Συνεργαζόμενο περιεχόμενο: Μην ξεχνάτε τους συνδετήρες κατά το σχεδιασμό εφαρμογών IoT

Οι εμπειρογνώμονες στο Ίντερνετ των πραγμάτων (IoT) πιστεύουν ότι η τεχνολογία που αλλάζει πλανήτες μπορεί να φτάσει στο μέγιστο των δυνατοτήτων της μόνον εάν βασίζεται σε ασύρματα συστήματα επικοινωνιών. Αν και ένας τεράστιος αριθμός κόμβων IoT θα είναι ασφαλώς με μπαταρία και θα συνδεθεί ασύρματα, εξακολουθεί να υπάρχει ένα μεγάλο μέρος των συστημάτων IoT που θα επωφεληθούν από τη χρήση αισθητήρων που συνδέονται μέσω καλωδίων.

Το ζήτημα για τους υπεύθυνους για το σχεδιασμό και την εφαρμογή δικτύων IoT είναι ο τύπος σύνδεσης που θα χρησιμοποιηθεί. Υπάρχουν πολλές εταιρείες που προσφέρουν μια σειρά από συνδέσεις με βάση το υλικό που ταιριάζουν στις εφαρμογές IoT, αλλά εκείνοι που ψάχνουν για το καλύτερο προϊόν βρίσκονται στην αναζήτηση διαφόρων παραγόντων. Οι μηχανικοί θέλουν να μάθουν τι κάνει το προϊόν μοναδικό, τι πλεονεκτήματα παρέχει και αν ο προμηθευτής έχει εκτεταμένες γνώσεις του προϊόντος για να τις υποστηρίξει στις εφαρμογές τους.

Γιατί το μέλλον δεν είναι όλα ασύρματα

Πολλοί μηχανικοί σχεδιασμού ηλεκτρονικών υλικών μπορούν να συγχωρεθούν επειδή δεν έχουν πλήρη επίγνωση της γκάμας σύγχρονων συμπαγών συνδέσμων για εφαρμογές IoT. Το επίκεντρο των τελευταίων ετών έχει στρέψει σε μεγάλο βαθμό προς τους ασύρματοι αισθητήρες, αλλά η πραγματικότητα είναι ότι οι ενσύρματοι συνδετήρες είναι ζωτικής σημασίας στοιχεία σε πολλές ρυθμίσεις IoT. Εταιρείες όπως η Farnell προσφέρουν μια μεγάλη γκάμα διαφορετικών λύσεων σύνδεσης για αυτές τις εφαρμογές, ιδιαίτερα μικρές υποδοχές που είναι ιδανικές για προσαρμογή σε αισθητήρες και κόμβους IoT.

Οι ενσύρματες συνδέσεις μπορούν να είναι προτιμησιακές για πολλούς λόγους. Για παράδειγμα, η ενσύρματη δικτύωση μπορεί συχνά να προσφέρει πολύ μεγαλύτερη ανθεκτικότητα και ευρωστία σε ηλεκτρικά θορυβώδη περιβάλλοντα, όπου οι αξιόπιστες επικοινωνίες είναι απαραίτητες χωρίς παρεμβολές. Ομοίως, σε σκληρά περιβάλλοντα, είναι λογικό να χρησιμοποιούμε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών συνδέσεων ethernet που λειτουργούν πολύ καλύτερα από την ασύρματη τεχνολογία, συμπεριλαμβανομένων των συνδέσμων με την ονομαστική τάξη IP που παρέχουν προστασία από την είσοδο νερού, σκόνης και άλλων στοιχείων. Σε τέτοιες εφαρμογές, οι συνδετήρες πρέπει να προσφέρουν συμπαγείς μορφές-παράγοντες προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι πίνακες κυκλωμάτων ακινήτων? οι τυπικές υποδοχές RJ45 είναι συνήθως πολύ μεγάλες.

