Кабельне ноу-хау підтримує зростаючий потік зв’язку в автомобільній повністю електроніці
Зростаюча кількість електронних блоків управління та зростаюча мережа автомобіля як всередині, так і в середовищі автомобіля ставлять високі вимоги до мережевих технологій в автомобілі. Тим часом у розкішних седанах було встановлено близько 100 блоків управління, які генерують постійно зростаючий обсяг даних. Крім того, автомобіль все частіше мутує в рухомий мультимедійний блок: мобільні пристрої для водія та пасажира повинні мати доступ до мережі автомобіля, наприклад, для відтворення аудіоданих із MP3-плеєрів через аудіосистему автомобіля або для спрямування відеоконтенту, наприклад дитячих фільмів, на дисплеї на задніх сидіннях . І навпаки, аудіовміст, такий як Інтернет-радіо, може передаватися на мобільні пристрої пасажирів автомобіля через доступ до Інтернету в транспортному засобі.
Ці та інші додатки збільшують вимоги до електричної системи автомобіля з точки зору пропускної здатності, інтегрованості, гнучкості та поведінки в режимі реального часу порівняно з попередніми мережевими програмами автомобіля. Окрім достатньої пропускної здатності та високої обробки та якості сигналу, вирішальну роль відіграють також зниження вартості, складності та ваги. Ось чому в автомобільній промисловості існує загальний консенсус щодо того, що протягом наступних кількох років існуюча топологія шин буде все частіше перетворюватися на магістральну архітектуру на основі Ethernet.
BroadR-Reach завжди перемагає
Ethernet дозволяє повторно використовувати компоненти, які зарекомендували себе у використанні за межами автомобільної галузі. За даними аналітиків ABI Research, до 2020 року мережеві технології та стандарти, такі як Ethernet, WLAN та NFC, будуть використовуватися в 40 відсотках нових автомобілів у всьому світі. Не тільки для інтеграції мобільних пристроїв, таких як смартфони, але також для управління автомобілем, датчиків та інформаційно-розважальних систем. За словами авгурів, проникнення стандарту Ethernet в нові автомобілі збільшиться з нинішніх 1 відсотка до 40 відсотків у 2020 році. Вони посилаються на стандарт Ethernet "100 Мбіт/с BroadR-Reach Automotive", який визначила однопарна група Ether-Net Special Interest Group у 2011 році. BroadR-Reach - це фізичний рівень Ethernet, розроблений Broadcom. BroadR-Reach стає все більш популярним як придатна та економічна кабельна технологія для автомобіля майбутнього, і тому в даний час розглядається як фактичний стандарт для 100 Мбіт/с. З його допомогою можна передавати 100 Мбіт/с Ethernet через одну, не екрановану пару проводів.
Основними драйверами для використання Ethernet у транспортних засобах на даний момент є системи допомоги водію на основі камер. Технологія "Низьковольтна диференціальна сигналізація" (LVDS) раніше використовувалася для застосування камер у транспортних засобах. Екрановані кабелі, які зазвичай там використовуються, забезпечують електромагнітну сумісність, але вони дорогі для промислових умов і не дуже практичні для прокладання в автомобілі. Екрановані кабелі, які зазвичай використовуються для цієї мети, забезпечують необхідну якість передачі даних та бажану електромагнітну сумісність.
Однак цей тип кабелю є дуже дорогим для галузевих стандартів, і через більший перетин вимагає більше місця для встановлення в транспортному засобі. З BroadR-Reach доступна альтернативна технологія швидкого Ethernet на 100 Мбіт/с, яка відмовляється від додаткового екранування або оболонки та забезпечує скручений двопровідний кабель (UTSP: Unshielded Twisted Single Pair) як провідник даних. На додаток до відповідної пропускної здатності для передачі більших обсягів даних та вдосконаленої обробки факторів електромагнітних перешкод (ЕМС), технологія BroadR-Reach також пропонує вирішальну перевагу у витратах. Збільшені швидкості передачі в лініях вимагають особливої уваги для зменшення електромагнітних перешкод (ЕМС), а виробники обладнання мають дуже конкретні вимоги до використовуваного UTSP. Вказуються точні розміри скрученого кінцевого виробу і вимагається їх відповідність. Довжина прокладки, міркування щодо симетрії і особливо довжина розкручених кінців кабелю є визначальними.
