物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)方案（物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要注意連接器條件）
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)專家認(rèn)為，只有基于無線通信系統(tǒng)的改變星球般的技術(shù)才能發(fā)IoT的全部潛力。盡管肯定有大量的IoT節(jié)點(diǎn)將由電池供電并以無線方式連接，但是仍然有很大一部分IoT系統(tǒng)將從通過電纜連接的傳感器的使用中受益。
對(duì)于負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和實(shí)施IoT網(wǎng)絡(luò)的人員來說，問題是要使用哪種連接器。有許多公司提供了一系列非常適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基于硬件的連接器，但是尋找最佳產(chǎn)品的公司正在尋找差異化因素。工程師想知道是什么使產(chǎn)品獨(dú)特，它能提供什么好處以及供應(yīng)商是否對(duì)產(chǎn)品有廣泛的了解以支持他們的應(yīng)用。
為什么未來不是全部無線
許多電子硬件設(shè)計(jì)工程師對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的現(xiàn)代緊湊型連接器不了解，這是可以理解的。近年來的重點(diǎn)主要集中在無線傳感器上，但現(xiàn)實(shí)情況是，硬線連接器是許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置中至關(guān)重要的組件。Farnell等公司為這些應(yīng)用提供了廣泛的不同連接器解決方案，尤其是非常適合用于IoT傳感器和節(jié)點(diǎn)的小型連接器。
由于許多原因，硬線連接可能是首選。例如，有線網(wǎng)絡(luò)通?？梢栽陔姎庠肼暛h(huán)境中提供更大的彈性和魯棒性，在這些環(huán)境中，可靠的通信是必不可少的，而不會(huì)受到任何干擾。同樣，在惡劣的環(huán)境中，使用性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于無線技術(shù)的各種工業(yè)以太網(wǎng)連接器是有意義的，其中包括IP防護(hù)等級(jí)的連接器，它可防止水、灰塵和其他元素的侵入。在此類應(yīng)用中，連接器需要提供緊湊的外形尺寸，以最大程度地減小電路板的空間。標(biāo)準(zhǔn)RJ45連接器通常尺寸太大。
當(dāng)今適用于物聯(lián)網(wǎng)的連接器包括HARTING的RJ45工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口，該接口具有直觀的鎖定機(jī)制，免工具的快速連接以及熱塑性或金屬制的機(jī)蓋和外殼等功能。這些連接器可提供高達(dá)10Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速度，其額定等級(jí)通常為IP20、IP54、IP65和IP67，而某些連接器還可提供4x48V/16A或3x300V/16A，具體取決于最終用戶的要求。浩亭的第六工業(yè)以太網(wǎng)接口家族也可用，它提供了RJ45的小型替代方案(所需空間減少了70%)。ix工業(yè)系列被稱為IoT應(yīng)用的“小巨人”，它由堅(jiān)固的插入式連接器組成，這些連接器可為1Gbit / s至10Gbit / s以太網(wǎng)提供Cat6a性能。這些組件非常適合惡劣的工業(yè)環(huán)境，可確保數(shù)據(jù)傳輸安全，并具有高EMC抗干擾能力。
對(duì)于某些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，例如監(jiān)視物流部門的環(huán)境條件，可能有必要使用包含USB連接的連接器。TE Connectivity的通用連接器非常適合IoT網(wǎng)絡(luò)，可提供雙向同步信號(hào)，用于USB系統(tǒng)中的全速(12Mbps)或低速(1.5Mbps)。這些TE系統(tǒng)易于安裝，包含一個(gè)單一的四位板載插座(BMR)和配對(duì)的電纜安裝模制插頭。為了在所有類型的USB應(yīng)用中具有靈活性和多功能性，BMR提供標(biāo)準(zhǔn)、B型、堆疊和并排配置。C型USB連接器足夠小，可用于手機(jī)，而微型USB 2.0連接器是同類產(chǎn)品中最小的連接器，能夠可靠地傳輸高速數(shù)據(jù)。為了使數(shù)據(jù)傳輸速度比USB 2.0快10倍，設(shè)計(jì)工程師可以從一系列支持高達(dá)5Gbit / s數(shù)據(jù)傳輸速率的USB 3.0連接器中進(jìn)行選擇。
使用硬線傳感器的另一個(gè)原因是要應(yīng)對(duì)諸如嘈雜的工業(yè)設(shè)施等環(huán)境的射頻(RF)挑戰(zhàn)。盡管許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不會(huì)使用外部天線，但它們通常可以證明在這些困難的射頻環(huán)境中是理想的，這些射頻環(huán)境要求比無線傳感器提供更可靠的通信。
即使Wi-Fi、藍(lán)牙和Zigbee不能在長(zhǎng)距離上提供無故障的連接，這些技術(shù)仍可以使RF快速輕松地集成到連接的系統(tǒng)中，使其成為幫助緊湊型設(shè)備提供高性能Internet和數(shù)據(jù)連接的理想選擇。例如，Molex提供了一系列2.4GHz / 5GHz和900MHz超薄陶瓷天線以及LDS / MID IoT天線等相關(guān)的連接器。Molex還提供了完整的RF解決方案，以實(shí)現(xiàn)高頻性能，同時(shí)即使在極端苛刻的環(huán)境中也可提供出色的信號(hào)完整性。Molex的同軸連接器和電纜組件具有超微型尺寸(外形小至1.8mm)以及較大的RF單元，可在DC至65GHz的各種頻率范圍內(nèi)工作。
