Conectores Ethernet para la próxima generación de vehículos de alto rendimiento

A medida que los fabricantes de vehículos de alto rendimiento se esfuerzan por cumplir con las normativas que cambian rápidamente y las exigencias de los clientes de vehículos más seguros, ecológicos y productivos, se están dando cuenta de que las redes de bus CAN simplemente no pueden soportar la mayor conectividad de datos requerida para una funcionalidad avanzada. El protocolo de Ethernet de un solo par con velocidades de 100 Mb/s (100BASE-T1) o 1 Gb/s (1000BASE-T1) es cada vez más importante para los diseñadores de vehículos de alto rendimiento a medida que aumentan las exigencias de funcionalidad avanzada y las necesidades de datos. 

Los fabricantes de transporte industrial y comercial son relativamente nuevos en este protocolo, y el desarrollo de productos específicamente para componentes Ethernet para este mercado ha sido limitado. Sin embargo, la industria se beneficia del hecho de que la industria automotriz ha estado incorporando Ethernet en vehículos de pasajeros desde 2005. Los diseñadores de vehículos de alto rendimiento pueden usar conectores Ethernet tanto de la industria automotriz como los desarrollados específicamente para soportar los entornos hostiles de los sitios de trabajo industriales y comerciales, como en la construcción, la minería y la agricultura.

A medida que los diseñadores de vehículos industriales y comerciales buscan actualizar los sistemas y las redes de conectividad en sus vehículos, se pueden diseñar muchas aplicaciones de datos de alta velocidad utilizando la tecnología de conectores que se ha desarrollado durante los últimos años para su uso en la industria automotriz. 

Los diseñadores de vehículos de pasajeros y camiones ligeros han estado utilizando redes y componentes de Ethernet para habilitar funciones como las de diagnóstico, infoentretenimiento en el vehículo, sistemas de cámaras de visión trasera y lateral, control de crucero adaptativo y mucho más. El uso de Ethernet permite un mayor ancho de banda para satisfacer la creciente necesidad de más datos. A medida que los sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) y otras funciones automatizadas se vuelven más frecuentes, lo que tarde o temprano lleva a una autonomía total, que requiere radar, lidar y más sensores, los diseñadores deben incorporar redes Ethernet para poder administrar las necesidades de conectividad de datos de hoy y del futuro.

Los diseñadores de vehículos de alto rendimiento pueden elegir conectores Ethernet automotrices en lugares no expuestos a las inclemencias meteorológicas o los golpes extremos, como en la cabina, donde no se necesitan conectores más resistentes y cables de mayor longitud. Esto también ayudará a controlar los costos y ahorrar espacio y peso.

Por ejemplo, nuestros conectores MATEnet se desarrollaron originalmente para las redes de Ethernet automotriz de IEEE. Los conectores MATEnet son modulares y escalables y se pueden utilizar en diferentes configuraciones, como aplicaciones de varios puertos o selladas/blindadas. Se pueden utilizar para sensores ADAS, sistemas de cámaras de 360°, unidades telemáticas, diagnósticos integrados, aplicaciones de infoentretenimiento en el tablero y otras aplicaciones similares que requieren volúmenes de datos de tamaño intermedio a alto y latencias bajas. Nuestros conectores MATEnet son capaces de velocidades de transmisión de datos de hasta 100 Mb por segundo hasta 1 Gb por segundo, conforme a IEEE 100BASE-T1/1000BASE-T1, y los conectores se pueden utilizar con cables de par trenzado con o sin blindaje. Las interconexiones MATEnet se basan en los terminales NanoMQS comprobados, que son contactos miniaturizados de grado automotriz que ofrecen una alta solidez contra la vibración.

Tener más de una década de experiencia en aplicaciones de Ethernet automotrices, así como experiencia en ingeniería en sensores y el sector del transporte industrial y comercial como lo hacemos en TE,  puede ser valioso para los fabricantes en las primeras etapas del diseño. Nuestros ingenieros y expertos en productos trabajan juntos para ayudar a los diseñadores del OEM a delinear la arquitectura del vehículo para optimizar el peso, el espacio y el costo utilizando Ethernet solo cuando sea necesario y usando los conectores Ethernet automotrices en áreas ideales para permitir el procesamiento de datos de alta velocidad para la funcionalidad avanzada que los clientes solicitan.

