Káblové know-how podporuje rastúci tok komunikácie v elektronike automobilu
Zvyšujúci sa počet elektronických riadiacich jednotiek a rastúce sieťové prepojenie vozidla interne a s prostredím vozidla kladie vysoké požiadavky na sieťové technológie v automobile. Medzitým bolo do luxusných sedanov nainštalovaných asi 100 riadiacich jednotiek, ktoré generujú neustále sa zvyšujúci objem dát. Okrem toho automobil čoraz viac mutuje v pohyblivú multimediálnu jednotku: mobilné zariadenia pre vodiča a spolujazdca by mali mať prístup do siete vozidla, napríklad na prehrávanie zvukových údajov z MP3 prehrávačov prostredníctvom audiosystému vozidla alebo na smerovanie video obsahu, napríklad detských filmov, na displeje zadných sedadiel. . Naopak, zvukový obsah, ako je internetové rádio, je možné prenášať do mobilných zariadení cestujúcich vo vozidle prostredníctvom prístupu na internet vo vozidle.
Tieto a ďalšie aplikácie zvyšujú požiadavky na elektrický systém vozidla, pokiaľ ide o šírku pásma, integrovateľnosť, flexibilitu a správanie v reálnom čase v porovnaní s predchádzajúcimi sieťovými aplikáciami vozidla. Okrem dostatočnej šírky pásma a vysokej kvality spracovania a signálu zohrávajú rozhodujúcu úlohu aj náklady, zložitosť a zníženie hmotnosti. Preto existuje v automobilovom priemysle široký konsenzus, že v najbližších niekoľkých rokoch sa existujúca topológia zbernice bude čoraz viac prevádzať na chrbticovú architektúru založenú na Ethernete.
BroadR-Reach vždy vyhráva
Ethernet umožňuje opätovné použitie komponentov, ktoré sa osvedčili mimo automobilového priemyslu. Podľa analytikov spoločnosti ABI Research by sa sieťové technológie a štandardy ako Ethernet, WLAN a NFC mali do roku 2020 využívať v 40 percentách nových automobilov na celom svete. Nielen na integráciu mobilných zariadení, ako sú smartfóny, ale aj na riadenie vozidiel, senzory a systémy infotainmentu. Podľa augurov sa penetrácia ethernetového štandardu v nových automobiloch v roku 2020 zvýši zo súčasných 1 na 40 percent. Odkazujú na ethernetový štandard „100 Mbps BroadR-Reach Automotive“, ktorý v roku 2011 definovala špeciálna záujmová skupina One-Pair Ether-Net. BroadR-Reach je ethernetová fyzická vrstva vyvinutá spoločnosťou Broadcom. BroadR-Reach sa stáva čoraz populárnejším ako vhodná a ekonomická kabelážna technológia pre motorové vozidlo budúcnosti, a preto sa v súčasnosti považuje za de facto štandard pre 100 Mbit/s. Vďaka tomu je možné prenášať 100 Mbit/s Ethernet cez jeden netienený pár vodičov.
Hlavnými vodičmi pri používaní siete Ethernet vo vozidlách sú v súčasnosti kamerové asistenčné systémy pre vodičov. Technológia „Low Voltage Differential Signaling“ (LVDS) sa predtým používala na kamerové aplikácie vo vozidlách. Tienené káble, ktoré sa tam používajú, spravidla zabezpečujú elektromagnetickú kompatibilitu, ale sú drahé pre priemyselné podmienky a nie sú príliš praktické pre kladenie v motorových vozidlách. Tienené káble bežne používané na tento účel zaisťujú potrebnú kvalitu prenosu dát a požadovanú elektromagnetickú kompatibilitu.
Tento typ kábla je však pre priemyselné normy veľmi nákladný a vyžaduje väčší inštalačný priestor vo vozidle kvôli väčšiemu prierezu. S BroadR-Reach je k dispozícii alternatívna rýchla ethernetová technológia 100 Mbit/s, ktorá sa obíde o ďalšie tienenie alebo opláštenie a ako dátový vodič poskytuje krútený dvojvodičový kábel (UTSP: Netienený krútený jediný pár). Okrem vhodnej šírky pásma na prenos väčšieho množstva dát a vylepšeného spracovania elektromagnetických interferenčných faktorov (EMC) ponúka technológia BroadR-Reach aj rozhodujúcu cenovú výhodu. Zvýšené prenosové rýchlosti v linkách si vyžadujú osobitnú pozornosť, aby sa znížili faktory elektromagnetickej interferencie (EMC). OEM majú veľmi špecifické požiadavky na použitie UTSP. Presné rozmery krúteného koncového produktu sú uvedené a je potrebné ich dodržiavať. Rozhodujúca je dĺžka kladenia, zohľadnenie symetrie a najmä dĺžka nekonzervovaných koncov kábla.
