazierfähige Lackierung.
Starke Sonneneinstrahlung kann die interne Temperaturregelung des Laptops zu ungeahnten Höchstleistungen treiben, deswegen sind Farben sinnvoll, die Wärmestrahlung reflektieren. Gegen Stöße von außen haben sich Gehäuse mit Gummipuffern an den Ecken bewährt. Zusätzlich können die Gehäuse versiegelt sein, damit Staub, Feuchtigkeit oder ein kurzzeitiges Eintauchen in geringer Wassertiefe keine Schäden verursachen. Das hat aber zur Folge, dass nur ausgebildete Spezialisten die Gehäuse öffnen dürfen, um Erweiterungen einzubauen oder Teile auszutauschen. Die Garantie für die Dichtigkeit gilt nur, wenn das Gerät fachgerecht verschlossen ist.
Sämtliche von außen zugänglichen Anschlüsse sind bei den besseren Notebooks meist mit Gummiabdeckungen geschützt. Wenn die nicht zusätzlich gesichert sind, können sie schnell verloren gehen. Zudem altert das Material je nach Mischung mehr oder weniger schnell. Wird es brüchig, ist es mit dem Schutz vorbei. Ein mehrmaliger Sturz eines ruggedized Laptops aus geringer Höhe sollte zu keinerlei Fehlfunktionen führen, es kann aber zu Rissen im Gehäuse kommen [1].
Wenn Notebooks baden gehen
Normalerweise verliert ein Gerät seine Dichtigkeit, wenn Kabel eingesteckt sind. Dafür bieten Firmen wie Acturion spezielle wasserdichte Boxen an, an die sich fast alle gängigen Peripheriegeräte anschließen lassen.
Wundester Punkt bei Notebooks ist die Tastatur. Direkt unter ihr liegt das Motherboard. Nur ein Tropfen kann genügen, und die Elektronik versagt, schlimmstenfalls kommt es zu einem Kurzschluss. Deshalb gehen einige Konstrukteure dazu über, eine Wanne unter der Tastatur anzubringen, die eventuell eingedrungene Flüssigkeit auffängt und gezielt ableitet. Allerdings ist das Fassungsvermögen des Behälters gering, bei Mengen von mehr als 20 ml kann es zur Überflutung kommen. Läuft die Flüssigkeit wie bei Lenovos Thinkpad nach unten ab, bildet der Wasserfilm unter dem Notebook die nächste Gefahrenquelle. Die Flüssigkeit droht, von unten durch Öffnungen ins Gerät einzudringen oder am Anschluss für die Dockingstation einen Kurzschluss zu verursachen. Man sollte, wenn ein Malheur passiert ist, sofort reagieren und Gegenmaßnahmen ergreifen: Das Notebook wegheben, sofort ausschalten, den Akku entfernen und warten, bis wirklich alles getrocknet ist.
Nur bei besonders robusten Notebooks sind Tastatur und das Gehäuse darunter komplett versiegelt, meist durch spezielle, elastische Schutzfolien über der Tastatur, die selbst starkem Regen trotzen können. Dazu gehört aber ein Rundumschutz des Gerätes. Zwar kann man solche Folien nachrüsten, was vor allem in unreinen Umgebungen wie in Werkstätten sinnvoll ist, gewinnt aber damit keinen Schutz vor Feuchtigkeit.
Flüssigkeit im Kreislauf kühlt
Da bei ruggedized Notebooks nichts von außen eindringen darf, gibt es keine Lüftungsschlitze. Stattdessen dient das gesamte Gehäuse als Kühlkörper. Im Innern verteilen sogenannte Heatpipes (Wärmerohr) die Hitze gleichmäßig über das Metallgehäuse. Das Prinzip hat sich seit Langem in der Raumfahrt, zum Beispiel bei Satelliten, bewährt. Es funktioniert ähnlich wie ein Zentralheizung, indem eine Hitzequelle, etwa die CPU, in einer Röhre Kühlflüssigkeit (meist flüssige Gase wie Helium, Nitrogen, Stickstoff oder Alkohole wie Methanol, Ethanol) verdampft, die am anderen Ende der Pipe in kälteren Bereichen, etwa am Gehäuse, kondensiert und dabei die Wärme abgibt.
