Połączacze typu C Universal Serial Bus (USB) określają i upraszczają połączenia między popularnymi urządzeniami konsumenckimi.funkcje niezależne od bezpieczeństwa, takie jak infotainment, również przynoszą korzyści projektantom systemów samochodowychJednak tradycyjne złącza USB-C dostosowane do zastosowań konsumenckich nie zapewniają wytrzymałości, niezawodności i bezpieczeństwa wymaganych w środowisku motoryzacyjnym.
Niniejszy artykuł krótko opisuje USB-C i wyzwania, z którymi borykają się projektanci w celu włączenia USB-C do projektowania pojazdów,a następnie łączniki HiUSB-C, które projektanci mogą wykorzystać do pokonania tych wyzwań..
Ewolucja USB
Od oryginalnej podstawowej formy USB typu A złącza USB zastąpiły wiele tradycyjnych autobusów, takich jak porty równoległe i RS-232, w użytkownikach, instrumentach testowych, a nawet w zastosowaniach przemysłowych.Korzyści z łatwości użytkowania, niskie koszty, niewielkie rozmiary, szybkie i łatwe podłączenie i odłączenie, zasilanie i cyfrowe możliwości przetwarzania sygnałów oraz szerokie wsparcie dostawców z Plug and Play.Zwiększona wersja USB-C pozwala na mniejsze wymiary fizyczne, szybsze prędkości, większe zasilanie i pozytywne i ujemne wtyki.
Wielki sukces złącza USB-C uczynił go zjednoczonym standardem, który musi być wdrożony przez wszystkie nowe smartfony i małe urządzenia konsumenckie,w wyniku wyjątkowo wysokich sprzedaży i silniejszej interoperacyjności urządzeń.g. Standardowy USB-C ma rozmiar 8,4 mm x 2,6 mm i zapewnia 24 szpilki.i klucz antyzmrażający nie jest wymaganyTen złącze może być również używany do jednoczesnego przesyłania danych i ładowania,z rozszerzoną funkcjonalnością obsługującą tryb DisplayPort Alt oraz adaptery i mostki HDMI do przesyłania danych audio i wideo.
W związku z tym USB-C ma potencjał zmniejszenia kosztów, wygody, wydajności i wydajności.i waga w porównaniu z innymi sposobami łączenia, jednocześnie budując rozległy istniejący ekosystem zasobów USB.
Chociaż USB-C ma szerokie perspektywy w zastosowaniach motoryzacyjnych, projektanci muszą rozwiązać szereg wyzwań, w tym silne wibracje i wahania temperatury,wysokie zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), oraz potencjalnie niebezpiecznych awarii spowodowanych przez niezgodne kable i złącza USB.
Wprowadzenie USB-C do świata motoryzacyjnego
Aby zaspokoić zapotrzebowanie na odpowiedni złącze, Hiofers oferuje złącza USB-C z serii AU1, które spełniają wyjątkowe wymagania otoczenia motoryzacyjnego.Ta seria złączy umożliwia połączenie między sprzętem wewnętrznym i zewnętrznym oraz wspiera standardy takie jak USB 3.2 Gen2, DisplayPort 1.4 i HDMI. Ta rodzina urządzeń jest zbudowana na bazie istniejącej serii HiCX i działa z nią bezproblemowo (rysunek 1).
HIROSE AUTOMOBILE GRADE łącznik USB-C
Rysunek 1: Złącze USB-C klasy pojazdów serii AU1 (dolna) wykorzystuje jako komponent serii CX (górna).
To innowacyjne połączenie umożliwia: 1) stabilną i szybką prędkość przesyłu danych do 20 Gb/s (zgodnie ze standardem USB 3.2 Gen 2 × 2)2) poziom mocy 240 W (zgodnie z przesyłką mocy USB 3.1 rozszerzony zakres mocy standardowy: 48 V, 5 A), 3) niezawodne połączenie obejmujące cały system infotainment pojazdu;może obsługiwać zaawansowane funkcje i realizować płynną integrację systemu.
Złącza z serii AU1 są mocno podłączone, odporne na wstrząsy i ciepło i mogą utrzymywać niezawodną wydajność w trudnych warunkach.seria może używać tego popularnego typu złącza w bardziej wymagających środowiskach niż oryginalny projekt.
Seria zestawów złączy obsługuje montaż prosty i pod kątem prostym (rysunek 2), umożliwiając projektantom elastyczność w okablowaniu w bardzo ograniczonym otoczeniu motoryzacyjnym.
Złącza serii AU1 HIROSE obsługują prostą i prostokątną układ (kliknij aby powiększyć)
Rysunek 2: złącza z serii AU1 obsługują prostą i prostokątną układ; tablica demo pokazuje użycie złączy.