Presný proces krútenia
Na výrobu stabilného a vysoko kvalitného UTSP je nevyhnutná presná znalosť všeobecnej vyrobiteľnosti a cielený vplyv na proces skrúcania, pretože vysokokvalitná výroba UTSP je podstatne zložitejšia, ako sa na prvý pohľad zdá. Mnoho vlastností a rozmerov požadovaných výrobcami OEM sa navzájom ovplyvňujú. Jednoduchým príkladom je závislosť na dĺžke kladenia a dĺžke nekrútených koncov kábla: čím kratšia je dĺžka neskrútených koncov kábla, tým menšie sú chyby v prenose. Sila príslušného vplyvu závisí aj od vonkajšieho priemeru samotného kábla.
Okrem toho existujú mechanické obmedzenia, ktoré vyplývajú z kombinácie UTSP a samotného výrobného stroja. Je teda zrejmé, že chápadlo tiež potrebuje priestor na držanie konca vodiča, a to súvisí s požadovanou dĺžkou odizolovania, lisovacími kontaktmi, polohami objímky a dĺžkou nekrútených koncov kábla. Ďalej je potrebné zabezpečiť, aby počas výroby nedošlo v stroji ku kolíziám, ktoré by mohli stroj alebo UTSP poškodiť. Nie každý UTSP je rovnako dobrý alebo sa dá vôbec vyrobiť, takže je potrebné prikladať veľký význam dizajnu produktu vhodnému na výrobu. Kontrola konzistencie, ktorá počíta všeobecnú vyrobiteľnosť požadovaného UTSP, je preto nevyhnutným nástrojom, ak sa vyžaduje maximálna presnosť výroby na vysokej úrovni kvality. Najlepšie výsledky možno dosiahnuť aj vtedy, ak do úvahy o vyrobiteľnosti nebudú zahrnuté iba samotný proces skrúcania, ale aj krížové vplyvy z predchádzajúceho skrátenia na dĺžku, odizolovania, nasadenia priechodiek a spojovacích kontaktov. Preto je pred mnohými malými ostrovnými riešeniami výhodnejšia integrovaná, plne automatická výroba UTSP.
Ak je uvedená produktivita, potom nič nestojí v ceste spoľahlivej produkcii UTSP. Hlboké pochopenie procesu skrúcania pomáha optimalizovať pre vyššiu rýchlosť a/alebo presnosť výroby. Na tento účel je potrebné vziať do úvahy určité parametre v závislosti od typu kábla, jeho materiálu a chovania a mala by existovať možnosť riadeného riadenia procesu krútenia. Aby sa minimalizovali odstredivé sily vznikajúce počas krútenia a aby sa dosiahlo veľmi rovnomerné rozloženie úderov, je potrebné pri výrobe zvážiť predkrútenie a podľa toho ho definovať. V ďalšom kroku sa potom môžu káble krútiť maximálnou rýchlosťou, ktorá bude špecifikovaná. Špeciálny parameter pružnosti musí umožňovať veľmi presné definovanie pretočenia s následným rozkrútením, aby sa dosiahla požadovaná a trvalá plastická deformácia káblového produktu.
Spoľahlivá, štandardizovaná výroba UTSP
Spoločnosť Komax Wire má na to pripravený plne automatický krútiaci stroj Alpha 488 S, ktorý umožňuje plne automatické spracovanie dvoch samostatných káblov metrom s následným skrútením a mnohými integrovanými kontrolami kvality. Vďaka modulárnej štruktúre je systém veľmi flexibilný: usporiadanie stroja umožňuje výstavbu až šiestich spracovateľských staníc. Môžu byť spracované prierezy káblov 2 × 0,22 mm2 (AWG24), voliteľne od 2 × 0,13 mm² (AWG26), až do 2 × 2,5 mm2 (AWG14). Je tiež možné použiť systém na spracovanie dvoch rozmerovo identických, neskrútených jednotlivých káblov. Systém je k dispozícii vo verziách 4, 7 a 10 m. V spolupráci s krimpovacími modulmi mci 722 a mci 712 a montážnym modulom objímky mci 765 C, systémami rýchlej výmeny a integrovaným monitorovaním kvality je cieľom spoločnosti Komax zabezpečiť vysokú spoľahlivosť procesu a kvalitu spracovania a čo najkratšie možné časy výmeny.
Otočná hlava s AC servopohonom je srdcom Alpha 488 S a poskytuje potrebnú dynamiku. Integrované monitorovanie TFA (Twist Force Analyzer) riadi sily počas procesu krútenia a reguluje nastavovacie pohyby krútiacej hlavy. To zaisťuje pravidelný a presný proces skrúcania. Lineárna jednotka na vtiahnutie káblov s integrovaným DLA (Delta Length Analyzer) umožňuje jemné vtiahnutie káblov a vysokú presnosť dĺžky. Vysoký výkon systému sa dosahuje paralelným spracovaním dvoch liniek a rozdelením spracovateľského cyklu na tri optimálne synchronizované hlavné procesy. Starostlivé a presné ošetrenie kábla sa dosahuje prenosovým mostíkom s motorizovanými osami. To tiež umožňuje automatizovať určité nastavovacie procesy.