Точний процес скручування
Для отримання стабільного та якісного UTSP необхідні точні знання загальної продуктивності та цілеспрямований вплив на процес скручування, оскільки якісне виробництво UTSP значно складніше, ніж здається на перший погляд. Багато властивостей та розмірів товару, бажані виробниками, впливають один на одного. Простим прикладом є залежність від довжини прокладки та довжини розкручених кінців кабелю: чим коротша довжина розкручених кінців кабелю, тим менші помилки передачі. Міцність відповідного впливу також залежить від зовнішнього діаметра самого кабелю.
Крім того, існують механічні обмеження, які виникають внаслідок поєднання UTSP і самої виробничої машини. Отже, зрозуміло, що захоплювач також потребує місця для утримання кінця провідника, і це пов’язано з бажаною довжиною зачистки, обтискними контактами, положеннями втулок та довжиною розкручених кінців кабелю. Крім того, слід переконатися, що під час виробництва в машині не буде зіткнень, які могли б пошкодити машину або UTSP. Не кожен UTSP однаково хороший або може бути виготовлений взагалі, тому велике значення надається дизайну виробу, придатному для виробництва. Таким чином, перевірка узгодженості, яка обчислює загальну продуктивність бажаного UTSP, є незамінним інструментом, якщо потрібна максимальна точність виробництва при високому рівні якості. Найкращих результатів також можна досягти, якщо до міркувань продуктивності включати не тільки сам процес скручування, але й поперечні впливи від попереднього різання до довжини, зачистки, кріплення втулок та контактного кріплення. Тому інтегроване, повністю автоматичне виробництво UTSP є кращим перед багатьма невеликими острівними рішеннями.
Якщо продуктивність надана, то ніщо не заважає надійному виробництву UTSP. Глибоке розуміння процесу скручування допомагає оптимізувати для підвищення швидкості виробництва та/або точності. Для цього, залежно від типу кабелю, матеріалу кабелю та поведінки кабелю, слід враховувати певні параметри та мати можливість контрольованого контролю процесу скручування. Щоб мінімізувати відцентрові сили, що виникають під час скручування, і досягти рівномірного розподілу ударів, необхідно продумати попереднє скручування під час виробництва та визначити його відповідно. На наступному кроці кабелі можна скручувати з максимальною швидкістю, яку потрібно вказати. Спеціальний параметр еластичності повинен дозволяти дуже точно визначити перекручування з подальшим розкручуванням, щоб отримати бажану і постійну пластичну деформацію кабельного виробу.
Надійне, стандартизоване виробництво UTSP
Для цього компанія Komax Wire має повністю автоматичну скручувальну машину Alpha 488 S, яка забезпечує повністю автоматичну обробку двох окремих кабелів лічильником з подальшим скручуванням та численними інтегрованими засобами контролю якості. Модульна структура робить систему дуже гнучкою: компонування верстата дозволяє будувати до шести станцій обробки. Можна обробити перерізи кабелів 2 × 0,22 мм² (AWG24), за бажанням від 2 × 0,13 мм² (AWG26), до 2 × 2,5 мм² (AWG14). Також можливо використовувати систему для обробки двовимірних однакових, некручених окремих кабелів. Система доступна у версіях 4, 7 та 10 м. У поєднанні з обтискними модулями mci 722 і mci 712 та модулем збору втулок mci 765 C, системами швидкої зміни та інтегрованим контролем якості, Komax прагне забезпечити як високу надійність процесу, так і якість обробки, а також найкоротший час переключення.
Скручуюча головка з сервоприводом змінного струму є серцем Alpha 488 S і забезпечує необхідну динаміку. Вбудований моніторинг TFA (Twist Force Analyzer) контролює зусилля під час процесу скручування та регулює регулювальні рухи скручувальної головки. Це забезпечує регулярний і точний процес скручування. Лінійний втягувальний пристрій із вбудованим DLA (Delta Length Analyzer) дозволяє акуратно втягувати кабелі та забезпечувати високий рівень точності довжини. Високий вихід системи досягається завдяки паралельній обробці двох ліній та розподілу циклу обробки на три оптимально синхронізованих основні процеси. Ретельна та точна обробка кабелю досягається переносним мостом з моторизованими осями. Це також дає можливість автоматизувати певні процеси налаштування.