Board-to-Board csatlakozó-ek az autóipari fedélzeti hálózat-architektúrákban
Minden adat fedélzeti kísérője
Az autóipari fedélzeti hálózatok átalakulóban vannak, elsősorban az e-mobilitás, az autonóm vezetés és a 4K-HD-infotainment által támasztott követelmények miatt. A speciális tulajdonságokkal rendelkező NYÁK-NYÁK csatlakozó-ek kulcsszerepet játszanak ennek az átalakulásnak a kezelésében, hogy biztosítva legyenek a magas adatátviteli sebességek és a rövid késleltetési idők.
Mint köztudott, a jármű fedélzeti hálózat egy komplex elektromos kapcsolatokból álló hálózat, amely összeköti az összes elektromos és elektronikus alkatrészt. Ide tartoznak a vezérlőegységek, érzékelők, működtetők, világítási rendszerek, infotainment-rendszerek, valamint a csatlakozók (csatlakozó).
Az autóipar jelenlegi három nagy trendje – az automatizált, az elektromos és a hálózatba kapcsolt vezetés – a jelenlegi elektromos-elektronikus (E/E) architektúra alapvető átalakítását igényli. E/E architektúrák ugyanis átalakulóban vannak: a klasszikus, decentralizált szerkezetről – amely akár 100 vezérlőegységből is állhat – egy olyan doménarchitektúra felé haladnak, amelyben a vezérlőegységeket funkcionális területekbe csoportosítják. Minden domén rendelkezik egy koordináló nagy teljesítményű számítógéppel (HPC), így csökken a kábelezési és telepítési ráfordítás, valamint a költségek és a súly. Újdonságnak számít a járműben alkalmazott zónás architektúra (zónaarchitektúra), amelyben a funkciók egy helyi zónavezérlőben vannak összevonva, így csökken a vezérlőegységek száma és a kábelezési ráfordítás.
Az autóipar jelenlegi három nagy trendje – az automatizált, az elektromos és a hálózatba kapcsolt vezetés – a jelenlegi elektromos-elektronikus (E/E) architektúra alapvető átalakítását igényli. E/E architektúrák ugyanis átalakulóban vannak: a klasszikus, decentralizált szerkezetről – amely akár 100 vezérlőegységből is állhat – egy olyan doménarchitektúra felé haladnak, amelyben a vezérlőegységeket funkcionális területekbe csoportosítják. Minden domén rendelkezik egy koordináló nagy teljesítményű számítógéppel (HPC), így csökken a kábelezési és telepítési ráfordítás, valamint a költségek és a súly. Újdonságnak számít a járműben alkalmazott zónás architektúra (zónaarchitektúra), amelyben a funkciók egy helyi zónavezérlőben vannak összevonva, így csökken a vezérlőegységek száma és a kábelezési ráfordítás.



csatlakozó fedélzeti hálózatok rendszerarchitektúrájában
Az ilyen szerkezeti változások megváltoztatják a „NYÁK-NYÁK csatlakozó” (nyomtatott áramköri lapok közötti csatlakozó) előtt álló kihívásokat is, amely támogatja és megvalósítja ezeket az architektúrákat. Az a feladat, hogy most már lényegesen nagyobb adatáramokat továbbítson, és ezeket a még nagyobb teljesítményű vezérlőegység (vezérlőegységben) egy átfogó képpé dolgozza fel, jelentősen megváltoztatja a csatlakozó teljesítménytényezőit.
Az adatátvitelért a különböző átviteli technológiák is felelősek, amelyeknek biztosítaniuk kell a sávszélességet. Ide tartoznak:
Az adatátvitelért a különböző átviteli technológiák is felelősek, amelyeknek biztosítaniuk kell a sávszélességet. Ide tartoznak:
- A LIN (Local Interconnect Network) rendkívül költséghatékony technológia a biztonsági szempontból nem kritikus és időkritikus alkalmazásokhoz, mint például az ajtózárak, a világítás vagy a légkondicionáló
- rendszer. A CAN (Controller Area Network) mint a leggyakrabban használt átviteli technológia a motor, a sebességváltó, az indító vagy az akkumulátor-kezelő rendszerek
- vezérléséhez FlexRay sodrott kettős vezetékkel az adatátvitelhez idő- és/vagy biztonsági szempontból kritikus alkalmazásokhoz, mint például a kormányzás vagy a fékezés
- MOST (Media Oriented System Transport) mint üvegszálas kábel multimédiás és infotainment rendszerekhez
- Automotive Single Pair Ethernet (SPE) mint viszonylag új technológia, amely sávszélesség-kapacitása miatt egyre nagyobb elfogadottságot élvez
- SerDes (Serializer/Deserializer) nagy adatátvitelhez, ideális kamerákhoz vagy kijelzőkhöz
Az autóipar érdeke, hogy a lehető legkevesebb különböző átviteli technológiát alkalmazzon, hogy alacsony szinten tartsa a kábelezés komplexitását. Ennek fényében az Automotive Ethernet nagyobb szerepet játszik, ugyanakkor a CAN-ra (CAN FD és CAN XL), valamint a LIN-re és a SerDes-re is támaszkodnak. Ebből levezethetők a board-to-board csatlakozó-ekre vonatkozó központi követelmények, miközben az LV214 szabvány is információkat nyújt a tulajdonságokról.
Nagy sebesség, EMC-védelem, valamint robusztusság és miniatürizálás

