Board-to-Board konektor v architektuře automobilového palubní síť
Palubní průvodčí všech dat
Moderní palubní sítě v automobilech se mění, zejména v důsledku požadavků kladených elektromobilitou, autonomním řízením a 4K-HD-infotainmentem. Konektory typu „konektor deska-deska“ hrají díky svým speciálním vlastnostem klíčovou roli při zvládání této změny, aby byly zajištěny vysoké přenosové rychlosti při krátkých dobách latence.
Jak je známo, palubní síť (palubní síť) vozidla je komplexní síť elektrických spojů, která propojuje všechny elektrické a elektronické komponenty. Patří mezi ně řídicí jednotky, senzory, akční členy, osvětlovací systémy, infotainment a také konektor (konektory).
Tři současné hlavní trendy v automobilovém průmyslu – automatizované, elektrické a propojené řízení – vyžadují zásadní změnu současné elektricko-elektronické (E/E) architektury. Architektury E/E se totiž mění z klasické decentralizované struktury sestávající z až 100 řídicích jednotek směrem k doménové architektuře, v níž jsou řídicí jednotky seskupeny do funkčních oblastí. Každá doména má koordinační vysoce výkonný počítač (HPC), čímž se snižuje náročnost kabeláže a instalace, stejně jako náklady a hmotnost. Novinkou je v vozidle tzv. „zónová architektura“ (zónová architektura), v níž jsou funkce sdruženy do lokálního zónového řadiče, čímž se snižuje počet řídicích jednotek i náročnost kabeláže.
Tři současné hlavní trendy v automobilovém průmyslu – automatizované, elektrické a propojené řízení – vyžadují zásadní změnu současné elektricko-elektronické (E/E) architektury. Architektury E/E se totiž mění z klasické decentralizované struktury sestávající z až 100 řídicích jednotek směrem k doménové architektuře, v níž jsou řídicí jednotky seskupeny do funkčních oblastí. Každá doména má koordinační vysoce výkonný počítač (HPC), čímž se snižuje náročnost kabeláže a instalace, stejně jako náklady a hmotnost. Novinkou je v vozidle tzv. „zónová architektura“ (zónová architektura), v níž jsou funkce sdruženy do lokálního zónového řadiče, čímž se snižuje počet řídicích jednotek i náročnost kabeláže.



konektor v systémové architektuře palubních sítí
Takové strukturální změny mění také požadavky kladené na konektor typu „konektor deska-deska“, který tyto architektury podporuje a realizuje. Úkol přenášet nyní výrazně větší datové toky a zpracovávat je v ještě výkonnějším řídicí jednotka do uceleného obrazu výrazně mění výkonnostní parametry konektoru.
Součástí odpovědnosti za přenos dat jsou také různé přenosové technologie, které musí zajistit dostatečnou šířku pásma. Mezi ně patří:
Součástí odpovědnosti za přenos dat jsou také různé přenosové technologie, které musí zajistit dostatečnou šířku pásma. Mezi ně patří:
- LIN (Local Interconnect Network) jako velmi cenově výhodná technologie pro aplikace, které nejsou bezpečnostně relevantní a nejsou časově kritické, jako jsou dveřní zámky, osvětlení nebo klimatizace
- CAN (Controller Area Network) jako nejčastěji používaná přenosová technologie pro řízení motoru, převodovky, startéru nebo pro systémy řízení baterií
- FlexRay s kroucenou dvojlinkou pro přenos dat pro časově a/nebo bezpečnostně kritické aplikace, jako je řízení nebo brzdy
- MOST (Media Oriented System Transport) jako optický kabel pro multimediální a infotainment systémy
- Automotive Single Pair Ethernet (SPE) jako relativně nová technologie, která díky své šířce pásma získává stále
- větší oblibu SerDes (Serializer/Deserializer) pro vysokorychlostní přenos dat, ideální pro kamery nebo displeje
Je v zájmu automobilového průmyslu používat co nejméně různých přenosových technologií, aby se snížila složitost kabeláže. V tomto smyslu hraje větší roli Automotive Ethernet, přičemž se sází také na CAN (CAN FD a CAN XL) a také na LIN a SerDes. Z toho lze odvodit klíčové požadavky na konektory typu „board-to-konektor“, přičemž normy LV214 poskytují informace o jejich vlastnostech.
Vysoká rychlost, ochrana proti EMC, odolnost a miniaturizace

