Conținut sponsorizat: nu uitați de conectori la proiectarea aplicațiilor IoT

Experții pe Internet of Things (IoT) consideră că tehnologia care schimbă planeta poate atinge potențialul său maxim numai dacă se bazează pe sisteme de comunicații fără fir. Deși un număr foarte mare de noduri IoT vor fi cu siguranță alimentate cu baterii și conectate fără fir, există încă o proporție mare de sisteme IoT care vor beneficia de senzori conectați prin cabluri.

Problema pentru cei responsabili de proiectarea și implementarea rețelelor IoT este ce tip de conector să folosească. Există multe companii care oferă o gamă de conectori bazate pe hardware, potrivite aplicațiilor IoT, dar cele care caută cel mai bun produs sunt în căutarea unor factori diferențiatori. Inginerii doresc să știe ce face un produs unic, ce beneficii oferă și dacă furnizorul are cunoștințe vaste despre produs pentru a le susține în aplicațiile lor.

De ce viitorul nu este totul fără fir

Mulți ingineri de design hardware electronic pot fi iertați pentru că nu sunt pe deplin conștienți de gama de conectori compacti moderni pentru aplicațiile IoT. Concentrația din ultimii ani s-a orientat puternic către senzorii wireless, dar realitatea este că conectorii cu fir dur sunt componente de importanță vitală în multe setări IoT. Companii precum Farnell oferă o gamă largă de soluții de conector diferite pentru aceste aplicații, în special conectori mici, care sunt ideali pentru a se potrivi cu senzori și noduri IoT.

Conexiunile cu fir dur pot fi preferențiale din mai multe motive. De exemplu, rețelele cu fir pot oferi deseori mult mai multă rezistență și robustete în medii zgomotoase din punct de vedere electric în care comunicațiile fiabile sunt esențiale fără nicio interferență. În mod similar, în medii dure, are sens să folosești o gamă largă de conectori ethernet industriali care funcționează mult mai bine decât tehnologia wireless, inclusiv conectori cu IP, care oferă protecție împotriva pătrunderii apei, prafului și a altor elemente. În astfel de aplicații, conectorii trebuie să ofere factori de formă compacte pentru a reduce la minimum imobiliarele plăcii de circuit; Conectorii standard RJ45 sunt de obicei prea mari.

Exemple de conectori compatibili cu IoT disponibile astăzi includ interfețele de date RJ45 Industrial Ethernet de la HARTING care încorporează caracteristici precum mecanisme intuitive de blocare, conexiune rapidă fără scule și hote și carcase termoplastice sau metalice. Oferind viteze de transmitere a datelor de până la 10 Gbit / s, acești conectori tind să fie clasificați la IP20, IP54, IP65 și IP67, în timp ce unii furnizează, de asemenea, 4 x 48V / 16A sau 3 x 300V / 16A, în funcție de cerințele utilizatorului final. De asemenea, este disponibilă familia ix industrială a interfețelor Ethernet de la HARTING care oferă o alternativă miniaturizată la RJ45 (necesitând 70% mai puțin spațiu). Denumită „un gigant mic” pentru aplicațiile IoT, familia industrială ix constă din conectori puternici, care pot produce performanță Cat6a pentru Ethernet de 1Gbit / s la 10 Gbit / s. Ideal pentru medii industriale dure, unitățile asigură o transmisie sigură a datelor cu imunitate ridicată la EMC la interferențe.

Pentru unele aplicații IoT, cum ar fi monitorizarea condițiilor de mediu din sectorul logistic, poate fi necesar să se utilizeze conectori care încorporează conexiuni USB. Ideal pentru rețelele IoT, conectorii universali ai TE Connectivity oferă semnale bidirecționale, simultane, pentru viteză maximă (12Mbps) sau viteză mică (1,5Mbps) utilizate în sistemele USB. Ușor de instalat, aceste sisteme TE cuprind o priză unică cu patru poziții (BMR) și mufa de cablu de împerechere, supra-modelate. Pentru flexibilitate și versatilitate în toate tipurile de aplicații USB, BMR-urile sunt disponibile în configurații standard, tip B, stivuite și alături. În timp ce conectorii USB de tip C sunt suficient de mici pentru a fi folosiți în telefoanele mobile, conectorii micro USB 2.0 sunt cei mai mici conectori de acest fel, capabili să livreze fiabile și robuste date de mare viteză. Pentru transferul datelor de 10 ori mai rapid decât USB 2.0, inginerii proiectanți pot alege dintr-o gamă de conectori USB 3.0 care acceptă o rată de transfer de date de până la 5 Gbit / s.

