Los conectores USB de tipo C especifican y simplifican las conexiones entre los dispositivos de consumo populares.Las características independientes de la seguridad como el infoentretenimiento también benefician a los diseñadores de sistemas de automóvilesSin embargo, los conectores USB-C tradicionales personalizados para aplicaciones de consumo no proporcionan la robustez, fiabilidad y seguridad requeridas en el entorno automotriz.
Este documento describe brevemente el USB-C y los retos a los que se enfrentan los diseñadores para integrar el USB-C en el diseño de los vehículos.y luego los conectores HiUSB-C que los diseñadores pueden utilizar para superar estos desafíos.
La evolución de la USB
Desde la forma básica original de USB tipo A, los conectores USB han reemplazado muchos buses tradicionales, como los puertos paralelos y RS-232, en aplicaciones de consumo, instrumentos de prueba e incluso industriales.Esto se beneficia de la facilidad de uso, bajo costo, pequeño tamaño, conexión y desconexión rápida y fácil, potencia y capacidades de procesamiento de señales digitales, y amplio soporte del proveedor de Plug and Play.La versión mejorada de USB-C permite dimensiones físicas más pequeñas, velocidades más rápidas, mayor manejo de potencia y enchufe positivo y negativo.
El gran éxito del conector USB-C lo ha convertido en el estándar unificado que debe ser implementado por todos los nuevos teléfonos inteligentes y pequeños dispositivos de consumo,que se traduce en unas ventas extremadamente altas y una mayor interoperabilidad de los dispositivos.g. El USB-C estándar tiene una dimensión de 8,4 mm x 2,6 mm y dispone de 24 pines. Se adopta un diseño simétrico (vínculo ciego positivo y negativo) para el cuerpo y el pin del conector,y no se requiere llave anticongelanteEste conector también se puede utilizar para transferencia de datos y carga simultáneos,con funcionalidad extendida para soportar el modo DisplayPort Alt y adaptadores y puentes HDMI para la transferencia de datos de audio y video.
Estas características son de gran beneficio para los diseñadores de sistemas de entretenimiento automotriz.y peso en comparación con otras formas de conexión, al tiempo que construye un extenso ecosistema de recursos USB existente.
Aunque el USB-C tiene amplias perspectivas en aplicaciones automotrices, los diseñadores deben abordar una serie de desafíos, incluidas las vibraciones severas y las fluctuaciones de temperatura.interferencias electromagnéticas elevadas (EMI), y posibles fallas peligrosas causadas por cables y conectores USB no compatibles.
Introducción de la USB-C en el mundo del automóvil
Para satisfacer la necesidad de un conector adecuado, Hioffers conectores USB-C de la serie AU1 que cumplen con los requisitos únicos del entorno automotriz.Esta serie de conectores cubre la interconexión entre equipos internos y externos y soporta estándares como USB 3.2 Gen2, DisplayPort 1.4 y HDMI. Esta familia de dispositivos se basa en la serie HiCX existente y funciona sin problemas con ella (Figura 1).
HIROSE CONECTOR USB-C para automóviles
Figura 1: el conector USB-C de la clase de vehículos de la serie AU1 (inferior) utiliza la serie CX (superior) como componente.
Esta combinación innovadora permite: 1) una velocidad de transmisión de datos estable y de alta velocidad de hasta 20 Gb/s (de acuerdo con el estándar USB 3.2 Gen 2 × 2),2) Nivel de potencia de 240 W (de acuerdo con la transmisión de energía USB 3.1 gama de potencia extendida estándar: 48 V, 5 A), 3) conexión fiable que cubra todo el sistema de infoentretenimiento del vehículo;Puede soportar funciones avanzadas y realizar la integración del sistema sin fisuras.
Los conectores de la serie AU1 están firmemente enchufados, resistentes a los golpes y al calor y pueden mantener un rendimiento confiable en ambientes hostiles.la serie puede utilizar este tipo de conector popular en entornos más desafiantes que el diseño original.
La serie de conjuntos de conectores soporta el montaje recto y en ángulo recto (figura 2), lo que permite a los diseñadores flexibilidad en el cableado en un entorno automotriz severamente limitado.
Los conectores de la serie AU1 de HIROSE admiten diseños rectos y rectangulares (clic para agrandar)
Figura 2: Los conectores de la serie AU1 admiten una disposición recta y rectangular; El tablero de demostración muestra el uso de conectores.