Παραδείγματα συνδέσμων φιλικών προς το IoT που διατίθενται σήμερα περιλαμβάνουν τις διεπαφές δεδομένων RJ45 Industrial Ethernet της HARTING που ενσωματώνουν χαρακτηριστικά όπως διαισθητικούς μηχανισμούς μανδάλωσης, γρήγορη γρήγορη σύνδεση και θερμοπλαστικές ή μεταλλικές κουκούλες και περιβλήματα. Προσφέροντας ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων μέχρι 10Gbit / s, αυτές οι υποδοχές τείνουν να έχουν ονομαστική τάση IP20, IP54, IP65 και IP67, ενώ μερικές παρέχουν και 4 x 48V / 16A ή 3 x 300V / 16A, ανάλογα με τις απαιτήσεις του τελικού χρήστη. Επίσης διατίθεται η βιομηχανική οικογένεια iter της HARTING με διασυνδέσεις Ethernet που προσφέρουν μια μικροσκοπική εναλλακτική λύση στο RJ45 (που απαιτεί λιγότερο χώρο κατά 70%). Αναφέρεται ως ένας «μικρός γίγαντας» για εφαρμογές IoT, η βιομηχανική οικογένεια ix αποτελείται από ισχυρούς συνδέσμους plug-in που μπορούν να παράγουν απόδοση Cat6a για 1Gbit / s έως 10Gbit / s Ethernet. Ιδανικά για σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα, οι μονάδες εξασφαλίζουν ασφαλή μετάδοση δεδομένων με υψηλή ασυλία EMC σε παρεμβολές.

Για ορισμένες εφαρμογές του Διαδικτύου, όπως η παρακολούθηση περιβαλλοντικών συνθηκών στον τομέα της εφοδιαστικής, μπορεί να χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε συνδέσμους που ενσωματώνουν συνδέσεις USB. Ιδανικά κατάλληλα για δίκτυα IoT, οι γενικοί συνδετήρες της TE Connectivity παρέχουν αμφίδρομα, ταυτόχρονα σήματα για πλήρη ταχύτητα (12Mbps) ή χαμηλή ταχύτητα (1.5Mbps) που χρησιμοποιούνται σε συστήματα USB. Εύκολη εγκατάσταση, αυτά τα συστήματα TE περιλαμβάνουν ένα μοναδικό, τεσσάρων θέσεων υποδοχή τοποθέτησης σε σκάφος (BMR) και ένα καλώδιο συναρμολόγησης με καλώδιο σύνδεσης πάνω από καλούπι. Για ευελιξία και ευελιξία σε όλους τους τύπους εφαρμογών USB, τα BMR διατίθενται σε τυποποιημένες διαμορφώσεις τύπου Β, στοιβάζονται και δίπλα-δίπλα. Ενώ οι υποδοχές USB Type-C είναι αρκετά μικρές για χρήση σε κινητά τηλέφωνα, οι υποδοχές micro USB 2.0 είναι οι μικρότερες υποδοχές του είδους τους, οι οποίες μπορούν να παρέχουν αξιόπιστη και στιβαρή παροχή δεδομένων υψηλής ταχύτητας. Για τη μεταφορά δεδομένων 10 φορές ταχύτερα από το USB 2.0, οι μηχανικοί σχεδιασμού μπορούν να επιλέξουν από μια σειρά από συνδέσεις USB 3.0 που υποστηρίζουν ρυθμό μεταφοράς δεδομένων μέχρι 5Gbit / s.

Ένας άλλος λόγος για τη χρήση σκληρών ενσύρματων αισθητήρων θα ήταν η κάλυψη των προκλήσεων ραδιοσυχνοτήτων (RF) των περιβαλλόντων όπως οι θορυβώδεις βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Παρόλο που πολλές εφαρμογές IoT δεν χρησιμοποιούν εξωτερικές κεραίες, συχνά μπορούν να αποδειχθούν ιδανικές σε αυτά τα δύσκολα περιβάλλοντα RF όπου χρειάζονται πιο αξιόπιστες επικοινωνίες από ό, τι θα μπορούσαν να παρέχουν οι ασύρματοι αισθητήρες.

