„Board-to-Board“ jungtys (jungtis) automobilių elektros sistemų (borto elektros tinklas) architektūrose
Visi duomenys apie skrydžio palydovus
Šiuolaikiniuose automobiliuose borto elektros tinklai keičiasi, ypač dėl elektromobilumo, autonominio vairavimo ir 4K-HD informacinių bei pramoginių sistemų keliamų reikalavimų. „plokštė–plokštė jungtis“ su savo specialiosiomis savybėmis atlieka pagrindinį vaidmenį prisitaikant prie šių pokyčių, kad būtų užtikrinta didelė duomenų perdavimo sparta ir trumpi vėlavimo laikai.
Kaip žinoma, automobilio elektros sistema (borto elektros tinklas) yra sudėtingas elektrinių jungčių tinklas, jungiantis visus elektrinius ir elektroninius komponentus. Tai apima valdymo blokus, jutiklius, vykdiklius, apšvietimo sistemas, informacines ir pramogines sistemas, taip pat jungtis (jungtis).
Šiandieninės trys pagrindinės automobilių pramonės tendencijos – automatizuotas, elektrinis ir sujungtas vairavimas – reikalauja esminių pokyčių dabartinėje elektrinėje ir elektroninėje (E/E) architektūroje. Mat E/E architektūros keičiasi iš klasikinės, decentralizuotos struktūros, susidedančios iš iki 100 valdymo blokų, į domenų architektūrą, kurioje valdymo blokai sugrupuoti pagal funkcines sritis. Kiekvieną domeną koordinuoja aukštos našumo kompiuteris (HPC), todėl sumažėja laidų klojimo ir montavimo sąnaudos, taip pat išlaidos ir svoris. Nauja yra transporto priemonės „zoninė architektūra“ (zonų architektūra), kurioje funkcijos sujungtos į vieną vietinį zonos valdiklį, todėl sumažėja valdymo blokų skaičius ir laidų klojimo sąnaudos.
Šiandieninės trys pagrindinės automobilių pramonės tendencijos – automatizuotas, elektrinis ir sujungtas vairavimas – reikalauja esminių pokyčių dabartinėje elektrinėje ir elektroninėje (E/E) architektūroje. Mat E/E architektūros keičiasi iš klasikinės, decentralizuotos struktūros, susidedančios iš iki 100 valdymo blokų, į domenų architektūrą, kurioje valdymo blokai sugrupuoti pagal funkcines sritis. Kiekvieną domeną koordinuoja aukštos našumo kompiuteris (HPC), todėl sumažėja laidų klojimo ir montavimo sąnaudos, taip pat išlaidos ir svoris. Nauja yra transporto priemonės „zoninė architektūra“ (zonų architektūra), kurioje funkcijos sujungtos į vieną vietinį zonos valdiklį, todėl sumažėja valdymo blokų skaičius ir laidų klojimo sąnaudos.
„jungtis“ borto elektros tinklų sistemų architektūroje
Tokie struktūriniai pokyčiai keičia ir reikalavimus, keliamus „plokštė–plokštė jungtis“ jungčiai, kuri palaiko ir įgyvendina šias architektūras. Užduotis perduoti dabar žymiai didesnius duomenų srautus ir juos apdoroti į dar galingesnį valdymo bloką (valdymo blokas), kad susidarytų bendras vaizdas, žymiai keičia jungties našumo veiksnius.