Un alt motiv pentru utilizarea senzorilor cu fir dur ar fi să răspundă provocărilor radio-frecvenței (RF) ale mediilor precum instalațiile industriale zgomotoase. Deși multe aplicații IoT nu vor utiliza antene externe, acestea se pot dovedi adesea ideale în aceste medii RF dificile în care sunt necesare comunicări mai fiabile decât ar putea fi furnizate de senzorii wireless.

Chiar dacă Wi-Fi, Bluetooth și Zigbee nu pot oferi conexiuni fără probleme pe distanțe lungi, aceste tehnologii pot permite integrarea rapidă și ușoară a RF în sistemele conectate, ceea ce le face ideale pentru a ajuta dispozitivele compacte să ofere internet și performanță de conectivitate. De exemplu, Molex oferă o gamă de antene ultra-subțiri ceramice și LDS / MID IoT de 2,4 GHz / 5GHz și 900 MHz, alături de conectorii asociați. Molex oferă, de asemenea, soluții RF complete pentru performanțe de înaltă frecvență, oferind în același timp o integritate superioară a semnalului, chiar și în medii extrem de solicitante. Disponibile în format ultra-microminiature (cu un profil de până la 1,8 mm), precum și unități RF mai mari, conectorii coaxiali Molex și ansamblurile de cabluri funcționează pe o gamă de frecvențe - de la DC la 65GHz.

Conectori diferiți pentru diferite nevoi

Desigur, există o multitudine de conectori care oferă o gamă largă de caracteristici potrivite aplicațiilor IoT, iar selectarea conectorului potrivit este esențială, nu numai în ceea ce privește furnizarea nivelului de performanță necesar, ci și pentru păstrarea amprentei nodurilor și senzorilor IoT pentru un minim absolut.

Conectori de memorie

Deși memoria de lipire directă pe o placă va reduce spațiul, poate limita și flexibilitatea. Având în vedere acest lucru, mulți ingineri aleg module de memorie, permițându-le să extindă memoria disponibilă în cazul în care au nevoie de procesare suplimentară sau alte opțiuni. Atât Molex cât și TE Connectivity oferă soluții excelente în acest domeniu, cu gamele lor de conectori de memorie și module de memorie personalizate pentru aplicații server, stocare și comunicare, oferind din nou cerințelor clientului diferite.

Conectori de la placă la bord

Adesea, proiectanții sistemelor IoT stivuesc placi pentru a permite flexibilitate (cum ar fi conectarea diferitor senzori la o placă de comunicații standard) și conectorii liberi în înălțime de la placă la placă produși de TE Connectivity sunt proiectate pentru astfel de aplicații de stivuire în paralel. Ideale pentru micșorarea aplicațiilor, aceste unități versatile utilizează conectori sub-miniaturale și sunt potrivite pentru un spectru larg de utilizări de interconectare.

Conectorii liberi de înălțime oferă o gamă de dimensiuni de poziții de la 40 la 440 de poziții în gropi de contact de 0,5 mm, 0,6 mm, 0,8 mm și 1 mm. Prin împerecherea diferitelor combinații de înălțimi ale carcasei mufei verticale și a recipientului, se pot realiza înălțimi de la 4 mm la 20 mm în trepte de 1 mm. Dacă este necesară o economie suplimentară de spațiu, conexiunile flexibile de la bord la bord permit plasarea plăcilor în orice poziție care este cea mai potrivită pentru a minimiza amprenta unui dispozitiv.

În același timp, conectorii flexibili de cablu pot oferi o densitate de conexiune extrem de ridicată, combinată cu dimensiuni mici de pas. Pentru a satisface cererea din ce în ce mai mare pentru conexiuni mai mici, mai fiabile, Molex a dezvoltat o gamă de interconectări cu profil scăzut / înaltă densitate, cu gropi de la 0,2 mm la 2 mm și un design cu contact dublu care crește fiabilitatea conexiunii.