Az érzékelők fejlesztése és a bemutatott E/E-architektúra miatt az átviendő adatmennyiségek egyre inkább a nagy sebesség felé tendálnak, ami elsősorban a csatlakozó impedanciájának szabályozásától függ. Ha ez ingadozik, rezonanciák lépnek fel, amelyek viszont a jelátvitel veszteségeihez vezetnek. Mivel a csatlakozó (csatlakozó) geometriája miatt mindig potenciális kockázatot jelent az impedanciaingadozásokra, amelyeket többek között anyag- vagy geometriai változások idéznek elő. Az impedanciát
ugyanis az induktív és kapacitív tulajdonságok határozzák meg, amelyek a csap méretétől, elrendezésétől és kialakításától függenek. Ezen belül elsősorban a keresztmetszet-változásoknak van negatív hatása, ezért ezeket a lehető legnagyobb mértékben minimalizálni kell. Ezenkívül a jelútvonal közelében található dielektrikumok (elektromosan gyengén vezető vagy nem vezető anyagok) is negatív hatással lehetnek, ezért a megfelelő szigetelőanyag kiválasztása ugyanolyan fontos. Ezen felül a kapcsolási veszteségek, azaz a kés és a rugó érintkezési pontjánál fellépő veszteségek is befolyásolhatják az eredményt. Végül az impedanciaingadozásokat olyan kiálló vezetőelemek is okozhatják, amelyek antennaként működnek. Mindezeket a hatásokat „beillesztési veszteségnek” (a kimenő és a bemenő jel aránya) nevezik, más néven „beiktatási csillapítás”-nek. Ehhez kiegészítésképpen létezik még a „visszatérési veszteség” (reflexiós csillapítás) is, amely a visszavert jel arányát írja le az átvitelre szánt jelhez viszonyítva.Az alkatrészek folyamatos miniatürizálódása miatt az EMC-védelem különösen fontos szerepet kap: az itt fellépő nagyfrekvenciás jelek ugyanis különösen érzékenyek a nem kívánt elektromágneses hatások által okozott zavarokra. Már a legkisebb zavarok is elegendőek az adatátvitel jelentős torzulásához, az érzékelők hibás mérési jeleihez és a nem megfelelő vezérlőparancsokhoz – ami a biztonság szempontjából teljességgel elfogadhatatlan forgatókönyv.
Egy árnyékolt csatlakozó (csatlakozó) segít, mivel egy alkatrészben a csatlakozó mindig egyszerre működik zavarszűrőként és zavarforrásként is. Az alkatrész más alkatrészek által is zavarható, ugyanakkor maga is elektromágneses hatást gyakorol a környező alkatrészekre. Az árnyékolás (árnyékolás) mindkét hatást körülbelül 100-200-szorosára csökkenti.
ugyanis az induktív és kapacitív tulajdonságok határozzák meg, amelyek a csap méretétől, elrendezésétől és kialakításától függenek. Ezen belül elsősorban a keresztmetszet-változásoknak van negatív hatása, ezért ezeket a lehető legnagyobb mértékben minimalizálni kell. Ezenkívül a jelútvonal közelében található dielektrikumok (elektromosan gyengén vezető vagy nem vezető anyagok) is negatív hatással lehetnek, ezért a megfelelő szigetelőanyag kiválasztása ugyanolyan fontos. Ezen felül a kapcsolási veszteségek, azaz a kés és a rugó érintkezési pontjánál fellépő veszteségek is befolyásolhatják az eredményt. Végül az impedanciaingadozásokat olyan kiálló vezetőelemek is okozhatják, amelyek antennaként működnek. Mindezeket a hatásokat „beillesztési veszteségnek” (a kimenő és a bemenő jel aránya) nevezik, más néven „beiktatási csillapítás”-nek. Ehhez kiegészítésképpen létezik még a „visszatérési veszteség” (reflexiós csillapítás) is, amely a visszavert jel arányát írja le az átvitelre szánt jelhez viszonyítva.Az alkatrészek folyamatos miniatürizálódása miatt az EMC-védelem különösen fontos szerepet kap: az itt fellépő nagyfrekvenciás jelek ugyanis különösen érzékenyek a nem kívánt elektromágneses hatások által okozott zavarokra. Már a legkisebb zavarok is elegendőek az adatátvitel jelentős torzulásához, az érzékelők hibás mérési jeleihez és a nem megfelelő vezérlőparancsokhoz – ami a biztonság szempontjából teljességgel elfogadhatatlan forgatókönyv.
Egy árnyékolt csatlakozó (csatlakozó) segít, mivel egy alkatrészben a csatlakozó mindig egyszerre működik zavarszűrőként és zavarforrásként is. Az alkatrész más alkatrészek által is zavarható, ugyanakkor maga is elektromágneses hatást gyakorol a környező alkatrészekre. Az árnyékolás (árnyékolás) mindkét hatást körülbelül 100-200-szorosára csökkenti.