Už duomenų perdavimą taip pat yra atsakingos įvairios perdavimo technologijos, kurios turi užtikrinti pralaidumą. Tarp jų yra:
Už duomenų perdavimą taip pat yra atsakingos įvairios perdavimo technologijos, kurios turi užtikrinti pralaidumą. Tarp jų yra:
- LIN (Local Interconnect Network) – labai ekonomiška technologija, skirta su saugumu nesusijusioms ir laiko atžvilgiu nekritinėms sistemoms, pavyzdžiui, durų spynoms, apšvietimui ar oro kondicionavimo sistemoms
- CAN (Controller Area Network) – dažniausiai naudojama perdavimo technologija variklio, transmisijos, starterio valdymui arba akumuliatorių valdymo sistemoms
- ; FlexRay su susuktomis dvigubomis linijomis duomenų perdavimui laiko ir (arba) saugumo atžvilgiu kritinėms sistemoms, pvz., vairo mechanizmui ar stabdžiams
- ; MOST (Media Oriented System Transport) – stiklo pluošto kabelis, skirtas multimedijos ir informacinių pramogų sistemoms
- Automotive Single Pair Ethernet (SPE) – palyginti nauja technologija, kuri dėl savo pralaidumo vis labiau įgauna
- populiarumą SerDes (Serializer/Deserializer) – skirtas didelės spartos duomenų perdavimui, idealiai tinka kameroms ar ekranams
Automobilių pramonės interesais yra naudoti kuo mažiau skirtingų perdavimo technologijų, siekiant sumažinti laidų sujungimo sudėtingumą. Šiuo atžvilgiu didesnį vaidmenį atlieka „Automotive Ethernet“, tačiau taip pat naudojami CAN (CAN FD ir CAN XL), LIN bei SerDes. Iš to galima išvesti pagrindinius reikalavimus „Board-to-Board“ jungtims (jungtis), o standartas LV214 taip pat pateikia informaciją apie jų savybes.
Didelis greitis, „EMS“ apsauga, taip pat patvarumas ir miniatiūrizacija
Dėl jutiklių plėtros ir pristatytos E/E architektūros perduodamų duomenų srautai vis labiau linksta į didelį greitį, kuris daugiausia priklauso nuo jungties impedanso reguliavimo. Jei impedansas svyruoja, atsiranda rezonansai, o tai savo ruožtu lemia signalų perdavimo nuostolius. Be to, dėl savo geometrijos jungtis (jungtis) visada kelia potencialią impedanso svyravimų riziką, kurią, be kita ko, sukelia medžiagų ar geometrijos pokyčiai
. Impedansą lemia indukcinės ir talpinės savybės, kurios priklauso nuo kontaktų dydžio, išdėstymo ir konstrukcijos. Ypač neigiamą poveikį daro skerspjūvio pokyčiai, todėl juos reikia kuo labiau sumažinti. Be to, neigiamą poveikį gali turėti ir dielektrikai (silpnai laidžios arba nelaidžios elektrai medžiagos), esantys netoli signalo kelio, todėl tinkamos izoliacinės medžiagos pasirinkimas yra lygiai taip pat svarbus. Be to, įtakos turi ir sujungimo nuostoliai – nuostoliai, atsirandantys peilio ir spyruoklės sąlyčio taške. Galiausiai impedanso svyravimus gali sukelti išsikišę laidų elementai, veikiantys kaip antenos. Visi šie reiškiniai apibendrinami kaip „Insertion Loss“ (išeinančio ir įeinančio signalo santykis), dar vadinamas „įterpties nuostoliai“. Be to, yra dar „Return Loss“ (atspindžio nuostoliai), apibūdinantis atspindėto signalo dalį, palyginti su perduodamu signalu.Atsižvelgiant į vis didėjantį komponentų miniatiūrizavimą, EMS apsaugai tenka ypatingas vaidmuo: juk šiuo atveju atsirandantys aukšto dažnio signalai yra ypač jautrūs trukdžiams, kuriuos sukelia nepageidaujami elektromagnetiniai reiškiniai. Net mažiausi trukdžiai gali smarkiai iškreipti duomenų perdavimą, sukelti neteisingus jutiklių matavimo signalus ir netinkamas valdymo komandas – tai yra visiškai nepriimtinas scenarijus saugumo požiūriu.
Ekranuotas jungtis („jungtis“) padeda išspręsti šią problemą, nes modulyje jungtis visada veikia tiek kaip trikdžių slopintuvas, tiek kaip trikdžių šaltinis. Be to, šią detalę gali trikdyti kiti komponentai, o ji pati taip pat daro elektromagnetinį poveikį aplinkinėms detalėms. Ekranavimas („ekranavimas“) šiuos abu efektus sumažina maždaug 100–200 kartų.
