Solutions de connectivité intelligentes pour la révolution des appareils portables
Samir Vasavda est ingénieur d'applications sur le terrain. Il détient quatre brevets américains et a étudié à l’Université de Caroline du Nord, à Charlotte, en vue d’obtenir une maîtrise ès sciences en génie mécanique (MSME). Il travaille dans notre bureau de Menlo Park dans la Silicon Valley, en Californie.
Fréquence cardiaque, calories brûlées, nombre d’heures de sommeil, nombre de pas effectués… Si vous êtes un ingénieur, un amateur de gadgets ou une personne axée sur les données qui veut vivre une vie saine, vous utilisez peut-être déjà Nike FuelBand, Jawbone Up ou un appareil de type Fitbit pour suivre votre niveau d’activité. Vous avez probablement entendu que Facebook a acheté une société de réalité augmentée appelée Oculus pour 2 milliards de dollars, et qu'Intel a dépensé plus de 100 millions de dollars pour acheter Basis, une société qui fabrique une montre capable de suivre votre fréquence cardiaque, votre vitesse, votre sommeil et d’autres paramètres. Google Glass est déjà entre les mains de nombreux développeurs et Google a annoncé le lancement d'Android wear. Samsung a lancé une deuxième version de la montre Galaxy Gear. Apple a récemment annoncé le lancement d'une montre intelligente (Apple Watch) qui sera disponible au début de l'année 2015.
Motorola a déjà sorti sa montre intelligente Moto 360 récemment. Et que dire de la montre Pebble ? Microsoft Band est un nouvel appareil portable intelligent qui viendra concurrencer d’autres appareils sur le marché.
L’ère des appareils portables intelligents arrive.
Le monde de la technologie connaît une nouvelle transformation. Nous sommes passés des ordinateurs centraux aux ordinateurs de bureau en l'espace de vingt ans, des ordinateurs de bureau aux ordinateurs portables en dix ans, et des ordinateurs portables aux smartphones et tablettes en moins de dix ans.
Une autre révolution se prépare, et il faudra probablement moins d’une décennie pour qu’elle ait lieu. Il s'agit des appareils portables intelligents connectés en permanence. Le Dr Mudhafar Hassan-Ali, responsable du développement des appareils portables intelligents chez TE Connectivity (TE), a déclaré : « La connectivité est le maître mot. » Le campus de TE à Menlo Park dispose de toute une équipe dédiée au développement de solutions spécifiques aux produits portables intelligents.
Les solutions de connectivité spéciales sont des catalyseurs
Les solutions de connectivité permettront aux développeurs d’appareils électroniques grand public de fabriquer des appareils portables intelligents. Abordons le sujet de la connectivité externe pour l’alimentation et les données. Les connecteurs standard peuvent ne pas s’intégrer dans les appareils portables en raison de leur taille, de leur esthétique et de leur technologie. Les lunettes doivent être minces, légères et esthétiques. Une montre ou tout autre appareil portable doit souvent répondre aux mêmes critères. D’un
point de vue technologique, les clients veulent des appareils hermétiquement scellés afin qu’ils puissent correctement fonctionner sous l’eau ou résister à la sueur, à la poussière et à d’autres corps étrangers. À cet effet, les utilisateurs veulent des appareils sans orifices ni petites ouvertures. Les solutions sans contact peuvent satisfaire ces exigences.
L’immobilier est également un énorme défi. Les lunettes ou tout autre appareil portable intelligent sont conçus avec un minimum d’espace pour d’autres fonctions non essentielles. Pour relever ces défis, les principaux acteurs de l’industrie de la connectivité conçoivent des solutions pour une recharge d’énergie sans fil et une transmission de données sans contact.
Alimentation sans fil
Les experts en technologie constatent une tendance à « l’augmentation de la détection ». Il y aura soit plus de fonctionnalités dans le même espace, soit les mêmes fonctionnalités dans une taille plus petite. Par conséquent, l'alimentation représente à la fois un énorme défi et une occasion.