A robusztusság szempontjából: az ütések és a rezgések ugyanúgy veszélyeztetik az adatátvitel stabilitását, mint a kémiai és termikus környezeti hatások, például a szélsőséges hőmérsékletek, az erős hőmérséklet-ingadozások, a káros gázok, a nedvesség és a szennyeződés. A érintkezőfelület (érintkezőfelület) döntő mértékben meghatározza a csatlakozó élettartamát, mivel működés közben mikromozgások lépnek fel a csatlakozó két része között, amelyek hosszú távon felületi kopáshoz vezetnek, és így megnövekedett átmeneti ellenállás-hoz (átmeneti ellenállás), következésképpen pedig kevésbé hatékony jelátvitelhez. Egy kiváló minőségű és tartós érintkezőbevonat (érintkezőbevonat) segít ezt a felületi kopást a minimumra csökkenteni.
Az érintkezőrendszer esetében a kétoldalas rugós érintkezősáv (anya csatlakozó) jól szolgál, mivel külső hatásoktól függetlenül minden pillanatban garantált az érintkezési pont. Még robusztusabbá válik a rendszer egy „hermafrodit érintkezőrendszerrel”, mivel az érintkezők csatlakoztatáskor egymásba fonódnak, és így maximális érintkezési biztonságot biztosítanak.
Az érintkezőrendszer esetében a kétoldalas rugós érintkezősáv (anya csatlakozó) jól szolgál, mivel külső hatásoktól függetlenül minden pillanatban garantált az érintkezési pont. Még robusztusabbá válik a rendszer egy „hermafrodit érintkezőrendszerrel”, mivel az érintkezők csatlakoztatáskor egymásba fonódnak, és így maximális érintkezési biztonságot biztosítanak.
Az egyrészes csatlakozók esetében elkerülik a sérülékeny érintkezési területet, ami a külső hatásokkal szembeni legmagasabb szintű ellenállóképességet biztosítja. A csatlakozás „press-fit technológia” eljárással történik, amelynek során egy press-fit tüske-et nyomnak be a nyomtatott áramköri lap furatgalvanizált furat-jébe, ami hideghegesztést eredményez a rézhüvely és az press-fit zóna között. Így jön létre egy gáztömör, önthető csatlakozás a nyomtatott áramköri lappal, amely tízszer jobb meghibásodási ráta-t biztosít, mint az automatizáltan forrasztott csatlakozó-ek.