不同的連接器可滿足不同的需求
當(dāng)然，有無數(shù)的連接器提供了一系列適合IoT應(yīng)用的功能，選擇正確的連接器至關(guān)重要，這不僅可提供所需的性能水平，而且還可以將IoT節(jié)點(diǎn)和傳感器的占地面積保持在絕對(duì)最低的水平。
內(nèi)存連接器
盡管將內(nèi)存直接焊接到板上會(huì)最小化空間，但也會(huì)限制靈活性?？紤]到這一點(diǎn)，許多工程師選擇了內(nèi)存模塊，這使得他們可以在需要其他處理或其他選擇時(shí)擴(kuò)展可用內(nèi)存。Molex和TE Connectivity都在這一領(lǐng)域提供了出色的解決方案，它們用于服務(wù)器，存儲(chǔ)和通信應(yīng)用的內(nèi)存連接器和定制內(nèi)存模塊再次滿足了不同的客戶需求。
板對(duì)板連接器
通常，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員可以通過堆疊板來實(shí)現(xiàn)靈活性(例如將不同的傳感器連接到標(biāo)準(zhǔn)通信板上)，而TE Connectivity生產(chǎn)的自由高度板對(duì)板連接器就是為這種并行板堆疊應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。這些多功能單元非常適合小型化應(yīng)用，使用了超小型連接器，適用于各種互連用途。
自由高度連接器提供40至440個(gè)位置尺寸范圍的接觸間距，接觸間距為0.5mm、0.6mm、0.8mm和1mm。通過將各種垂直插頭和插座外殼高度組合在一起，能以1mm的增量實(shí)現(xiàn)4mm至20mm的板對(duì)板堆疊高度。如果需要進(jìn)一步節(jié)省空間，則靈活的板對(duì)板連接使板可以放置在最適合減少設(shè)備占用空間的任何位置。
同時(shí)，柔性電纜連接器可提供極高的連接密度和較小的間距。為了滿足對(duì)更小更可靠的連接的不斷增長(zhǎng)的需求，Molex開發(fā)了一系列間距從0.2mm到2mm的薄型/高密度互連，并采用雙觸點(diǎn)設(shè)計(jì)來提高連接可靠性。
電源和數(shù)據(jù)連接器
雖然某些無線傳感器可以提供長(zhǎng)達(dá)20年的電池壽命，但是有許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，尤其是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)中，通過電纜為設(shè)備供電可以減輕更換電池的負(fù)擔(dān)。進(jìn)行硬連線還可以使設(shè)計(jì)人員將更高功率的處理器和外圍設(shè)備整合到他們的方案中。
在需要將電源和數(shù)據(jù)結(jié)合在一起的地方，標(biāo)準(zhǔn)的2mm連接器是可選的，例如Samtec提供的連接器。該公司的間距插座、集管、端子和電路板堆疊器有扁平、高架和高密度設(shè)計(jì)，可將多塊電路板連接在一起?？捎玫母鞣N選項(xiàng)包括垂直和直角/水平方向以及通孔、表面安裝、壓接和直通端子。
如果IoT設(shè)計(jì)工程師正在尋求比傳統(tǒng)的2mm連接器更緊湊的外形尺寸，那么微型線對(duì)板互連解決方案包括TE提供的1.5mm AMP CT連接器，以及Samtec提供1.27 mm間距的板式堆疊插座和端子排。這些堅(jiān)固耐用的低成本產(chǎn)品將薄型與高密度結(jié)合在一起，并提供多種方向和接觸方式。
防侵入連接器
如前所述，某些應(yīng)用需要具有防水、防塵功能的IoT設(shè)備，而HARTING輕型Han®工業(yè)連接器系列等產(chǎn)品可以滿足這一要求。這些產(chǎn)品可以傳輸功率和數(shù)據(jù)，是鏈接加熱或冷卻裝置、風(fēng)扇、控制端子、照明系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器和振動(dòng)傳送帶的理想選擇。在室外安裝中，該系列產(chǎn)品可防止灰塵和液體進(jìn)入IP65以下。
可配置的連接器
當(dāng)然，在絕大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，空間始終是關(guān)鍵因素。因此，與其使用可能包含超出所需觸點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)成產(chǎn)品，還不如使用可配置的連接器，來滿足安裝確切需求。例如，Samtec通過真正易于使用的可配置性，為設(shè)計(jì)工程師提供創(chuàng)建所需的連接器選項(xiàng)。
可靠性和成本是關(guān)鍵
同時(shí)，為特定應(yīng)用選擇正確的連接器要可靠和低成本，這是它們最重要的標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到這一點(diǎn)，TE Connectivity已開發(fā)出一系列FASTON快速連接端子，其中包括低插入力端子、高溫裝置和薄型端子。這些端子有絕緣和非絕緣版本、直線和標(biāo)記配置以及多種電鍍選件，其特征是帶有應(yīng)力釋放的插座，帶有可靠的鎖定，易于安裝和牢固固定。
結(jié)論
顯然，即使在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和設(shè)備時(shí)無線連接具有無數(shù)的優(yōu)勢(shì)，尤其是具有以非常低的功率在很長(zhǎng)的距離上捕獲和共享數(shù)據(jù)的能力，但有線連接器仍然存在著巨大的市場(chǎng)，而且市場(chǎng)上已為這些應(yīng)用已經(jīng)開發(fā)了最先進(jìn)的模塊。
市場(chǎng)領(lǐng)先的專家為IoT應(yīng)用創(chuàng)建了廣泛的不同連接器解決方案組合，無論安裝方式和個(gè)人客戶要求如何，這些都可以由Farnell提供和支持。小型、可靠、功能強(qiáng)大、堅(jiān)固耐用且無需電池——這些是基于硬件的連接系統(tǒng)所提供的好處，IoT設(shè)計(jì)人員在當(dāng)今和未來的項(xiàng)目中需要了解這些好處。