Vzhledem k vývoji senzorů a představené architektuře E/E se objemy přenášených dat stále více přiklánějí k vysokorychlostnímu přenosu, který závisí především na řízení impedance konektoru. Pokud tato impedance kolísá, dochází k rezonancím, které zase vedou ke ztrátám při přenosu signálu. konektor přitom kvůli své geometrii vždy představuje potenciální riziko kolísání impedance, které je způsobeno mimo jiné změnami materiálu nebo geometrie. Impedance je
totiž určována indukčními a kapacitními vlastnostmi, které závisí na velikosti, uspořádání a konstrukci pinu. Negativní vliv mají zejména změny průřezu, a proto je nutné je co nejvíce minimalizovat. Kromě toho mohou mít negativní vliv i dielektrika (elektricky slabě vodivé nebo nevodivé látky) v blízkosti signálové dráhy, a proto je stejně důležitý výběr správného materiálu izolačního tělesa. Dále dochází také k ovlivnění ztrátami při vazbě, tedy ztrátami v místě kontaktu nože a pružiny. A konečně mohou být kolísání impedance způsobena vyčnívajícími vodivými prvky, které působí jako anténa. Všechny tyto jevy se souhrnně označují jako „insertion loss“ (poměr výstupního signálu k vstupnímu), také nazývaný „vložný útlum“ (vkládací útlum). K tomu se přidává ještě „return loss“ (útlum odrazu – zpětný útlum), který popisuje podíl odraženého signálu k přenášenému signálu.V souvislosti s postupující miniaturizací sestav hraje ochranu proti elektromagnetickým rušením (EMC) zvláštní roli: vysokofrekvenční signály, které při tom vznikají, jsou totiž obzvláště náchylné k rušení způsobenému nežádoucími elektromagnetickými jevy. I ty nejmenší rušení stačí k rozsáhlému zkreslení datového přenosu, nesprávným měřicím signálům senzorů a nesprávným řídicím příkazům – což je scénář, který je z hlediska bezpečnosti naprosto nepřijatelný.
Pomáhá stíněný konektor, protože v sestavě působí konektor vždy jak jako pohlcovač rušení, tak jako zdroj rušení. Součástka může být rušena i jinými komponenty a zároveň sama působí elektromagneticky na okolní součástky. stínění zde oba efekty snižuje přibližně o faktor 100 až 200.
totiž určována indukčními a kapacitními vlastnostmi, které závisí na velikosti, uspořádání a konstrukci pinu. Negativní vliv mají zejména změny průřezu, a proto je nutné je co nejvíce minimalizovat. Kromě toho mohou mít negativní vliv i dielektrika (elektricky slabě vodivé nebo nevodivé látky) v blízkosti signálové dráhy, a proto je stejně důležitý výběr správného materiálu izolačního tělesa. Dále dochází také k ovlivnění ztrátami při vazbě, tedy ztrátami v místě kontaktu nože a pružiny. A konečně mohou být kolísání impedance způsobena vyčnívajícími vodivými prvky, které působí jako anténa. Všechny tyto jevy se souhrnně označují jako „insertion loss“ (poměr výstupního signálu k vstupnímu), také nazývaný „vložný útlum“ (vkládací útlum). K tomu se přidává ještě „return loss“ (útlum odrazu – zpětný útlum), který popisuje podíl odraženého signálu k přenášenému signálu.V souvislosti s postupující miniaturizací sestav hraje ochranu proti elektromagnetickým rušením (EMC) zvláštní roli: vysokofrekvenční signály, které při tom vznikají, jsou totiž obzvláště náchylné k rušení způsobenému nežádoucími elektromagnetickými jevy. I ty nejmenší rušení stačí k rozsáhlému zkreslení datového přenosu, nesprávným měřicím signálům senzorů a nesprávným řídicím příkazům – což je scénář, který je z hlediska bezpečnosti naprosto nepřijatelný.
Pomáhá stíněný konektor, protože v sestavě působí konektor vždy jak jako pohlcovač rušení, tak jako zdroj rušení. Součástka může být rušena i jinými komponenty a zároveň sama působí elektromagneticky na okolní součástky. stínění zde oba efekty snižuje přibližně o faktor 100 až 200.