Παρόλο που τα Wi-Fi, Bluetooth και Zigbee δεν μπορούν να παρέχουν συνδέσεις χωρίς προβλήματα σε μεγάλες αποστάσεις, αυτές οι τεχνολογίες μπορούν να επιτρέψουν την γρήγορη και εύκολη ενσωμάτωση RF σε συνδεδεμένα συστήματα, καθιστώντας τα ιδανικά για να βοηθήσουν τις συμπαγείς συσκευές να παρέχουν υψηλής απόδοσης σύνδεση στο Internet και σύνδεση δεδομένων. Για παράδειγμα, η Molex προσφέρει μια σειρά από εξαιρετικά λεπτές κεραμικές κεραμικές τεχνολογίες 2.4GHz / 5GHz και 900MHz και LOT / MID IoT μαζί με τους αντίστοιχους συνδετήρες. Η Molex προσφέρει επίσης ολοκληρωμένες λύσεις RF για υψηλή απόδοση συχνότητας, παρέχοντας εξαιρετική ακεραιότητα σήματος, ακόμη και σε εξαιρετικά απαιτητικά περιβάλλοντα. Διατίθενται σε μορφή μικρο-μικροσκοπίας (με προφίλ μόλις 1,8 mm) καθώς και σε μεγαλύτερες μονάδες RF, οι ομοαξονικές συνδέσεις και καλωδιακά συγκροτήματα της Molex λειτουργούν σε μια σειρά από συχνότητες - από DC έως 65GHz.

Διαφορετικοί σύνδεσμοι για διαφορετικές ανάγκες

Φυσικά, υπάρχουν μια πληθώρα συνδέσεων που προσφέρουν μια σειρά χαρακτηριστικών που ταιριάζουν στις εφαρμογές IoT και η επιλογή του σωστού συνδέσμου είναι κρίσιμη, όχι μόνο όσον αφορά την επίτευξη του απαιτούμενου επιπέδου απόδοσης, αλλά και για τη διατήρηση του αποτυπώματος των κόμβων IoT και των αισθητήρων απόλυτο ελάχιστο.

Συνδέσεις μνήμης

Αν και η συγκόλληση της μνήμης απευθείας σε μια σανίδα θα ελαχιστοποιήσει το χώρο, μπορεί επίσης να περιορίσει την ευελιξία. Έχοντας αυτό υπόψη, πολλοί μηχανικοί επιλέγουν μονάδες μνήμης, επιτρέποντάς τους να επεκτείνουν τη διαθέσιμη μνήμη εάν χρειάζονται πρόσθετη επεξεργασία ή άλλες επιλογές. Τόσο η Molex όσο και η TE Connectivity προσφέρουν εξαιρετικές λύσεις σε αυτόν τον τομέα με τις σειρές των υποδοχών μνήμης και προσαρμοσμένων μονάδων μνήμης για εφαρμογές διακομιστή, αποθήκευσης και επικοινωνίας, καλύπτοντας και πάλι τις διαφορετικές απαιτήσεις των πελατών.

Υποδοχές πλακέτας-πίνακα

Συχνά, οι σχεδιαστές συστημάτων IoT στοιβάζουν πλακέτες για να επιτρέπουν την ευελιξία (όπως η σύνδεση διαφορετικών αισθητήρων σε μια τυποποιημένη πλακέτα επικοινωνιών) και οι συνδετήρες πλακέτας-πλακέτας ελεύθερου ύψους που παράγονται από την TE Connectivity έχουν σχεδιαστεί για τέτοιες εφαρμογές παράλληλης τοποθέτησης σε σανίδες. Ιδανικά για μείωση των εφαρμογών, αυτές οι ευέλικτες μονάδες χρησιμοποιούν υπο-μικροσκοπικές συνδέσεις και είναι κατάλληλες για ένα ευρύ φάσμα χρήσεων διασυνδέσεων.