Asegurar una conexión segura, precisa y correcta
Hay dos diseños únicos para estos conectores, el dispositivo de aseguramiento de la posición del conector (CPA) y la llave de bloqueo.La estructura del cierre accionado con el dedo (Fig.3) garantiza un emparejamiento mecánico fiable y un sonido de clic, lo que permite al usuario confirmar el éxito de la acción de cierre.
El mecanismo CPA de Hirose asegura que los conectores de apareamiento estén completamente conectados
Figura 3: El mecanismo CPA asegura que los conectores de acoplamiento estén completamente conectados, luego bloqueados y asegurados en su lugar y permanezcan acoplados hasta que se desconecten manualmente.
Durante el funcionamiento, el mecanismo CPA no se puede mover hasta que se complete el acoplamiento.el recipiente empujará el mecanismo CPA hacia abajo en la posición de bloqueo, lo que indica que el tapón se ha insertado según lo previstoPara quitar la coincidencia, tire del mecanismo CPA y suelte el bloqueo auxiliar; se escucha un clic audible cuando se desactiva.
Si hay alguna desviación axial o radial, las dos partes de acoplamiento no hacen clic para advertir al usuario de un acoplamiento incorrecto.muy superior a la vida útil esperada en el entorno del automóvil.
La llave anticongelante ayuda a evitar que el cable equivocado se conecte a la interfaz de destino.una de las características convenientes del cable USB-C de consumo es que es reversibleEsto también significa que no tienen una llave de bloqueo ni medios físicos de identificación, es decir, no es necesario identificar qué enchufe está conectado a qué toma en última instancia.En aplicaciones de consumo donde "sólo agarra un cable" para conectar y desconectarLa ausencia de una posición clave de punto muerto es una ventaja.las aplicaciones automotrices son más propensas a ser "conectadas" y existe el riesgo de errores de cableado al instalar arneses de cable de automóviles densosEn estos casos, tales desajustes pueden dar lugar a una sensación de frustración debido a la inoperabilidad del enlace, daños a los dispositivos periféricos y peligros potenciales para los sistemas y usuarios.
Para evitar cables erróneos, los conectores USB-C de la clase de vehículos de la serie AU1 admiten dos códigos de posición de la tecla de interferencia física: estándar (negro) y "A Key" (gris/primario) (figura 4).Estos dos diseños de posición clave ayudan a garantizar que no se produzcan errores de apareamiento en el caso de dos cables y conectores adyacentesLos diferentes colores también ayudan a identificar estos dos códigos de posición de la tecla.
Diseño de las llaves mecánicas anticongelantes
Figura 4: El usuario puede utilizar una de las dos configuraciones de llaves mecánicas para minimizar los errores de conexión del cable;Los conectores con teclas estándar son negros y los conectores con "A Key" son grises (masculino) / primario (femenino)Fuente de imagen: Hola)
Rendimiento estándar y eléctrico
Los números específicos definen la idoneidad ambiental y el rendimiento eléctrico de estos Hiconectores.estos conectores funcionan en el rango de temperatura de - 40 ° C a + 105 ° CTambién son a prueba de agua y polvo; dependiendo del tipo de conector, se puede lograr protección IP54, IP68 o IP69K. IP69K es el más estricto de los tres estándares a prueba de polvo y a prueba de agua.
Estos conectores cumplen con los estándares de confiabilidad USCAR-2 y USCAR-30.que describe los requisitos para los terminales, conectores y componentes en aplicaciones de bajo voltaje en vehículos de carretera. USCAR-30 es la especificación de rendimiento para sistemas de conexión USB montados en vehículos,que cubre varios requisitos para el conector USB, cable y conexión eléctrica entre el periférico del consumidor y el host USB montado en el vehículo.
El pin de alimentación (A4/A9/B4/B9 (VBUS)) tiene una potencia nominal de 1,25 A para las especificaciones USB-C, mientras que el pin no de alimentación tiene una potencia nominal de 0,25 A para 20 VAC y VDC.La resistencia de contacto inicial máxima es de 40 m ΩDespués de una serie de pruebas de esfuerzo estándar, la resistencia de contacto aumentará ligeramente pero no excederá de 50 m Ω.