Geschlossenes System: Kühlung mit Heatpipes (Wärmerohr) sorgt für den Wärmetransport. Als Kühlkörper dient bei ruggedized Notebooks das gesamte Gehäuse.
Grundsätzlich gibt es zwei Heatpipe-Arten: senkrecht stehende, die für den Rückfluss die Schwerkraft nutzen, und waagerecht montierte, bei denen die Kapillarkraft den Rücktransport der Kühlflüssigkeit bewirkt.
Für Systeme, die in Umgebungen unter null Grad bis zu -20 Grad noch laufen sollen, gibt es spezielle Umbauten (HDD heating), die vor allem die Festplatte davor schützen, festzufrieren. Um die empfindliche Oberfläche der Magnetscheiben in Harddisks gegen Beschädigungen durch aufschlagende Schreib-/Leseköpfe zu schützen, gibt es mehrere Methoden: polstern oder die Köpfe in Sicherheit bringen. Bei der ersten montieren die Hersteller die Harddisk in einen Dämpfungsrahmen, um Erschütterungen und Vibrationen von der empfindlichen Mechanik fernzuhalten. "Fully-rugged"-Geräte haben oft eine Festplatte, die sich aus dem Computer entfernen lässt, bevor es zu extremen Vibrationen kommt. Die Laufwerke oder gar der ganze Laptop kommen in einen speziellen Transportbehälter (Transit Case), sollte es etwa mit einem Hubschrauber auf die Reise gehen. Oft sind Laptops oder Computersysteme in Flugzeugen, Helikoptern oder Panzern mit gepufferten Halterungen (ultra shock mount) befestigt. Bei der anderen Methode fahren die Plattenköpfe aus dem Gefahrenbereich, sobald ein Schocksensor eine plötzliche Beschleunigung meldet. Kehrt wieder Ruhe ein, arbeitet die Festplatte weiter.
Aufgeheizt: In dem Metallkäfig umschließen eine elektrische Heizung und Schaumgummi-Puffer die winzige 2,5 Zoll große SATA-Platte.
Wenn damit zu rechnen ist, dass Vibrationen oder mechanische Stöße das Maß überschreiten, das sich noch technisch bewältigen lässt, verwenden Anbieter heute Flashspeicher, die keine mechanischen Teile mehr enthalten. Zum positiven Effekt der Stoßfestigkeit kommen eine deutliche Verbesserung der Lese- und Schreibgeschwindigkeit sowie eine längere Akkulaufzeit hinzu, da das System wegen der fehlenden oder zu bewegender mechanischer Teile weniger Strom verbraucht. Der Temperaturbereich, in dem sich Flashspeicher nutzen lassen, liegt bei normaler Ausführung zwischen 0 und 70° Celsius. Besondere Ausführungen vertragen einen Bereich von -40° bis +85° Celsius. Außerdem sind Flashspeicher weitgehend unempfindlich gegen elektromagnetische Strahlung. Der Nachteil liegt in den hohen Kosten für große Speichervolumina.
Im Freien kann man bei intensiver Sonneneinstrahlung das Bild bei handelsüblichen LC-Displays kaum noch erkennen. Abhilfe schaffen Polarisationsfilter, die unter dem Namen "AllVue" bekannt sind. Draußen und beim Transport in vollen Taschen besteht zudem die Gefahr, dass das LCD durch mechanische Einwirkungen wie Druck oder Stöße Schaden nimmt. Davor kann eine stoßsichere durchsichtige Platte vor dem Bildschirm schützen, und das Flüssigkeitsdisplay kann zusätzlich in einen stoßdämpfenden Rahmen eingefasst sein.
Ein weiteres Manko neuer Geräte beim Einsatz im Freien besteht im hohen Stromverbrauch wegen der schnellen Prozessoren, großen Festplatten und Speicher sowie Wide-Screen-Bildschirme. Die Akkumulatoren halten nicht lang. Da im Freien in der Regel keine Steckdose in der Nähe ist, braucht man einen Zweitakku. Unter belasteten Bedingungen müssen aber Schutzmechanismen sicherstellten, dass weder Staub noch Feuchtigkeit eindringen, wenn man den Akku wechselt oder den zweiten extern anschließt.
