Conectores de Ethernet para a Próxima Geração de Veículos Pesados

À medida que se esforçam para acompanhar as regulamentações dinâmicas e as demandas dos clientes por veículos mais seguros, ecológicos e produtivos, os fabricantes de veículos pesados percebem que as redes de barramento CAN simplesmente não conseguem lidar com a maior conectividade de dados necessária para a funcionalidade avançada. O protocolo de Ethernet de par único com velocidades de 100 Mb/s (100BASE-T1) ou 1 Gb/s (1000BASE-T1) está se tornando mais importante para os projetistas de veículos pesados à medida que as demandas por funcionalidade avançada e as necessidades de dados aumentam. 

Os fabricantes do setor de transporte industrial e comercial são relativamente novos nesse protocolo, e o desenvolvimento de componentes de Ethernet específicos para esse mercado tem sido limitado. No entanto, o setor se beneficia do fato de que as montadoras começaram a incorporar a Ethernet aos veículos de passageiros em 2005. Os projetistas de veículos pesados podem usar tanto os conectores de Ethernet da indústria automotiva como aqueles desenvolvidos especificamente para suportar operações industriais e comerciais em ambientes adversos, como construção, mineração e agricultura.

Ao tentar atualizar os sistemas de conectividade e as redes em seus veículos, os projetistas de veículos industriais e comerciais podem utilizar a tecnologia de conectores desenvolvida nos últimos anos para o setor automotivo em várias aplicações de dados de alta velocidade. 

Os projetistas de veículos de passageiros e caminhões leves têm usado redes e componentes de Ethernet para habilitar recursos como diagnósticos, infoentretenimento veicular, sistemas de câmeras traseiras e laterais, controle de velocidade adaptativo e muitos outros. O uso da Ethernet proporcionar maior largura de banda para atender às necessidades sempre crescentes de mais dados. Os sistemas avançados de assistência ao motorista (ADAS – Advanced Driver Assistance Systems) e outras funções automatizadas estão se tornando cada vez mais predominantes, um avanço que levará, eventualmente, à autonomia total e exigirá tecnologias de radar e LiDAR, além de mais sensores. Nesse cenário, os projetistas precisam incorporar redes Ethernet para conseguir lidar com as necessidades de conectividade de dados de hoje e do futuro.

Os projetistas de veículos pesados podem escolher usar conectores da Ethernet automotiva em locais não expostos às intempéries ou a choques extremos, como a cabine, onde conectores mais robustos e cabos mais longos não são necessários. Essa escolha também ajuda a controlar custos e economizar espaço e peso.

Por exemplo, nossos conectores MATEnet foram originalmente desenvolvidos para redes Ethernet automotivas IEEE. Modulares e escaláveis, os conectores MATEnet podem ser usados em diferentes configurações, como aplicações de várias portas ou seladas/blindadas. Eles podem ser usados em sensores de ADAS, sistemas de câmeras de 360°, unidades de telemática, diagnósticos a bordo, módulos de infoentretenimento no painel, além de outras aplicações semelhantes que exigem volumes médios a altos de dados e baixas latências. Nossos conectores MATEnet têm capacidade de transmissão de dados a taxas de 100 Mb por segundo até 1 Gb por segundo, de acordo com os protocolos 100BASE-T1/1000BASE-T1 do padrão IEEE. Além disso, os conectores podem ser usados com cabos de par trançado com ou sem blindagem. As interconexões MATEnet contam com os terminais comprovados NanoMQS, contatos miniaturizados de grau automotivo que oferecem alta robustez contra vibração.

A experiência de mais de uma década de em aplicações da Ethernet automotiva, bem como o conhecimento de engenharia em sensores e no setor de transporte industrial e comercial, como temos na TE, podem ser valiosos para os fabricantes nos estágios iniciais de design. Nossos engenheiros e especialistas em produtos trabalham juntos para ajudar os projetistas dos OEMs a delinear a arquitetura do veículo a fim de otimizar peso, espaço e custo usando a Ethernet apenas quando necessário e aproveitando os conectores de Ethernet automotiva nas áreas ideais. Essa abordagem viabiliza o processamento de dados de alta velocidade e oferece a funcionalidade avançada que os clientes exigem.

