传感器、边缘控制器和移动设备等终端产品的尺寸不断缩小,给连接器设计带来了挑战。

电子产品不断变得越来越小。工业应用要求机器占用更少的空间。汽车、交通运输和航空航天应用因成本和能效的限制而存在尺寸和重量的限制。为了满足消费者对便捷性的需求,手机从鞋盒大小缩小到口袋大小,电视也从笨重的家具变成了时尚的墙面装饰。然而,所有这些应用仍然需要可靠的性能。连接器是确保设备和装置的质量、功能和耐用性的重要组成部分。
“随着工业系统越来越趋向模块化和设备小型化,连接器技术解决方案必须同步发展,支持在狭小空间内实现高性能数据和电力传输,”ATTEND的产品经理Leon Hung表示。连接器技术的进步继续适应这一趋势,面对小型化带来的连接挑战也不例外。如传感器、边缘控制器和移动设备的体积持续减小,Hung解释说,连接设计必须提供解决这些常见问题的方案:
* 有限的PCB和面板空间
设备必须在更小的占地面积内集成更多功能,严重限制了连接器的尺寸和数量。
* 设计复杂性增加
当电源和数据需要不同的连接器设计时,内部布线和安装的复杂性显著增加,影响生产效率和维护成本。
* 重量和移动性
在移动设备中,如AGV(自动导引车)或可穿戴终端,减少电缆和连接器体积可有效降低整体重量,提高操作效率和电池寿命。
* 增强的环境耐久性要求
即使尺寸减小,连接器设计也必须保持工业级防护能力,抵御灰尘、水和振动等影响,从而确保在恶劣环境中可靠运行。
“基于连接器设计这些要求,客户通常寻求具有高集成度(共享电源和数据)和小型化外形尺寸的连接解决方案,同时保持高速传输和机械耐用性。这些集成解决方案不仅解决了空间限制,还简化了系统架构并提高了整体连接器产品可靠性。”Hung说道。

两个重要的连接器技术发展是单对以太网(SPE)和微型圆形连接器。“SPE与微型连接器产品的结合使工程师能够设计出尺寸更小、功能更强的智能工业设备,同时不会影响可靠性或其它性能。”Hung说道。
SPE是目前满足小型化需求的最重要技术之一。由于SPE仅使用单根双绞线进行以太网通信,因此减少了线缆直径、重量和整体布线复杂度,同时支持从10 Mb/s到1 Gb/s的数据速率。通过数据线供电(PoDL),SPE可以在同一接口上同时传输电力和数据,大大简化了设备架构。微型圆形连接器的实现,特别是M8等尺寸,现已纳入IEC 63171-6工业以太网标准,也对小型化成功产生了影响。
尽管体积小巧,这些连接器产品仍能保持IP67防护等级、卓越的机械耐用性和高速数据传输能力。
ATTEND的SPE M8 4针混合连接器产品在各种小型化应用中展现出巨大潜力,例如远程监控摄像头。它能够同时传输数据和电力,非常适合用于仓库、户外监控或其它长距离部署场景。在现代农业中,这种连接器产品可以为自动化农业机械与云系统的集成提供关键支持。该连接器适用于配备高精度GPS导航的自主农业设备,实现稳定的数据和电力传输,促进实时环境分析和自动决策。
紧凑的连接器设计和IP67防护等级确保其在恶劣户外条件下的可靠性,而高速数据传输能力则支持机器与云端之间的实时连接,增强土壤、气候和作物健康数据的分析,以及机器对机器(M2M)协作,最终优化农业策略并减少资源浪费。

ATTEND的229B系列T1工业SPE连接器
ATTEND的229B系列T1工业SPE连接器设计代表了先进的单对以太网(SPE)技术,满足现代工业应用的严格要求。这些高性能连接器产品采用先进的SPE体系结构,提供紧凑、轻便且经济高效的以太网传输解决方案,同时具有增强的安全功能。
组件越来越小,给系统带来了诸多挑战。
* 机械耐久性
较小的连接器产品更容易受到振动、错位和重复接合/拆卸操作的损坏。
* 信号完整性
通过同一紧凑接口传输功率和数据会增加EMI和信号退化风险。
* 装配精度
微型连接器设计要求更严格的制造公差和更坚固的应力释放机制,确保可靠性能。
为了克服这些挑战,现代连接器设计采用了高精度锁定机制,可以确保在机械应力下安全对接。屏蔽接触结构,减少电磁干扰并保持信号稳定性。通过严格的工业测试验证,保证耐久性和长期可靠性。“这些工程策略使得紧凑型连接器即使在空间最狭小的工业设计中也能提供高性能和韧性,”Hung说道。
虽然设备要求使连接器设计最终会达到最小尺寸的极限,但人们对连接器产品的期望值可能会继续增加。跟随连接器技术的发展将继续是一段有趣的旅程。 |