Az autóiparban a korlátozott beépítési tér miatt szűkös a hely az érzékelők és a vezérlőegységek számára, ami viszont azt jelenti a csatlakozók (csatlakozó) számára, hogy azonos vagy akár nagyobb teljesítmény mellett még tovább kell csökkenteniük méreteiket. Ez ideális a felületre szerelési technológiához (SMT), mivel az – ellentétben az press-fit technológia-kel – jelentősen kisebb rácstávolságot (raszter) és a nyomtatott áramköri lap kétoldalas szerelését teszi lehetővé.
Az a tendencia, hogy az alkatrészcsoportokba egyre több és egyre kisebb csatlakozót (csatlakozó) építenek be, azt eredményezi, hogy a tűrésláncok hosszabbá válnak, és a csatlakozóknak mind a szerelés, mind az üzemeltetés során egyre nagyobb tűréseket kell kiegyenlíteniük. Erre a célra már léteznek olyan csatlakozók, amelyek még jobban képesek elnyelni az ütéseket és a rezgéseket.
Az a tendencia, hogy az alkatrészcsoportokba egyre több és egyre kisebb csatlakozót (csatlakozó) építenek be, azt eredményezi, hogy a tűrésláncok hosszabbá válnak, és a csatlakozóknak mind a szerelés, mind az üzemeltetés során egyre nagyobb tűréseket kell kiegyenlíteniük. Erre a célra már léteznek olyan csatlakozók, amelyek még jobban képesek elnyelni az ütéseket és a rezgéseket.
Három megfelelő termékcsalád az ept-től

A Zero8-termékek a legmagasabb fokú skálázhatóságot kínálják egyénileg testreszabható típusokkal, halmozási magasságokkal és pólusszámokkal, miközben 6–21 mm-es kártyatávolságokat és 12–80 közötti változó pólusszámokat tesznek lehetővé. A csatlakozók egymással kompatibilisek és szabadon kombinálhatók, egy- vagy kétoldali árnyékolás. A robusztus ScaleX csatlakozási technológia biztosítja a megbízható érintkezést ütések és rezgések esetén, kompenzálja a tűréshatárokat, és EMC-védelmet nyújt 16 Gbit/s-os adatátviteli sebesség-hez.
Részletek a Zero8-ról
Részletek a Zero8-ról

A Colibri-termékek árnyékolt, kétsoros, 0,5 mm-es raszter-SMT-csatlakozó, amelyek kompatibilisek a PICMG COM Express®, az SFF-SIG CoreExpress® és a nano-ETXexpress szabványokkal. A COM-modulokhoz készült receptaclek 196 jel- és 24 földelőcsapot kínálnak, míg a hordozólemezekhez készült Plugok opcionálisan vezetőcsapokkal, árnyékolással és SMT-rögzítéssel is kaphatók. A Colibri COM Express-rendszer kiváló jelintegritás-t biztosít 25 Gbit/s feletti sebességnél, ideális megoldás korlátozott beépítési térrel rendelkező nagy sebességű alkalmazásokhoz.
Részletek a Colibri-ról
Részletek a Colibri-ról

Harmadik termékcsaládként a One27 robusztus és kompakt SMT-nyomtatott áramköri lap-összekötőket kínál 1,27 mm-es raszter. Ezek 8–20 mm-es kártyatávolságokat támogatnak, 12–80 érintkezővel, valamint kábelkonfekcionálásként is kaphatók. Párhuzamos és derékszögű csatlakozások egyaránt lehetségesek; ezek különösen robusztusak és könnyen feldolgozhatók, miközben megbízható érintkezést és nagy rugalmasságot biztosítanak a nyomtatott áramköri lapok elrendezésében.
Részletek a One27-ről
Részletek a One27-ről
Ha a jövőbe tekintünk, az önvezető járművek szorosan összefonódnak majd az adatátviteli és kommunikációs technológiák továbbfejlesztésével. Az olyan kulcsfontosságú tényezők, mint az 5G-kapcsolat, a kiberbiztonság, a V2X-kommunikáció, valamint az edge computing és a blokklánc-technológia jelentősen befolyásolni fogják az adatátvitelt, de biztos, hogy továbbra is együtt fognak létezni a járműhálózatok és a csatlakozók, amelyek egy napon valóra váltják a kormánykerék nélküli autót.
Konkrét csatlakozót keres?
Terméklista

Van még kérdése?
Akkor kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot!
Érdeklődés az űrlapon
keresztül: +49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Akkor kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot!
Érdeklődés az űrlapon
keresztül: +49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de