Zapewnienie bezpiecznego, dokładnego i prawidłowego połączenia
Istnieją dwie unikalne konstrukcje tych złączy, urządzenie zapewniające pozycję złącza (CPA) i klucz blokady.Struktura zamka palcem (rys.3) zapewnia niezawodne połączenie mechaniczne i dźwięk kliknięcia, umożliwiający użytkownikowi potwierdzenie pomyślnego działania zamka.
Mechanizm Hirose'a zapewnia, że łączniki są w pełni włączone
Rysunek 3: Mechanizm CPA zapewnia, że złącza sprzęgające są w pełni zaangażowane, a następnie zablokowane i zabezpieczone na miejscu i pozostają połączone, aż do ręcznego odłączenia.
Podczas pracy mechanizm CPA nie może być przemieszczany, dopóki nie zostanie zakończona paracja.pojemnik popchnie mechanizm CPA w dół w pozycję zamkniętą, co oznacza, że wtyczka została wprowadzona zgodnie z przeznaczeniem. Aby usunąć dopasowanie, pociągnij za mechanizm CPA i zwolnij blokadę pomocniczą; słyszalny klik jest słyszalny po odłączeniu.
W przypadku wystąpienia odchylenia osiowego lub promieniowego, dwie części sprzęgające nie będą kliknąć, aby ostrzec użytkownika o nieprawidłowym sprzęgnięciu.znacznie przekraczający oczekiwany okres użytkowania w środowisku motoryzacyjnym.
Klucz antyzmrozu zapobiega podłączeniu niewłaściwego kabla do interfejsu docelowego.Jedną z wygodnych cech konsumpcyjnego kabla USB-C jest jego odwracalnośćOznacza to również, że nie mają klucza blokady ani fizycznych środków identyfikacji, tj. nie ma potrzeby identyfikowania, która wtyczka jest ostatecznie podłączona do której gniazdki.W aplikacjach konsumenckich, gdzie "po prostu chwyć kabel" do podłączenia i wyłączenia, brak pozycji kluczowej w martwym punkcie jest zaletą.zastosowania samochodowe są bardziej prawdopodobne, że zostaną "podłączone" i istnieje ryzyko błędów podłączenia przy instalowaniu gęstych pasów kablowych samochodowychW tych przypadkach takie niezgodności mogą powodować poczucie frustracji z powodu nieprzydatności połączenia, uszkodzenia urządzeń peryferyjnych i potencjalnego zagrożenia systemów i użytkowników.
Aby zapobiec błędnym okablowaniom, złącza USB-C z serii AU1 klasy pojazdów obsługują dwa fizyczne kody pozycji klawisza interferencji: standardowy (czarny) i "A Key" (szary/główny) (rysunek 4).Te dwa układy pozycji klucza pomagają zapewnić, że błędy parzenia nie występują w przypadku dwóch sąsiednich kabli i złączyRóżne kolory pomagają również zidentyfikować te dwa kody pozycji klucza.
Układ mechanicznych kluczy antyzmrożeniowych
Rysunek 4: Użytkownik może wykorzystać jeden z dwóch mechanicznych układów klawiszy w celu zminimalizowania błędów w podłączeniu kabla;Złącza z standardowymi kluczami są czarne, a złącza z "Kluczem A" są szare (mężczyzna) / pierwotne (kobieta)Źródło zdjęcia: Hi)
Standardowe i elektryczne osiągi
Szczegółowe liczby określają ekologiczną przydatność i wydajność elektryczną tych Hiconnectors.połączenia te działają w zakresie temperatury od - 40 ° C do + 105 ° C. Są również wodoodporne i odporne na kurz; w zależności od rodzaju złącza można osiągnąć ochronę IP54, IP68 lub IP69K. IP69K jest najbardziej rygorystyczną z trzech norm przeciwpylnych i wodoodpornych.
Połączenia te spełniają standardy USCAR-2 i USCAR-30 w zakresie niezawodności.określające wymagania dotyczące terminaliUSCAR-30 to specyfikacja wydajności dla systemu połączenia USB zamontowanego w pojeździe,obejmujące różne wymagania dotyczące złącza USB, kabel i połączenie elektryczne pomiędzy urządzeniem peryferyjnym użytkownika a urządzeniem USB zamontowanym w pojeździe.
Elektrycznie szpilka zasilania (A4/A9/B4/B9 (VBUS)) jest oznaczona jako 1,25 A dla specyfikacji USB-C, podczas gdy szpilka bez zasilania jest oznaczona jako 0,25 A dla 20 VAC i VDC.Maksymalny początkowy opór kontaktowy wynosi 40 m ΩPo serii standardowych badań naprężeniowych rezystancja kontaktowa nieznacznie wzrośnie, ale nie przekroczy 50 m Ω.