Οι σύνδεσμοι ελεύθερου ύψους προσφέρουν μια σειρά από μεγέθη θέσεων από 40 έως 440 θέσεις στα σημεία επαφής των 0,5 mm, 0,6 mm, 0,8 mm και 1 mm. Συνδυάζοντας διάφορους συνδυασμούς ύψους περιβλήματος κάθετου βύσματος και υποδοχής, τα ύψη στοίβαξης από 4mm έως 20mm μπορούν να επιτευχθούν σε βήματα 1mm. Εάν χρειάζονται περαιτέρω εξοικονόμηση χώρου, οι ευέλικτες συνδέσεις μεταξύ τους επιτρέπουν την τοποθέτηση των πλακών σε οποιαδήποτε θέση που είναι η πλέον κατάλληλη για την ελαχιστοποίηση του αποτυπώματος μιας συσκευής.

Ταυτόχρονα, οι εύκαμπτοι σύνδεσμοι καλωδίων μπορούν να προσφέρουν εξαιρετικά υψηλή πυκνότητα σύνδεσης σε συνδυασμό με μικρά μεγέθη βήματος. Για να ικανοποιήσει τη συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση για μικρότερες και πιο αξιόπιστες συνδέσεις, η Molex έχει αναπτύξει μια σειρά από διασυνδέσεις χαμηλού προφίλ / υψηλής πυκνότητας με βήματα από 0,2mm σε 2mm και σχεδιασμό διπλής επαφής που αυξάνει την αξιοπιστία σύνδεσης.

Συνδέσεις ισχύος και δεδομένων

Ενώ μερικοί ασύρματοι αισθητήρες μπορούν να αποδώσουν ζωή μπαταρίας έως και 20 χρόνια, υπάρχουν πολλές εφαρμογές IoT, ιδιαίτερα στο βιομηχανικό διαδίκτυο των πραγμάτων (IIoT), όπου οι συσκευές που κινούνται μέσω καλωδίων μπορούν να απομακρύνουν το βάρος της αντικατάστασης των μπαταριών. Η ύπαρξη ενσύρματου καλωδίου επιτρέπει επίσης στους σχεδιαστές να ενσωματώσουν επεξεργαστές υψηλότερης ισχύος και περιφερειακά μέσα στα σχήματα τους.

Όταν η ισχύς και τα δεδομένα πρέπει να συνδυαστούν, οι συνδετήρες 2mm είναι μια τυπική επιλογή, όπως αυτές που διατίθενται από τη Samtec. Οι υποδοχές βύσματος, οι κεφαλές, οι τερματικοί σταθμοί και οι συσσωρευτές πλακών είναι διαθέσιμες σε σχέδια χαμηλού προφίλ, υψηλών προδιαγραφών και υψηλής πυκνότητας για τη σύνδεση πολλαπλών πλακών μαζί. Μεταξύ των διαφόρων διαθέσιμων επιλογών είναι οι κατακόρυφοι και οι ορθογώνιοι / οριζόντιοι προσανατολισμοί, καθώς και οι διαμπερείς οπές, η επιφανειακή τοποθέτηση, η συμπίεση με πίεση και οι τερματικές διελεύσεις.

Εάν ένας μηχανικός σχεδιασμού IoT ψάχνει για έναν πιο συμπαγή τύπο από τους πιο συμβατικούς συνδέσμους 2mm, η TE προσφέρει 1.5mm AMP CT συνδέσεις, οι οποίες είναι μικροσκοπικές λύσεις διασύνδεσης μεταξύ καλωδίων, ενώ η Samtec προσφέρει υποδοχή στοίβαξης 1,27 mm και πλακέτες ακροδεκτών. Αυτά τα ανθεκτικά, χαμηλού κόστους προϊόντα συνδυάζουν χαμηλό προφίλ με υψηλή πυκνότητα και διατίθενται σε μια σειρά από προσανατολισμούς και στυλ επαφών.