. Impedansą lemia indukcinės ir talpinės savybės, kurios priklauso nuo kontaktų dydžio, išdėstymo ir konstrukcijos. Ypač neigiamą poveikį daro skerspjūvio pokyčiai, todėl juos reikia kuo labiau sumažinti. Be to, neigiamą poveikį gali turėti ir dielektrikai (silpnai laidžios arba nelaidžios elektrai medžiagos), esantys netoli signalo kelio, todėl tinkamos izoliacinės medžiagos pasirinkimas yra lygiai taip pat svarbus. Be to, įtakos turi ir sujungimo nuostoliai – nuostoliai, atsirandantys peilio ir spyruoklės sąlyčio taške. Galiausiai impedanso svyravimus gali sukelti išsikišę laidų elementai, veikiantys kaip antenos. Visi šie reiškiniai apibendrinami kaip „Insertion Loss“ (išeinančio ir įeinančio signalo santykis), dar vadinamas „įterpties nuostoliai“. Be to, yra dar „Return Loss“ (atspindžio nuostoliai), apibūdinantis atspindėto signalo dalį, palyginti su perduodamu signalu.Atsižvelgiant į vis didėjantį komponentų miniatiūrizavimą, EMS apsaugai tenka ypatingas vaidmuo: juk šiuo atveju atsirandantys aukšto dažnio signalai yra ypač jautrūs trukdžiams, kuriuos sukelia nepageidaujami elektromagnetiniai reiškiniai. Net mažiausi trukdžiai gali smarkiai iškreipti duomenų perdavimą, sukelti neteisingus jutiklių matavimo signalus ir netinkamas valdymo komandas – tai yra visiškai nepriimtinas scenarijus saugumo požiūriu.
Ekranuotas jungtis („jungtis“) padeda išspręsti šią problemą, nes modulyje jungtis visada veikia tiek kaip trikdžių slopintuvas, tiek kaip trikdžių šaltinis. Be to, šią detalę gali trikdyti kiti komponentai, o ji pati taip pat daro elektromagnetinį poveikį aplinkinėms detalėms. Ekranavimas („ekranavimas“) šiuos abu efektus sumažina maždaug 100–200 kartų.
Kalbant apie patvarumą: smūgiai ir vibracija kelia grėsmę duomenų perdavimo stabilumui, taip pat ir cheminiai bei terminiai aplinkos veiksniai, susiję su ekstremaliomis temperatūromis, stipriais temperatūros svyravimais, kenksmingomis dujomis, drėgme ir nešvarumais. „kontakto paviršius“ (kontakto paviršius) iš esmės lemia jungties tarnavimo laiką, nes eksploatacijos metu tarp abiejų jungties dalių atsiranda mikrojudėjimai, kurie ilgainiui sukelia paviršiaus nusidėvėjimą, o tai savo ruožtu padidina „kontaktinė varža“ (perėjimo varžą) ir dėl to signalų perdavimas tampa mažiau efektyvus. Aukštos kokybės ir patvari „kontakto danga“ (kontakto danga) padeda šį paviršiaus nusidėvėjimą sumažinti iki minimumo.
Kontaktų sistemoje puikiai pasitarnauja dvipusė „lizdinė jungtis“, nes bet kuriuo metu, nepriklausomai nuo išorinių veiksnių, visada užtikrinamas kontaktinis taškas. Dar patvaresnė tampa „hermafroditinė“ kontaktų sistema, nes jungiant kontaktus jie susipina tarpusavyje ir taip užtikrina maksimalų kontaktų patikimumą.
Kontaktų sistemoje puikiai pasitarnauja dvipusė „lizdinė jungtis“, nes bet kuriuo metu, nepriklausomai nuo išorinių veiksnių, visada užtikrinamas kontaktinis taškas. Dar patvaresnė tampa „hermafroditinė“ kontaktų sistema, nes jungiant kontaktus jie susipina tarpusavyje ir taip užtikrina maksimalų kontaktų patikimumą.
Vientisa jungtis atsisakoma pažeidžiamos kontaktinės zonos, todėl užtikrinamas didžiausias atsparumas išorės veiksniams. Prijungimas atliekamas naudojant „press-fit technologija“ technologiją, kai „press-fit kaištis“ įspaudžiamas į spausdintinės plokštės „metalizuota kiaurymė“, o tarp vario įvorės ir „press-fit zona“ susidaro šaltasis suvirinimas. Taip susidaro sandarus dujoms jungtis su spausdintine plokšte, kuri užtikrina dešimt kartų mažesnį gedimų dažnį (gedimų intensyvumas) nei automatizuotai litinami jungikliai (jungtis).
