Az ipari gyártás az elmúlt évtizedben jelentős átalakuláson ment keresztül az ipar 4.0 és az IIoT bevezetése miatt. A gyártó vállalatok digitális átalakulásaik során egyre inkább az automatizálásra támaszkodnak, és az egyik ilyen előrelépés a közelmúltban az egypáros Ethernet (SPE) bevezetése volt. Ebben a cikkben az ipari automatizálási iparban használt Bourns egypáros Ethernet megoldásokat tekintjük át.
Mi az az egypáros Ethernet?
Az egypáros Ethernet (SPE – Single Pair Ethernet) egy új kommunikációs módszer, amely a már ismert Ethernet-technológián alapul. Ahogy a neve is sugallja, egyetlen pár rézvezetékből áll a hagyományos 4 csavart vagy több érpárú Ethernettel (MPE) ellentétben. Az SPE támogatja az adatvonalakon (PoDL) keresztül történő tápellátást is 50 W-ig, amely kifejezetten alkalmas az IIoT és az Industry 4.0 számára.
A technológia célja, hogy leegyszerűsítse az eszközök közötti kommunikációs folyamatot, javítsa a teljesítményt az általános Ethernet-protokollokhoz képest, és csökkentse a költségeket. Ezt a technológiát elsősorban az autóipar miatt fejlesztették ki. Ha elolvassa cikkünket az autóiparban használt érzékelőtechnológiákról, látni fogja, hány érzékelőre van szükség a modern járművek teljes automatizálásához és biztonságosabbá tételéhez. Ezekhez az érzékelőkhöz jelentős mértékű kábelinfrastruktúra szükséges, és a korábbi megoldások számos problémát vetettek fel.
Bourns egypáros Ethernet megoldások
Az 1. ábra a két kompatibilis eszköz közötti egypáros Ethernet-körök blokkdiagramját mutatja. Ezen a diagramon látható néhány olyan kritikus összetevő, amelyek nélkülözhetetlenek az SPE működéséhez. Ilyen például:
- Különálló chipes LAN-átalakító
- Chipoldali közös módú fojtó
- Vonalcsúszás közös módú fojtó
- TVS-diódahálózat túlfeszültség elleni védelme
Különálló chipes LAN-átalakító – Ez a kicsi, középső furatos transzformátor egy dobmagra van feltekercselve, és ferritlemezzel van lezárva, hogy emulálja a toroid mag relatív mágneses útját. A középső menettel plusz közös módú szűrő nélkül is lehetséges a közös módú elnyomás. Ez a különálló árnyékolt transzformátor megkönnyíti az EMI-hibaelhárítást. A Bourns teljesen automatizált gyártási folyamata egységesebb alkatrészeket biztosít, és segít abban, hogy a minőség konzisztens maradjon, a termékek pedig rendkívül megbízhatók legyenek. Ezzel az automatizált gyártási folyamattal nagy mennyiségű, költséghatékony gyártás érhető el rövidebb átfutási idővel.
Chipoldali közös módú fojtó – A chip közös módú szűrője egy kicsi chipinduktor ferritmaggal és kétsoros huzallal körbetekercselve. A nagy sebességű jel szinte torzításmentes. A következőket biztosítja: rendkívüli hatékonyság a zajelnyomásnál, nagy közös módú impedancia a zajsávban és alacsony differenciálmódú impedancia a jelsávban, alacsony differenciálmódú impedancia magas csatolási tényezővel
Vonaloldali közös módú fojtó – A közös módú fojtónál a mag anyaga tartja összekapcsolva a tekercseket. Ezzel szemben az egyfojtós vagy egytekercses induktoroknak csak egy tekercsük van az egyik magon. Ez a diagram a közös módú impedanciák közötti különbséget mutatja. A közös módú fojtónak közös módú impedanciával kell rendelkeznie, hogy elnyomja a nem kívánt közös módú zajt. A kommunikációs vagy jelalkalmazások számára előnyös, ha a közös módú fojtón hibás a differenciális zajelnyomás.
Kettős differenciálmódú fojtó – Ezt a differenciálmódú fojtót olyan elektromos zajjelek szűrésére használják, amelyek egy zárt hurok két vonalán (magas és alacsony vonalon) jelennek meg, miközben az áram az ellentétes irányban folyik. Néha differenciálmódú induktort használnak: egyet minden magas vonalon és egy másikat az alacsony vonalon. Nézze meg a Bourns közös módusú fojtóit.
TVS diódahálózatok – Ezek a diódasorok lényegében mindenféle hirtelen elektrosztatikus kisüléstől (ESD) megvédik áramkört. Elengedhetetlenek minden olyan elektromos rendszer esetében, amely érzékeny az ilyen jellegű interferenciára, különösen az olyan kommunikációs rendszerekben, mint az SPE. Nézze meg a Bourns ESD-diódáit.
Bourns – minőségben verhetetlen
A Bourns egyike azon számos vezető alkatrészgyártónak, akik egypáros Ethernetet készítenek ipari alkalmazásokhoz, például az autóipar számára. Alkatrészeik megfelelnek az IEEE802.3 Ethernet-szabványnak, valamint az IEC 63171 szabványnak, amelyek az egypáros Ethernet-protokollok legmagasabb minőségéről és robusztusságáról gondoskodnak. Ha egyetlen hálózati protokollt használ, az jelentősen leegyszerűsíti a hálózati infrastruktúra bonyolultságát, és közben az általános költségeket is csökkenti.