L’alimentation sans fil est basée sur un couplage inductif par résonance. Cet aspect a encouragé la création de nombreux consortiums de normalisation. L'un d'entre eux, appelé Wireless Power Consortium (WPC), travaille sur la norme Qi (tiré du mot chinois pour énergie naturelle et prononcé « Chi »). Un autre consortium appelé Alliance for Wireless Power and Power Manage Alliance (A4WP) a maintenant rejoint Power Matter Alliance (PMA).
Concernant la recharge sans fil, il existe deux principaux obstacles à surmonter. Le premier consiste à recharger à distance lorsque les appareils ne sont pas étroitement couplés. Par conséquent, l’objectif est d’atteindre la liberté spatiale. Le deuxième défi concerne la conception de la bobine (inductance ou antenne) et la façon de la faire tenir à l’intérieur des dispositifs minuscules et complexes.
Une combinaison de meilleures technologies de batterie (flexible, plus mince, plus légère, plus rapide) et de « récolte » d’énergie, qu’il s’agisse d’énergie solaire, de mouvement mécanique, de chaleur corporelle ou d’autres moyens, est étudiée par des start-ups et des entreprises établies dans la Silicon Valley et ailleurs dans le monde.
Données sans contact
Les données sans contact sont effectuées à l’aide d’un rayonnement électromagnétique. Cela nécessite une étroite proximité entre le câble et l’appareil. Également appelé communication à courte portée, le rayonnement électromagnétique se fait à extrêmement haute fréquence (EHF) dans la bande de 60 GHz en utilisant les bandes ISM (industrielle, scientifique et médicale), un spectre de bandes sans licence. Il est utilisé pour pénétrer le plastique et est compatible avec les normes USB, VESA et SATA. Les défis portent sur les exigences élevées en énergie et le besoin d’intelligence pour se réveiller et dormir. Cela nécessite également une connaissance de la RF pour la robustesse, les faibles interférences électromagnétiques (IEM) et la conformité réglementaire telle que la conformité à la Federal Communications Commission (FCC).
Antennes
Pour les composants d’entrée/sortie (E/S) externes, les antennes ont joué un rôle important en offrant
une absence de fils pour la connectivité. Presque tout devient mobile. Par exemple,
l’un des plus grands fournisseurs mondiaux d’antennes expédie plus de 500 millions d’antennes chaque
année. Dans le domaine d'appareils portables, le défi réside dans la forme et la taille des antennes, qui deviennent
plus petites et plus complexes.
La solution consiste à fabriquer des antennes en utilisant des méthodes traditionnelles ainsi que des technologies telles que MID (dispositifs d’interconnexion moulés) et LDS (structuration directe laser) pour les antennes 3D.
Certaines nouvelles antennes sont conçues à l’aide de plusieurs protocoles, comme entre autres LTE, Bluetooth et Wi-Fi. Les antennes peuvent être multibande ou réglables. Les fréquences peuvent être :
WLAN/WWAN/Voix
- 802.11 (a/b/g/n) : 2 400 – 2 483,5 et 4 900 – 5 875 MHz
- LTE : 700 – 3 700 MHz, multibande, technologie d’antenne Metaspan
- GSM/UMTS : 850 – 2 170 MHz, simple et multibande
- WiMax : 2 300 – 3 800 MHz
Autres
- ISM 900/ZigBee : 902 – 928 MHz
- Technologie sans fil Bluetooth : 2 400 – 2 483,5 MHz
- ZigBee : 2 400 – 2 483,5 MHz
- UWB : 3 168 – 10 560 MHz
- Systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) : GPS 1 565 – 1 585 MHz
- DVB-H : 1 670 – 1 675 MHz
- NFC : 13,56 MHz
La conformité réglementaire à la FCC et à d’autres agences est indispensable.
TE possède un laboratoire de développement d’antennes à Aptos, en Californie, près de la Silicon Valley, où des solutions d’antennes uniques et personnalisées peuvent être conçues, développées et testées. Le laboratoire dispose des connaissances en ingénierie et des ressources nécessaires pour faire rapidement des prototypes et des modifications répondant aux besoins des clients. TE possède également des installations à Harrisburg, aux États-Unis, à Taïwan, au Japon, en Corée du Sud et en Chine, qui comportent
7 chambres de test RF, des installations de simulation CST et HSS.