Los entornos y desafíos a los que se enfrentan los vehículos industriales y comerciales pueden ser mucho más difíciles que los que experimentan los automóviles de pasajeros y los camiones ligeros. Además, la diferencia de tamaño por sí sola crea más desafíos para la integridad de la señal para aplicaciones de Ethernet. En un automóvil, la mayor distancia que tiene que recorrer una señal Ethernet es de 15 metros. En vehículos de alto rendimiento en camiones de carretera, construcción, minería y mucho más, debe mantenerse la integridad de la señal durante longitudes más largas, de hasta 40 metros, mientras se soportan esas condiciones más difíciles. 

En los automóviles, los sensores y los sistemas de cámaras que proporcionan vistas en tiempo real para la seguridad o las funciones automatizadas generalmente solo tienen que trabajar en calles sin muchos obstáculos y donde los patrones y el terreno son similares. En los vehículos de construcción y agricultura, tales sistemas deberán discernir mucho más. Los sistemas deben ser capaces de ver, detectar y transmitir datos que puedan evaluar si algo en el suelo es un palo, una cuerda, una tubería de acero o un cable, por ejemplo, algo inofensivo para atropellar frente a algo que podría causar un riesgo de seguridad o dañar el vehículo. En este caso, se necesitarían cámaras y sensores con sensores de mayor definición o multiespectrales. Una funcionalidad más avanzada como esta y más dependería de Ethernet de 1 Gb/s.

Los sensores, cables y conectores Ethernet para estos vehículos de alto rendimiento deben ser lo suficientemente resistentes y robustos como para poder funcionar en entornos hostiles tanto fuera como dentro del chasis. Deben diseñarse para aplicaciones donde son comunes el polvo, la suciedad, la humedad, las temperaturas extremas y las altas vibraciones. Lo ideal es que también se les pueda realizar mantenimiento en el campo. 

En el desarrollo de productos, la seguridad funcional debe ser un aspecto fundamental para los diseñadores desde las etapas iniciales del diseño. Con la automatización, muchas funciones básicas de conducción y automáticas en el vehículo se relacionan con la seguridad para que haya menos riesgo para los conductores, otros miembros del personal en los lugares de trabajo y otros automóviles y camiones ligeros en las carreteras. La probabilidad de falla del sistema debe ser mínima, y si se produce un error, el sistema debe permitir que el vehículo responda adecuadamente. En los procesos de diseño, gestión de calidad y desarrollo de los fabricantes se deben priorizar estos aspectos de seguridad. 

Los fabricantes que resuelvan estos desafíos darán a sus clientes una ventaja competitiva a medida que las nuevas redes y conectores Ethernet les permitan integrar sin problemas más dispositivos en la red y acelerar la conectividad de datos en sus vehículos, lo que aumenta la seguridad y la productividad para los usuarios finales.

Actualmente, los conectores Ethernet resistentes para vehículos industriales y comerciales se pueden encontrar en dos categorías: aplicaciones que transmiten datos de hasta 100 megabits por segundo y aplicaciones que requieren transmisiones de datos de hasta 1 gigabit por segundo. En algunos casos, los conectores Ethernet diseñados para la industria de vehículos industriales y comerciales utilizan un conector automotriz como base o son una extensión de una serie utilizada originalmente para vehículos de pasajeros.

En TE, combinamos nuestros terminales MCON automotrices con carcasas más resistentes y actualizamos el diseño para cumplir con la especificación 100BASE-T1 al crear un nuevo conector Ethernet sellado llamado enetSEAL+. Esta nueva generación de conectores enetSEAL+ permite una conexión de datos de hasta 100 Mb por segundo y proporciona conexiones sólidas, completamente dobles, de cable a cable para pantallas multifunción, telemática, unidades de telemetría, módulos de infoentretenimiento y controladores de acceso a medios. Se pueden utilizar para conectar cámaras externas y módulos de detección para mejorar el conocimiento de la situación del operador y la seguridad utilizando protocolos de comunicación de transmisión de señal diferencial Ethernet. Es importante destacar que, en el mercado de vehículos de alto rendimiento, los conectores sellados enetSEAL+ también se pueden reparar en el campo.

Otras características incluyen las siguientes:

• El diseño óptimo y de alta calidad ayuda a reducir los costos de fabricación y servicio.
• Sellado para brindar resistencia al polvo y al agua conforme a las clasificaciones IP67 e IP69 (con carcasa posterior).
• Tecnología de punto de varios contactos para una mayor confiabilidad.
• La función de bloqueo secundario incorporada está diseñada para asegurar la retención de contactos.
• La aplicación modular es posible con dos codificaciones y múltiples espesores de panel para aplicaciones de paso o ECU. Los OEM pueden utilizar la cadena de suministro existente de la fabricadora de arneses.
  

Publicado originalmente en ATZheavy duty en todo el mundo