Klíčové slovo: odolnost. Nárazy a vibrace ohrožují stabilitu přenosu dat stejně jako chemické a tepelné vlivy prostředí způsobené extrémními teplotami, silnými teplotními výkyvy, škodlivými plyny, vlhkostí a nečistotami. povrch kontaktu (kontaktní plocha) rozhodujícím způsobem určuje životnost konektoru, protože během provozu dochází k mikropohybům mezi oběma částmi konektoru, které v dlouhodobém horizontu vedou k oděru povrchu, a tím ke zvýšenému přechodový odpor (přechodovému odporu) a následně k méně efektivnímu přenosu signálu. Kvalitní a odolný povrchová úprava kontaktu (povlak kontaktů) pomáhá tento oděr povrchu snížit na minimum.
V kontaktním systému se osvědčuje oboustranná lišta typu „zásuvková lišta“, protože v každém okamžiku je zaručen vždy jeden kontaktní bod, a to nezávisle na vnějších vlivů. Ještě robustnější je „hermafroditní“ kontaktní systém, protože kontakty se při zasunutí vzájemně proplétají a zajišťují tak maximální spolehlivost kontaktu.
V kontaktním systému se osvědčuje oboustranná lišta typu „zásuvková lišta“, protože v každém okamžiku je zaručen vždy jeden kontaktní bod, a to nezávisle na vnějších vlivů. Ještě robustnější je „hermafroditní“ kontaktní systém, protože kontakty se při zasunutí vzájemně proplétají a zajišťují tak maximální spolehlivost kontaktu.
U jednodílných konektorů se upouští od zranitelné kontaktní oblasti, čímž se dosahuje nejvyšší odolnosti vůči vnějším vlivům. Připojení se provádí pomocí technologie „technologie press-fit“, při které se lisovací kolík (zalisovací kolík) vtlačí do prokovený otvor v desce plošných spojů, čímž dochází k svařování za studena mezi měděnou objímkou a lisovací zónou (zalisovací zóna). Vzniká tak plynotěsné, zalévatelné spojení s deskou plošných spojů, které nabízí desetkrát lepší intenzita poruch než automaticky pájené konektor.

Vzhledem k omezenému montážnímu prostoru v automobilech je pro senzory a řídicí jednotky málo místa, což zase znamená, že u konektorů (konektor) je třeba při stejném nebo dokonce vyšším výkonu ještě více zmenšit rozměry. Ideální je pro to technologie povrchové montáže (SMT), protože na rozdíl od technologie lisování (technologie press-fit) umožňuje výrazně menší rozteč (rozteč) a oboustranné osazení desky plošných spojů.
Tendence montovat do sestav stále více a stále menších konektorů má za následek, že se prodlužují řetězce tolerancí a konektor musí kompenzovat stále větší tolerance jak při montáži, tak i během provozu. K tomuto účelu již existují konektory, které dokážou ještě lépe tlumit nárazy a vibrace.
Tendence montovat do sestav stále více a stále menších konektorů má za následek, že se prodlužují řetězce tolerancí a konektor musí kompenzovat stále větší tolerance jak při montáži, tak i během provozu. K tomuto účelu již existují konektory, které dokážou ještě lépe tlumit nárazy a vibrace.
Tři vhodné produktové řady společnosti ept

Produkty Zero8 nabízejí nejvyšší škálovatelnost s individuálně přizpůsobitelnými typy, výškou stohování a počtem kontaktů, přičemž umožňují vzdálenost mezi deskami plošných spojů od 6 do 21 mm a variabilní počet kontaktů od 12 do 80. Konektory jsou vzájemně kompatibilní a libovolně kombinovatelné, s jednostranným nebo oboustranným stínění. Robustní připojovací technologie ScaleX zajišťuje spolehlivé spojení i při nárazech a vibracích, kompenzuje tolerance a nabízí ochranu proti elektromagnetickým rušením (EMC) pro přenosová rychlost 16 Gbit/s.
Podrobnosti o Zero8
Podrobnosti o Zero8

Produkty Colibri představují stíněné, dvouřadé SMT-konektor s roztečí 0,5 mm, které jsou kompatibilní s PICMG COM Express®, SFF-SIG CoreExpress® a nano-ETXexpress. Zásuvky pro moduly COM nabízejí 196 signálních a 24 zemnicích pinů, zatímco Plugy pro nosné desky jsou volitelně k dispozici s vodicími kolíky, stíněním a SMT-upevněním. Systém COM Express Colibri nabízí vynikající integrita signálu pro přenosy přesahující 25 Gbit/s, což je ideální pro vysokorychlostní aplikace s omezeným montážním prostorem.
Podrobnosti o systému Colibri
Podrobnosti o systému Colibri

Jako třetí produktová řada nabízí One27 robustní a kompaktní propojení desek plošných spojů v provedení SMT s rozteč 1,27 mm. Podporují vzdálenosti mezi deskami plošných spojů od 8 do 20 mm a jsou k dispozici s 12 až 80 kontakty, stejně jako v podobě konfekce kabelů. Jsou možné jak paralelní, tak úhlové propojení; jsou obzvláště robustní a snadno zpracovatelné, přičemž je zajištěno spolehlivé kontaktování a vysoká flexibilita při uspořádání desek plošných spojů.
Podrobnosti o One27
Podrobnosti o One27
Při pohledu do budoucnosti bude autonomní řízení úzce spojeno s dalším vývojem technologií pro přenos dat a komunikaci. Klíčové aspekty, jako je připojení 5G, kyberbezpečnost, komunikace V2X, edge computing a technologie blockchain, budou mít zásadní vliv na přenos dat, ale jisté zůstává soužití palubních sítí a konektorů, které jednou umožní vznik automobilu bez volantu.
Hledáte konkrétní konektor?
Seznam produktů

Máte ještě nějaké dotazy?
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de