Conectori de alimentare și de date

În timp ce unii senzori wireless pot asigura o durată de viață a bateriei de până la 20 de ani, există multe aplicații IoT, în special în Internet Internet of Things (IIoT), unde dispozitivele alimentate prin cabluri pot înlătura povara de a înlocui bateriile. Fiind cu fir, permite proiectanților să includă procesoare și periferice cu putere mai mare în schemele lor.

În cazul în care trebuie combinate puterea și datele, conectorii de 2 mm sunt o opțiune standard, precum cele disponibile de la Samtec. Soclurile, antetele, terminalele și stivuitoarele companiei sunt disponibile în proiecte cu profil scăzut, ridicat și cu densitate ridicată pentru a conecta mai multe plăci între ele. Printre diferitele opțiuni disponibile se numără orientările verticale și unghi drept / orizontal, precum și capătul orificiului, montarea pe suprafață, fixarea prin presare și trecerile.

Dacă un inginer de proiectare IoT caută un factor de formă mai compact decât conectorii mai convenționali de 2 mm, TE oferă conectori CT de 1.5 mm AMP, care sunt soluții de interconectare de tip wire-to-board, în timp ce Samtec oferă priza de stivuire și benzi terminale de 1,27 mm. Aceste produse rezistente, cu costuri reduse, combină profilul redus cu densitatea ridicată și sunt disponibile într-o serie de orientări și stiluri de contact.

Prevenirea conectorilor

Așa cum am menționat anterior, unele aplicații au nevoie de dispozitive IoT rezistente la apă sau la pătrunderea prafului și această cerință poate fi îndeplinită cu produse precum familiile de conector industrial ușor Han® de la HARTING. Aceste produse pot transmite atât energie cât și date și sunt ideale pentru conectarea unităților de încălzire sau răcire, ventilatoare, terminale de control, sisteme de iluminat, acționări și transportoare de vibrații. În instalațiile exterioare, familia oferă protecție împotriva pătrunderii de praf și lichide până la IP65.

Conectori configurabili

Desigur, în marea majoritate a aplicațiilor IoT și IIoT, spațiul este întotdeauna un factor cheie. Deci, în loc să lucrezi cu produse standard off-raft, care ar putea include mai multe contacte decât cele necesare - și, prin urmare, să ocupe spațiu inutil - este adesea sens să lucrezi cu conectori care pot fi configurați pentru a răspunde nevoilor exacte ale unei instalații. Acesta este motivul pentru care Samtec oferă, de exemplu, inginerilor proiectanți posibilitatea de a crea exact opțiunile de conector de care au nevoie printr-o configurabilitate autentică și ușor de utilizat.

Fiabilitatea și costul sunt esențiale

În același timp, selectarea conectorului corect pentru o anumită aplicație va avea fiabilitate și costuri printre cele mai importante criterii. În acest sens, TE Connectivity și-a dezvoltat gama de terminale FASTON cu conectare rapidă, care include terminale cu forță de inserție joasă, unități de temperatură ridicată și borne cu profil scăzut. Disponibile în versiuni izolate și neizolate, configurații drepte și cu pavilion și cu diferite opțiuni de placare, terminalele dispun de recipiente ușoare de stres, cu blocare pozitivă pentru o instalare ușoară și o retenție sigură.

Concluzie

Este clar că, deși există nenumărate avantaje pentru conectivitatea fără fir atunci când proiectăm sisteme și instalații IoT, nu în ultimul rând capacitatea de a capta și partaja date pe distanțe lungi la o putere foarte mică, există încă o piață semnificativă pentru conectori cu fir și multe stări -modulele de artă au fost dezvoltate având în vedere aceste aplicații.

Specialiștii de pe piață au creat un portofoliu vast de soluții de conector diferite pentru aplicațiile IoT, acestea putând fi furnizate și sprijinite de Farnell, indiferent de instalație și cerințele individuale ale clienților. Mici, fiabile, puternice, robuste și fără baterii - acestea sunt avantajele oferite de sistemele de conectivitate bazate pe hardware de care proiectanții IoT trebuie să fie conștienți atunci când lucrează la proiecte astăzi și în viitor.

Cliff Ortmeyer, șef global de marketing tehnic, Farnell.