Nur wenige erfüllen eine Norm
Aber den Hersteller von full-ruggedized Notebooks, also solchen, die internationale Standards wie IP-STD, NEMA, ATEX oder MIL erfüllen, gelingt es trotzdem, die Geräte mit externen Anschlüssen und Wechselschächten auszustatten. Diejenigen Firmen, die auf einen von der Redaktion versandten Fragebogen reagiert haben und ein Notebook im Programm haben, das mindestens eine der Normen erfüllt, erscheinen in der Tabelle. Um ein wenig für Übersichtlichkeit zu sorgen, sind einige Details nicht enthalten: zum Beispiel die üblichen Anschlüsse für RS232 (9-polig, seriell), VGA (15-polig), Gigabit-Ethernet, Audio (Mini-Klinke) nebst der Ausrüstung mit WLAN. Die Kennzeichnungen für die Normen sind sicherlich nur verständlich, wenn man den oben genannten Beitrag mit zu Rate zieht.
Zerlegt: Das Metallgehäuse für das LCD ist extra durch Profile verstärkt, ein Deckel mit zusätzlicher Dichtung schließt den Zugang zum Motherboard wasserdicht ab und sämtliche Öffnungen für Anschlüsse sind durch abdichtende Klappen geschützt.
Bemerkenswert ist der Trend, dass einige Hersteller von ruggedized Notebooks auch solche als semi-ruggedized oder business-ruggedized deklarierte im Programm haben. Auf der anderen Seite drängen fast alle Laptop-Hersteller mit Features ins Geschäft, die für ein gerüttelt Maß an Robustheit sorgen sollen, jedoch ohne sich den Standardtestverfahren zu stellen. Die nebenstehende Abbildung zeigt, was alles an Bauteilen in einem full-ruggedized Notebook steckt – kein Wunder, dass da schnell über drei Kilogramm an Gewicht zusammenkommen.
Vorsicht ist geboten, wenn Hersteller angeben, MIL-STD 810F zu erfüllen. Aus der Aufstellung der Norm im vorigen Beitrag dürfte zu erkennen sein, welche Spannweite die Tests und Anforderungen haben. Die alleinige Angabe, die Norm zu erfüllen, sagt erst einmal wenig. Fakt ist, dass ein nicht abgedeckter Anschluss reicht, und das Gerät ist nicht mehr gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt. Die Festplatte muss stoßgesichert, der Displayrahmen verstärkt und das Gehäuse aus einer fest verschrauben Metalllegierung sein, damit das Notebook ein Mindestmaß an Stürzen, Stößen und Drücken überstehen kann. Geht es um den Einsatz im Außengelände, muss das Display selbst im Sonnenlicht lesbar sein und in kalten Jahreszeiten brauchen LCD und Festplatte eine Heizung (siehe Abbildung auf der vorigen Seite) – es lohnt sich, auf die Details zu achten.
Hier und da beziehen sich Hersteller außerdem noch auf Normen aus dem Industriebereich, etwa Acturion Datasys bei einem seiner Victum Notes, andere wie Roda Computer bieten die Erfüllung von Zusatznormen, etwa der MIL-STD 461E (TEMPEST, die Abschirmung gegen elektromagnetische Wellen), als Option an. Genau genommen müssten die Testergebnisse bei den Produktbeschreibungen der Notebooks auf der Site des Herstellers zu finden sein. Das ist aber nur bei wenigen der Fall.
Unterschiedliche nationale Akzente
Dell betreibt wie schon beim seinem Linux-Notebook [2] nationale Modellpflege. Beim US-amerikanischen D630 ATG (All Terrain Grade) steht nichts über irgendwelche Normen, beim deutschen Latitude ATG schon und zwar über die US-amerikanische Militärnorm (MIL-STD 810F).
Anhand der differenzierten Aufstellung der technischen Merkmale ist die Ausstattung und teilweise die Herkunft der Modelle erkennbar. Als Grundtenor gilt Zurückhaltung bei der Leistung. Denn die würde so viel Wärme erzeugen, dass es ohne Lüfter nicht mehr geht, was für den Schutz vor Staub und Nässe aber unabdingbar ist. Außerdem sind in der Aufstellung kompakte Geräte mit kleinem Display vertreten, zum Beispiel das GoBook MR-1 mit 5,8 Zoll. Es geht ums Gewicht, denn es ist das einzige unter 1 kg, alle anderen sind deutlich schwerer als handelsübliche Notebooks und liegen um die drei Kilogramm, nur der 15-Zöller Rocky III von Roda Computer ist ein echtes Schwergewicht und bringt 5,5 Kilogramm auf die Waage.