Autres composants de connectivité
Pour connecter plusieurs circuits imprimés (rigides et flexibles), les connecteurs carte-à-carte deviennent plus petits, avec des pas plus petits atteignant 0,35 mm. Le courant peut varier de 1,5 A pour la puissance et de 0,3 A pour le signal. La force de rétention peut atteindre 10 N tandis que la force d’insertion peut être de 15 N maximum.
Les connecteurs carte-à-flex sont très utiles pour les appareils qui ont des contraintes de hauteur.
Au fur et à mesure que la complexité et les fonctionnalités des appareils mobiles augmentent, il y a une demande croissante pour des dispositifs plus fins qui doivent comprendre plusieurs antennes, des débits de données plus élevés et des fréquences de fonctionnement accrues.
Les blindages d'IEM sont des cages métalliques embouties en une et deux pièces qui facilitent l'isolation des composants
au niveau de la carte, la minimisation de la diaphonie et la réduction de la sensibilité aux interférences électromagnétiques sans affecter la vitesse du système.
Doigts presseurs
Pour le chargement, l’amarrage et la mise à la terre, les broches pogo sont utilisées en raison de leurs excellentes fiabilité et durabilité dans une petite taille.
Les doigts presseurs sont utilisés pour la mise à la terre afin d’éviter le bruit des IEM et l’isolation statique et l’isolation des vibrations.
Une large gamme de la plus grande variété de doigts presseurs est disponible avec différentes hauteurs allant de 0,8 mm à 4,3 mm. Ils peuvent être utilisés avec une faible force allant de 0,2 N à 1,0 N.
Connecteurs de carte SIM
Les connecteurs de carte SIM pourraient devenir un élément essentiel des appareils portables intelligents, tels que les connecteurs mini-SIM
(2FF), micro-SIM (3FF) et les connecteurs combinés micro-SIM et micro-SD.
L’avenir est prometteur pour les appareils portables intelligents. Les offres uniques de produits d’interconnexion des principaux
acteurs du secteur contribueront certainement à cette captivante révolution.
Solutions de connectivité intelligentes pour la révolution des appareils portables
Samir Vasavda est ingénieur d'applications sur le terrain. Il détient quatre brevets américains et a étudié à l’Université de Caroline du Nord, à Charlotte, en vue d’obtenir une maîtrise ès sciences en génie mécanique (MSME). Il travaille dans notre bureau de Menlo Park dans la Silicon Valley, en Californie.
Fréquence cardiaque, calories brûlées, nombre d’heures de sommeil, nombre de pas effectués… Si vous êtes un ingénieur, un amateur de gadgets ou une personne axée sur les données qui veut vivre une vie saine, vous utilisez peut-être déjà Nike FuelBand, Jawbone Up ou un appareil de type Fitbit pour suivre votre niveau d’activité. Vous avez probablement entendu que Facebook a acheté une société de réalité augmentée appelée Oculus pour 2 milliards de dollars, et qu'Intel a dépensé plus de 100 millions de dollars pour acheter Basis, une société qui fabrique une montre capable de suivre votre fréquence cardiaque, votre vitesse, votre sommeil et d’autres paramètres. Google Glass est déjà entre les mains de nombreux développeurs et Google a annoncé le lancement d'Android wear. Samsung a lancé une deuxième version de la montre Galaxy Gear. Apple a récemment annoncé le lancement d'une montre intelligente (Apple Watch) qui sera disponible au début de l'année 2015.
Motorola a déjà sorti sa montre intelligente Moto 360 récemment. Et que dire de la montre Pebble ? Microsoft Band est un nouvel appareil portable intelligent qui viendra concurrencer d’autres appareils sur le marché.
L’ère des appareils portables intelligents arrive.
Le monde de la technologie connaît une nouvelle transformation. Nous sommes passés des ordinateurs centraux aux ordinateurs de bureau en l'espace de vingt ans, des ordinateurs de bureau aux ordinateurs portables en dix ans, et des ordinateurs portables aux smartphones et tablettes en moins de dix ans.
