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ix industriale: La rivoluzione dei connettori Ethernet?

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La nuova interfaccia ix Industrial apre nuove opportunità, compresi i produttori di cavi.

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Quasi nessun altro connettore è così ampiamente utilizzato come l'RJ45 (noto anche come spina occidentale). E' in circolazione dagli anni '70 e nei decenni successivi sono state sviluppate varianti tecnologicamente superiori per l'uso in applicazioni industriali. E' difficile immaginare il mondo industriale oggi senza di loro, non solo per il loro convincente rapporto prezzo/prestazioni, ma anche perché sono quasi sinonimo di connessioni Ethernet. Tuttavia, questo potrebbe cambiare in quanto l'interfaccia ix Industrial è recentemente emersa come un'alternativa promettente con un design significativamente più piccolo e una costruzione più robusta (Figura 1). Sta aprendo nuove opportunità nella produzione di dispositivi e offre vantaggi per gli utenti finali.

I connettori RJ sono stati introdotti negli anni '70 dai Bell Laboratories negli USA e standardizzati qualche anno dopo dalla FCC (Federal Communications Commission). Una delle versioni più note è il connettore RJ45 - utilizzato da decenni per le telecomunicazioni e la trasmissione dati negli uffici - che collega i PC alle prese a muro con cavi patch che vanno dalla categoria 5 alla categoria 7. Nel corso degli anni sono stati sviluppati connettori RJ45 tecnologicamente più avanzati e approvati dal settore. Questi sono compatibili con cavi e fili più grandi, possono essere assemblati senza attrezzi di crimpaggio e sono schermati per soddisfare i requisiti EMC dell'industria. Un esempio popolare è il connettore RJ45 utilizzato nei sistemi Siemens DRIVE-CLiQ, che dispone di due contatti di potenza integrati che consentono la trasmissione di dati e potenza su un unico cavo; ad esso possono essere collegati fino a otto cavi dati (quattro coppie) e due cavi di potenza.

Una barriera alla miniaturizzazione

Anche se le caratteristiche sopra elencate sono adeguate per il RJ45, questo presenta svantaggi significativi. In primo luogo, il connettore non è abbastanza robusto per molte applicazioni; le versioni industriali hanno un solo gancio di chiusura, che a differenza della versione in plastica da ufficio, è fatto di metallo e quindi fornisce almeno una certa durata. Uno svantaggio molto più grave, tuttavia, è la dimensione delle spine e delle prese.

Con l'avanzare della miniaturizzazione, i dispositivi diventano sempre più piccoli, così come i circuiti stampati su cui sono montate le prese. Di conseguenza, le dimensioni del connettore da 7 a 11 mm diventano relativamente grandi e il progettista del prodotto deve garantire uno spazio sufficiente. I limiti della miniaturizzazione, specialmente per dispositivi mobili compatti, display, piccoli controllori programmabili, telecamere e sensori, sono poi definiti dalle dimensioni del connettore RJ45. È facile capire perché sarebbe auspicabile un connettore Ethernet più piccolo.

Robusta e con il 70% in meno spazio richiesto

E' recentemente emersa un'alternativa moderna che potrebbe sostituire la versione industriale RJ45: l'interfaccia ix Industrial con 10 contatti, classificazione Cat 6A e velocità di trasmissione dati fino a 10 Gbit. È conforme alla norma IEC/PAS 61076-3-124 e, grazie ai suoi molteplici vantaggi, potrebbe potenzialmente sostituire lo standard industriale RJ45 nella sua implementazione come robusta interfaccia Ethernet miniaturizzata.

Alcuni vantaggi dell'interfaccia ix Industrial includono una superficie di accoppiamento più compatta e un'elevata robustezza meccanica. Progettato per applicazioni industriali, è dotato di due robusti meccanismi di bloccaggio con ganci metallici per garantire la resistenza alle vibrazioni e la durata del contatto. È adatto per temperature ambiente da -40° a 85°C (da -40° a 185°F) e la schermatura fornisce robustezza EMC. L'aspetto salvaspazio del connettore femmina ix è davvero impressionante: richiede solo il 30% dello spazio di un connettore femmina RJ45 (Figura 2), permettendo così di ridurre ulteriormente le dimensioni della scheda, che è la chiave per la miniaturizzazione del dispositivo. Allo stesso tempo, migliorano anche l'efficienza e la sostenibilità, poiché gli alloggiamenti più piccoli richiedono meno materie prime. È inoltre più probabile che sia sufficiente un ventilatore più piccolo con un consumo energetico inferiore, dato che è necessaria una minore quantità d'aria per far circolare l'aria all'interno dell'alloggiamento. Pertanto, l'interfaccia ix Industrial ha senso dal punto di vista economico ed ecologico. Inoltre, potrebbe essere un'alternativa molto più affidabile ai connettori USB delle telecamere di ispezione.

Nuove soluzioni di assemblaggio di interfacce Ethernet

La nuova tecnologia dei connettori richiede spesso ai produttori di cavi di adattare i prodotti esistenti o di sviluppare nuove tecnologie per i cavi. Data la sua fase iniziale, i produttori di cavi sono ottimisti circa le opportunità offerte da questa nuova interfaccia Industrial Ethernet e la loro capacità di fornire ai produttori di dispositivi soluzioni di assemblaggio plug-and-play con connettori ix Industrial (Figura 3). Il focus del settore è attualmente la tecnologia dell'automazione, la tecnologia video e delle telecamere, la visualizzazione nell'ingegneria meccanica (ad es. rilevamento, assicurazione qualità, ecc.), e le aziende che producono sistemi di misura, tutti coloro che necessitano di cavi patch per trasmettere potenza e dati. Inoltre, i cavi con connessioni "miste", cioè con codifica ix da un lato e RJ45 dall'altro, devono essere offerti man mano che il mercato adotta questa nuova tecnologia.

I connettori ix sono attualmente disponibili con codifica A per Ethernet standard (4 o 8 pin, più due cavi di potenza da 3 A per 50 o 60 Vdc), o con codifica B per installazioni specifiche dell'applicazione; entrambe le versioni sono diritte (Figura 4). Nel 2020 verranno lanciate due versioni con connettore ad angolo di 90° e uno spinotto con codice C per Ethernet standard. I significativi risparmi di spazio rispetto alle loro controparti RJ45 aprono ulteriori opportunità di miniaturizzazione ai produttori di dispositivi, soprattutto perché sono disponibili anche versioni orizzontali, verticali o verticali o verticali del corrispondente alloggiamento (Figura 3). Durevolezza, compattezza, elevata velocità di trasmissione dati e un doppio meccanismo di chiusura parlano chiaramente a favore della nuova interfaccia ix Industrial. Ora l'attesa comincia a vedere come risponde il mercato.

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