Dėl ribotos montavimo erdvės automobiliuose trūksta vietos jutikliams ir valdymo blokams, o tai savo ruožtu reiškia, kad jungtys (jungtis), išlaikydamos tą patį ar net didesnį našumą, turi būti dar labiau sumažintos. Tai idealiai tinka paviršinio montavimo technologijai (SMT), nes, skirtingai nuo įspaudimo technologijos (press-fit technologija), ji leidžia naudoti žymiai mažesnį tinklelį (žingsnis) bei montuoti komponentus ant abiejų spausdintinės plokštės pusių.
Tendencija į montavimo mazgus įmontuoti vis daugiau ir vis mažesnių jungčių (jungtis) lemia, kad tolerancijų grandinės tampa ilgesnės, o jungtys tiek montavimo, tiek eksploatacijos metu turi kompensuoti vis didesnes tolerancijas. Šiam tikslui jau yra sukurtos jungtys, kurios dar geriau sugeria smūgius ir vibracijas.
Tendencija į montavimo mazgus įmontuoti vis daugiau ir vis mažesnių jungčių (jungtis) lemia, kad tolerancijų grandinės tampa ilgesnės, o jungtys tiek montavimo, tiek eksploatacijos metu turi kompensuoti vis didesnes tolerancijas. Šiam tikslui jau yra sukurtos jungtys, kurios dar geriau sugeria smūgius ir vibracijas.
Trys tinkamos „ept“ produktų šeimos
„Zero8“ produktai užtikrina aukščiausią mastelio keitimo galimybę su individualiai pritaikomomis konstrukcijomis, sukrovimo aukštyse ir kontaktų skaičiumi, leidžiančiais naudoti atstumą tarp plokščių nuo 6 iki 21 mm ir kintamą kontaktų skaičių nuo 12 iki 80. Jungtys yra tarpusavyje suderinamos ir laisvai derinamos, su vienpusiu arba dvipusiu „ekranavimas“. Tvirta „ScaleX“ jungčių technologija užtikrina patikimą kontaktą esant smūgiams ir vibracijai, kompensuoja nuokrypius ir užtikrina EMS apsaugą, kai duomenų perdavimo sparta greitis siekia 16 Gbit/s.
Išsami informacija apie „Zero8“
Išsami informacija apie „Zero8“
„Colibri“ produktai – tai ekranuoti, dviejų eilių SMT-jungtis jungtys su 0,5 mm žingsnis, suderinamos su PICMG COM Express®, SFF-SIG CoreExpress® ir nano-ETXexpress. „COM“ modulių lizdai turi 196 signalinius ir 24 įžeminimo kontaktus, o nešiklių plokščių Plugai pasirinktinai gali būti tiekiami su kreipiamosiomis atramomis, ekranu ir „SMT“ tvirtinimu. „COM Express“ sistema „Colibri“ užtikrina puikų signalo vientisumą (signalo vientisumas), viršijantį 25 Gbit/s, todėl idealiai tinka didelės spartos taikymams, kuriuose yra ribota montavimo erdvė.
Išsami informacija apie „Colibri“
Išsami informacija apie „Colibri“
Trečioji produktų šeima „One27“ siūlo tvirtas ir kompaktiškas spausdintinių plokščių jungtis, pagamintas pagal SMT technologiją su 1,27 mm žingsnis. Jos pritaikytos atstumams tarp plokščių nuo 8 iki 20 mm ir yra prieinamos su 12–80 kontaktų, taip pat kaip kabelių surinkimas. Galimos tiek lygiagrečios, tiek kampinės jungtys; jos yra ypač tvirtos ir lengvai montuojamos, užtikrinant patikimą kontaktą ir didelį lankstumą spausdintinių plokščių išdėstyme.
Išsami informacija apie „One27“
Išsami informacija apie „One27“
Žvelgiant į ateitį, autonominis vairavimas bus glaudžiai susijęs su duomenų perdavimo ir ryšių technologijų tobulinimu. Tokie svarbūs aspektai kaip 5G ryšys, kibernetinis saugumas, V2X ryšys, taip pat „Edge Computing“ ir „Blockchain“ technologijos turės didelę įtaką duomenų perdavimui, tačiau tikrai išliks automobilių elektros tinklų ir jungčių sambūvis, kuris kada nors leis sukurti automobilį be vairo.
Ieškote konkrečios jungties?
Produktų sąrašas