Anhand der erstaunlich hohen Vielfalt der Schnittstellen und der drahtlosen Komponenten, die hier nicht im Detail aufgeführt sind, erkennt man die Herkunft der Ruggedized-Techniken: Sie stammen aus dem Einsatz in Industrieanlagen, dem Transportwesen und der Wehrtechnik. Dort sind Modems, parallele und serielle Schnittstellen oder gar ISA-Karten noch kein Schnee von gestern. Es gibt sogar Zusatzkomponenten, die weitere Anschlussmöglichkeiten dieser Kategorien bieten. Andere Optionen sind Koax-Buchsen für Antenne und Video sowie spezielle für den wasserdichten Anschluss von Kabeln. Außerdem ist dort Bluetooth beliebt [3]. Zum weiteren typischen Zubehör gehören crashgeprüfte Dockingstations für Lkw und andere Fahrzeuge. Touchscreens sind fast an der Tagesordnung. Bei Panasonics Toughbook C-19 kann man das Display kurzerhand drehen, auf das Notebooks legen und hat einen Tablett-PC – der Griffel steckt im Rahmen.
Aber bei den ruggedized Notebook drängen auch neue Techniken auf den Markt, allerdings etwas zurückhaltender als bei den Konsumer-Modellen. Die Koffergeräte fürs Gelände sind meist doppelt so teuer und haben einen erheblich längeren Lebenszyklus. Man kann die Faustformel aufstellen: je moderner CPU und Chipsatz, desto weniger ruggedized. Durchgesetzt hat sich allerdings das heftig umstrittene Trusted Platform Modul (TPM). Leistungsfähige Grafik mit eigenem Speicher gehört zu den Raritäten. Auf dem direkten Weg hat aber ein brandaktuelles Verfahren Einzug in das Marktsegment der Robusten gehalten: die Solid State Disk, aber noch teuer und mit verhältnismäßig geringem Speichervolumen.
Fazit
Es zeigt sich einmal mehr, dass neu aufkommende Schlagwörter wie "ruggedized", hinter denen sich eine Technik mit langer Geschichte verbirgt, kritisch unter die Lupe genommen nur in wenigen Fällen das halten, was sie zu versprechen scheinen.
Aber die Notebook-Hersteller stehen unter Druck angesichts der Vereinheitlichung der Technik durch die "Konsolidierung" bei den Komponenten-Anbietern auf der einen und den wachsenden Ansprüchen der mobilen Gesellschaft nach Robustheit auf der anderen Seite. Hier eröffnen sich gute Chancen für Alleinstellungsmerkmale. Einziges Handicap: Die Prüfverfahren für die Durchführung genormter Testverfahren sind teuer und zeitaufwendig. Aber ohne die Label nimmt kaum jemand im professionellen Bereich das Risiko auf die eigene Kappe. Ruggedized Notebooks bleiben Hochpreisprodukte und sind keine Massenware.
Im Konsumerbereich steht die Ex-und-hopp-Mentalität getrieben von zunehmend kurzen Produktzyklen und fallenden Preise dem Aufwand für ein robustes Design entgegen. Nicht erst seit dem Mobil Computing zählen Festplatten zum Verbrauchsmaterial, da helfen auch keine Parkposition und kein Airbag. (rh)
Literatur
| [1] Florian Müssig, Querfeldein Das halten Semi-Ruggedized-Notebooks aus, c't 21/07, S. 138 |
| [2] André von Raison, Nestflüchter, Dell-Linux-Notebook Inspiron 6400n, iX 11/2007, S. 40 |
| [3] Markus Franz, Vöglein, flieg, Dell Inspiron 1420N mit Ubuntu, iX 10/2007, S. 69 |
| [4] Kay Glahn, Ohne Drehmomente, Aktuelle Trends bei Business-Notebooks, iX-Extra 6/07 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||