Os ambientes e desafios que os veículos industriais e comerciais enfrentam podem ser muito mais hostis do que a experiência dos carros de passeio e caminhões leves. Além disso, a diferença de tamanho por si só cria mais desafios para a integridade do sinal nas aplicações de Ethernet. Em um carro, a maior distância que um sinal de Ethernet precisa percorrer é de 15 metros. Nos veículos pesados usados em operações como transporte rodoviário, construção, mineração e muitas outras, assim como nos caminhões rodoviários, a integridade do sinal precisa ser mantida por comprimentos maiores, de até 40 metros, e ainda suportar condições mais adversas. 

Em carros, os sensores e sistemas de câmeras que fornecem visibilidade em tempo real para segurança ou funções automatizadas normalmente só têm que funcionar em ruas sem muitos obstáculos, com padrões e terrenos uniformes. Nos veículos de construção civil e agricultura, esses sistemas precisariam processar muito mais dados. Os sistemas precisam ser capazes de visualizar, detectar e transmitir dados que possam determinar, por exemplo, se o objeto à frente é um galho, uma corda, um tubo de aço ou um cabo. Ou seja, algo que o veículo pode passar por cima sem problemas comparado a algo que pode representar um risco de segurança ou causar danos. Nesse tipo de situação, seria preciso usar câmeras e sensores com maior definição ou sensores multiespectrais. Funcionalidades mais avançadas como essa e outras dependem de Ethernet a 1 Gb/s.

Os sensores, cabos e conectores de Ethernet para veículos pesados devem ser reforçados e robustos o suficiente para suportar ambientes hostis, tanto fora quanto dentro do chassi. Eles precisam ser projetados para aplicações onde poeira, sujeira, umidade, temperaturas extremas e alta vibração são comuns. Idealmente, sua manutenção pode ser realizada no campo. 

No desenvolvimento de produtos, segurança funcional precisa ser uma questão fundamental para os projetistas desde os estágios iniciais do design. Com a automação, boa parte das funções básicas e automáticas da condução de veículos passa a se relacionar com a segurança, pois é necessário reduzir os riscos para motoristas, funcionários nos locais de trabalho e outros carros e caminhões leves nas rodovias. A probabilidade de falha do sistema deve ser mantida ao mínimo. Caso ocorra uma falha, o sistema precisará habilitar o veículo a responder da forma apropriada. Os processos de design, gestão da qualidade e desenvolvimento dos fabricantes precisam manter essas preocupações de segurança em primeiro plano. 

Os fabricantes que resolverem esses desafios darão aos seus clientes uma vantagem competitiva, pois as novas redes e conectores de Ethernet permitem a integração perfeita de mais dispositivos à rede, acelerando a conectividade de dados nos veículos, e ainda aumentando a segurança e a produtividade dos usuários finais.

Atualmente, há duas categorias de conectores de Ethernet robustos para veículos industriais e comerciais, uma para aplicações que transmitem dados a até 100 megabits por segundo e outra para aplicações que exigem transmissões de dados a até 1 gigabit por segundo. Em alguns casos, os conectores de Ethernet projetados para o setor de veículos industriais e comerciais usam um conector automotivo como base ou são a variação de uma série originalmente usada para veículos de passageiros.

Na TE, combinamos nossos terminais automotivos MCON com carcaças mais robustas e atualizamos o design para atender à especificação 100BASE-T1, criando um novo conector de Ethernet selado que chamamos de enetSEAL+. Essa nova geração de conectores enetSEAL+ tem capacidade de até 100 Mb por segundo em conectividade de dados e fornece conexões robustas, full-duplex, fio a fio para monitores multifuncionais, telemática, unidades de telemetria, módulos de infoentretenimento e controladores de acesso a mídia. Eles podem ser usados para conectar câmeras externas e módulos de detecção a fim de proporcionar uma melhor consciência situacional do operador e aumentar a segurança usando protocolos de comunicação de transmissão de sinais diferenciais de Ethernet. E a manutenção dos conectores selados enetSEAL+ pode ser feita no campo, um aspecto importante no mercado de veículos pesados.

Outros recursos incluem:

• Design ideal e de alta qualidade que ajuda a reduzir os custos de fabricação e serviços.
• Vedação resistente à poeira e à água de acordo com as classificações IP67 e IP69 (com backshell).
• Tecnologia de múltiplos pontos de contato para proporcionar maior confiabilidade.
• Recurso de travamento secundário integrado projetado para garantir a retenção do contato.
• Aplicação modular possível com duas codificações e espessuras múltiplas de painel para aplicações de pass-through ou ECU. Os OEMs podem usar a cadeia de suprimentos atual de máquinas de fabricar chicotes.
  

Originalmente publicado em ATZheavyduty worldwide