Une autre révolution se prépare, et il faudra probablement moins d’une décennie pour qu’elle ait lieu. Il s'agit des appareils portables intelligents connectés en permanence. Le Dr Mudhafar Hassan-Ali, responsable du développement des appareils portables intelligents chez TE Connectivity (TE), a déclaré : « La connectivité est le maître mot. » Le campus de TE à Menlo Park dispose de toute une équipe dédiée au développement de solutions spécifiques aux produits portables intelligents.
Les solutions de connectivité spéciales sont des catalyseurs
Les solutions de connectivité permettront aux développeurs d’appareils électroniques grand public de fabriquer des appareils portables intelligents. Abordons le sujet de la connectivité externe pour l’alimentation et les données. Les connecteurs standard peuvent ne pas s’intégrer dans les appareils portables en raison de leur taille, de leur esthétique et de leur technologie. Les lunettes doivent être minces, légères et esthétiques. Une montre ou tout autre appareil portable doit souvent répondre aux mêmes critères. D’un
point de vue technologique, les clients veulent des appareils hermétiquement scellés afin qu’ils puissent correctement fonctionner sous l’eau ou résister à la sueur, à la poussière et à d’autres corps étrangers. À cet effet, les utilisateurs veulent des appareils sans orifices ni petites ouvertures. Les solutions sans contact peuvent satisfaire ces exigences.
L’immobilier est également un énorme défi. Les lunettes ou tout autre appareil portable intelligent sont conçus avec un minimum d’espace pour d’autres fonctions non essentielles. Pour relever ces défis, les principaux acteurs de l’industrie de la connectivité conçoivent des solutions pour une recharge d’énergie sans fil et une transmission de données sans contact.
Alimentation sans fil
Les experts en technologie constatent une tendance à « l’augmentation de la détection ». Il y aura soit plus de fonctionnalités dans le même espace, soit les mêmes fonctionnalités dans une taille plus petite. Par conséquent, l'alimentation représente à la fois un énorme défi et une occasion.
L’alimentation sans fil est basée sur un couplage inductif par résonance. Cet aspect a encouragé la création de nombreux consortiums de normalisation. L'un d'entre eux, appelé Wireless Power Consortium (WPC), travaille sur la norme Qi (tiré du mot chinois pour énergie naturelle et prononcé « Chi »). Un autre consortium appelé Alliance for Wireless Power and Power Manage Alliance (A4WP) a maintenant rejoint Power Matter Alliance (PMA).
Concernant la recharge sans fil, il existe deux principaux obstacles à surmonter. Le premier consiste à recharger à distance lorsque les appareils ne sont pas étroitement couplés. Par conséquent, l’objectif est d’atteindre la liberté spatiale. Le deuxième défi concerne la conception de la bobine (inductance ou antenne) et la façon de la faire tenir à l’intérieur des dispositifs minuscules et complexes.
Une combinaison de meilleures technologies de batterie (flexible, plus mince, plus légère, plus rapide) et de « récolte » d’énergie, qu’il s’agisse d’énergie solaire, de mouvement mécanique, de chaleur corporelle ou d’autres moyens, est étudiée par des start-ups et des entreprises établies dans la Silicon Valley et ailleurs dans le monde.
Données sans contact
Les données sans contact sont effectuées à l’aide d’un rayonnement électromagnétique. Cela nécessite une étroite proximité entre le câble et l’appareil. Également appelé communication à courte portée, le rayonnement électromagnétique se fait à extrêmement haute fréquence (EHF) dans la bande de 60 GHz en utilisant les bandes ISM (industrielle, scientifique et médicale), un spectre de bandes sans licence. Il est utilisé pour pénétrer le plastique et est compatible avec les normes USB, VESA et SATA. Les défis portent sur les exigences élevées en énergie et le besoin d’intelligence pour se réveiller et dormir. Cela nécessite également une connaissance de la RF pour la robustesse, les faibles interférences électromagnétiques (IEM) et la conformité réglementaire telle que la conformité à la Federal Communications Commission (FCC).