Αποτροπή των συνδέσεων

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, μερικές εφαρμογές χρειάζονται συσκευές IoT ανθεκτικές στο νερό ή εισροή σκόνης και αυτή η απαίτηση μπορεί να αντιμετωπιστεί με προϊόντα όπως οι ελαφρές οικογένειες βιομηχανικών συνδετήρων Han® HARTING. Αυτά τα προϊόντα μπορούν να μεταφέρουν τόσο ισχύ όσο και δεδομένα και είναι ιδανικά για τη σύνδεση μονάδων θέρμανσης ή ψύξης, ανεμιστήρων, τερματικών ελέγχου, συστημάτων φωτισμού, μηχανισμών κίνησης και δονητικών μεταφορέων. Σε υπαίθριες εγκαταστάσεις η οικογένεια προσφέρει προστασία από την είσοδο σκόνης και υγρών μέχρι και IP65.

Διαμορφώσιμες συνδέσεις

Φυσικά, στη μεγάλη πλειοψηφία των εφαρμογών IoT και IIoT, ο χώρος είναι πάντα ένας βασικός παράγοντας. Έτσι, αντί να εργάζεστε με τα τυπικά προϊόντα που δεν μπορούν να περιέχουν περισσότερες πληροφορίες από ό, τι απαιτείται - και συνεπώς καταλαμβάνουν άσκοπα χώρο - έχει συχνά νόημα να εργάζεστε με συνδέσμους που μπορούν να διαμορφωθούν έτσι ώστε να ανταποκρίνονται στις ακριβείς ανάγκες μιας εγκατάστασης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η Samtec, για παράδειγμα, προσφέρει τη δυνατότητα στους μηχανικούς σχεδίασης να δημιουργούν ακριβώς τις επιλογές των υποδοχών που χρειάζονται μέσω της γνήσιας και εύχρηστης δυνατότητας ρύθμισης.

Η αξιοπιστία και το κόστος είναι καθοριστικής σημασίας

Ταυτόχρονα, η επιλογή του σωστού συνδέσμου για μια συγκεκριμένη εφαρμογή θα έχει αξιοπιστία και κόστος μεταξύ των πιο σημαντικών κριτηρίων. Έχοντας αυτό υπόψη, η TE Connectivity έχει αναπτύξει την γκάμα ακροδεκτών ταχείας σύνδεσης FASTON, η οποία περιλαμβάνει ακροδέκτες χαμηλής έντασης, μονάδες υψηλής θερμοκρασίας και τερματικά χαμηλού προφίλ. Διατίθενται σε μονωμένες και μη μονωμένες εκδόσεις, σε ευθείες και σε διαμορφωμένες σημαίες και με διάφορες επιλογές επιμετάλλωσης, τα τερματικά διαθέτουν δοχεία με απαλλαγή από την καταπόνηση με θετική κλειδαριά για εύκολη εγκατάσταση και ασφαλή συγκράτηση.

συμπέρασμα

Είναι σαφές ότι παρόλο που υπάρχουν αμέτρητα πλεονεκτήματα στην ασύρματη συνδεσιμότητα κατά το σχεδιασμό συστημάτων και εγκαταστάσεων IoT, και κυρίως της δυνατότητας να συλλαμβάνουν και να μοιράζονται δεδομένα σε μεγάλες αποστάσεις με πολύ χαμηλή ισχύ, εξακολουθεί να υπάρχει σημαντική αγορά για ενσύρματες συνδέσεις και πολλά -the-art modules έχουν αναπτυχθεί με αυτές τις εφαρμογές στο μυαλό.

Οι κορυφαίοι στην αγορά ειδικοί έχουν δημιουργήσει ένα τεράστιο φάσμα διαφορετικών λύσεων σύνδεσης για εφαρμογές IoT και όλες αυτές μπορούν να παρέχονται και να υποστηρίζονται από τη Farnell, ανεξαρτήτως της εγκατάστασης και των ατομικών απαιτήσεων των πελατών. Μικρή, αξιόπιστη, ισχυρή, ανθεκτική και χωρίς μπαταρίες - αυτά είναι τα οφέλη που προσφέρουν τα συστήματα συνδεσιμότητας που βασίζονται στο υλικό, τα οποία οι σχεδιαστές του IoT πρέπει να γνωρίζουν όταν εργάζονται σε έργα σήμερα και στο μέλλον.

Cliff Ortmeyer, παγκόσμιος υπεύθυνος τεχνικού μάρκετινγκ, Farnell.