Antennes
Pour les composants d’entrée/sortie (E/S) externes, les antennes ont joué un rôle important en offrant
une absence de fils pour la connectivité. Presque tout devient mobile. Par exemple,
l’un des plus grands fournisseurs mondiaux d’antennes expédie plus de 500 millions d’antennes chaque
année. Dans le domaine d'appareils portables, le défi réside dans la forme et la taille des antennes, qui deviennent
plus petites et plus complexes.
La solution consiste à fabriquer des antennes en utilisant des méthodes traditionnelles ainsi que des technologies telles que MID (dispositifs d’interconnexion moulés) et LDS (structuration directe laser) pour les antennes 3D.
Certaines nouvelles antennes sont conçues à l’aide de plusieurs protocoles, comme entre autres LTE, Bluetooth et Wi-Fi. Les antennes peuvent être multibande ou réglables. Les fréquences peuvent être :
WLAN/WWAN/Voix
- 802.11 (a/b/g/n) : 2 400 – 2 483,5 et 4 900 – 5 875 MHz
- LTE : 700 – 3 700 MHz, multibande, technologie d’antenne Metaspan
- GSM/UMTS : 850 – 2 170 MHz, simple et multibande
- WiMax : 2 300 – 3 800 MHz
Autres
- ISM 900/ZigBee : 902 – 928 MHz
- Technologie sans fil Bluetooth : 2 400 – 2 483,5 MHz
- ZigBee : 2 400 – 2 483,5 MHz
- UWB : 3 168 – 10 560 MHz
- Systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS) : GPS 1 565 – 1 585 MHz
- DVB-H : 1 670 – 1 675 MHz
- NFC : 13,56 MHz
La conformité réglementaire à la FCC et à d’autres agences est indispensable.
TE possède un laboratoire de développement d’antennes à Aptos, en Californie, près de la Silicon Valley, où des solutions d’antennes uniques et personnalisées peuvent être conçues, développées et testées. Le laboratoire dispose des connaissances en ingénierie et des ressources nécessaires pour faire rapidement des prototypes et des modifications répondant aux besoins des clients. TE possède également des installations à Harrisburg, aux États-Unis, à Taïwan, au Japon, en Corée du Sud et en Chine, qui comportent
7 chambres de test RF, des installations de simulation CST et HSS.
Autres composants de connectivité
Pour connecter plusieurs circuits imprimés (rigides et flexibles), les connecteurs carte-à-carte deviennent plus petits, avec des pas plus petits atteignant 0,35 mm. Le courant peut varier de 1,5 A pour la puissance et de 0,3 A pour le signal. La force de rétention peut atteindre 10 N tandis que la force d’insertion peut être de 15 N maximum.
Les connecteurs carte-à-flex sont très utiles pour les appareils qui ont des contraintes de hauteur.
Au fur et à mesure que la complexité et les fonctionnalités des appareils mobiles augmentent, il y a une demande croissante pour des dispositifs plus fins qui doivent comprendre plusieurs antennes, des débits de données plus élevés et des fréquences de fonctionnement accrues.
Les blindages d'IEM sont des cages métalliques embouties en une et deux pièces qui facilitent l'isolation des composants
au niveau de la carte, la minimisation de la diaphonie et la réduction de la sensibilité aux interférences électromagnétiques sans affecter la vitesse du système.
Doigts presseurs
Pour le chargement, l’amarrage et la mise à la terre, les broches pogo sont utilisées en raison de leurs excellentes fiabilité et durabilité dans une petite taille.
Les doigts presseurs sont utilisés pour la mise à la terre afin d’éviter le bruit des IEM et l’isolation statique et l’isolation des vibrations.
Une large gamme de la plus grande variété de doigts presseurs est disponible avec différentes hauteurs allant de 0,8 mm à 4,3 mm. Ils peuvent être utilisés avec une faible force allant de 0,2 N à 1,0 N.
Connecteurs de carte SIM
Les connecteurs de carte SIM pourraient devenir un élément essentiel des appareils portables intelligents, tels que les connecteurs mini-SIM
(2FF), micro-SIM (3FF) et les connecteurs combinés micro-SIM et micro-SD.
L’avenir est prometteur pour les appareils portables intelligents. Les offres uniques de produits d’interconnexion des principaux
acteurs du secteur contribueront certainement à cette captivante révolution.
