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Oct 22, 2023

コネクタ: 新しいテクノロジーの波への挑戦

I progressi tecnologici in vari settori stanno aggiungendo nuovi elementi al settore.

さまざまな業界にわたるテクノロジーの進歩により、より小型、より高速、より軽量、そしてより安価なコネクタを製造するという継続的な推進に新たな要素が追加されています。 スマート コネクタ - これは今日の流行語であり、インテリジェンスとエレクトロニクスを単なるパッシブ コネクタに統合して、コネクタをよりインタラクティブにし、より多くのフィードバックをユーザーに提供する方法を見つけようとしています。 課題は数多くあります。

eモビリティ、インダストリー4.0、エッジコンピューティング、人工知能、拡張現実などのテクノロジーの新たな波は、今日の私たちの働き方に大きな変化をもたらすでしょう。 第 4 次産業革命が近づいています。 ロボット工学、自動化、リアルタイム データ、現場、農場、または工場の機器にわたる IoT 接続の統合により、製造エクスペリエンスが変革されています。 自動運転の普及には高速5G通信が鍵となる。 高速コネクタ、ファイバーケーブル、モノのインターネットはすべて重要な役割を果たします。

業界固有の課題にデザイナーは常に注意を払っています。 新しい自動車技術は、自動車の配線方法を変えています。 接続が中心となるにつれて重要性が高まっているシステムの詳細な見通しを示します。 これらの重要なコンポーネントは、あらゆる条件下で電力、信号、データを確実に送信する必要があります。 ハイブリッド電気自動車および電気自動車 (HEV/EV) 市場は急速に進化しています。 現在、堅牢なコネクタ技術を適用するビジョンは、レースカーから自律走行車の形でのロボティクスにまで拡大しています。 この採用は設計と材料の開発によって推進されており、標準設計と比較してコネクタの重量が 20% ～ 30% 削減されています。

一部の企業は、機密性の高いデータをデバイスからクラウドに転送し、またその逆に戻すことを可能にするエッジ コンピューティング電源コネクタを製造しています。 AI や拡張現実用のコネクタの製造でも、同様の作業が行われています。 光ファイバーコネクタを含むコネクタ会社は、IoT および IIoT アプリケーションに対して多大な取り組みを行ってきました。 この調査では、メーカーが直面する、増え続ける課題のリストに対する解決策が明らかになりました。

新しいテクノロジーの課題と解決策

Ravindra Kumar 氏、SAMTEC インド カントリー マネージャーコネクタの新技術の課題と解決策について: 「おそらく、お客様にとっての最大の課題は帯域幅です。次世代の帯域幅要件は信じられないほど高いです。現在、当社のコネクタ システムの定格は 112 Gbps PAM4 です。帯域幅要件が増加するにつれて、設計エンジニアは苦労しています。」これらの増加し続ける信号速度を PCB を通して伝播するという課題があります。これらの速度に達するために、設計者は多くの場合、より低い誘電率と誘電正接を備えた特殊な基板ラミネート材料を使用する必要がありますが、これらの材料は非常に高価です。もう 1 つの課題は、基板上の配線長です。ボードはまだ比較的短いです。これに対処し、高速で使用可能なトレース長を可能にするために、信号経路に沿って数インチごとに複数の高価な「リタイマー」チップが必要になることがよくあります。システム設計者は現在、信号が転送される代替アプローチを使用しています。ミッドボード高速ケーブル アセンブリ上にあります。

これがサムテック・フライオーバー・テクノロジーです。 コネクタは FPGA またはプロセッサの隣にあり、PCB から信号を送り出します。 信号はディスクリートまたはリボン Twinax ケーブルを介してボード上の別の場所に転送されます。 Flyover は基板設計を簡素化し、熱の問題を軽減し、高価なリタイマーを排除し、PCB 層の数を減らしてコストも節約し、設計者は高価で珍しい PCB 材料を使用する必要がなくなります。 この設計戦略は、Samtec の保護された IP の品質と信頼性のおかげで受け入れられてきています。

Wago、マーケティングマネージャー、アミット・ティワリ氏、新技術の課題と解決策について、「デジタル技術の進歩のペースは、これほど速いものはありません。私たちは毎日、日常の公共事業から産業運営に至るまで、生活のあらゆる分野で絶え間ない進化を目の当たりにしています。インダストリー 4.0 またはスマート ファクトリーの概念は、産業用モノのインターネット (IIoT)、サイバー・フィジカル・システムおよびクラウド・コンピューティングによって可能になる製造技術におけるデータ交換に重点を置いています。デジタル化とネットワーキングは、産業界および製造業界の業務に対する見方を変革し、組織に大きな機会をもたらしています。さまざまな課題があります。

現在、さまざまな部門の業務がバラバラになっているため、新たな成果を最大化するための組織とプロセスの再構築に向けた共通のビジョンを策定することが脅かされています。 多くの組織が、既存の業務を中断することなく、インダストリー 4.0 によってもたらされる機会をつかむ方法を依然として模索しています。 オールインワンのソリューションなどというものはありませんが、スマートな製品、手法、パートナー、そしてそれを機能させるための取り組みは、関係者全員に利益をもたらす形でビジネスのデジタル化を推進するのに役立ちます。」

i4.0向けの技術と製品

Ravindra Kumar、SAMTEC インドi4.0 のテクノロジーと製品については、「i4.0 の分野では、多くの設計者が速度/データ レートと堅牢性の両方に関心を持っています。Samtec は、この種の設計向けに、マイクロ ピッチ、高速、堅牢な製品を各種取り揃えています。例としては、エッジ レート ソケットおよびターミナル セット、ERM8 および ERF8 が挙げられます。まず、これらは高速です。構成に応じて、定格が 28 Gbps または 56 Gbps PAM4 です。第 2 に、他の高速ソケットよりもフットプリントが小さいです。一体型グランド プレーンを備えたコネクタで、設置面積が他のシステムより約 15% 小さく、コンタクト設計は頑丈で、ハイサイクル アプリケーションにも対応できます。

アミット・ティワリi4.0 のテクノロジーまたは製品について、「指数関数的な複雑さとデジタル速度の世界では、各インターフェイスで信頼性の高い接続が必要です。より信頼性の高い電気およびデータの流れにつながる小さな一歩を踏み出すことで、私たちは目標に一歩近づきます。」ビジョン: スマートにつながった世界のバックボーンとなること。」

「WAGO は、相互接続、インターフェイス エレクトロニクス、オートメーション制御用の幅広い製品により、信号やデータからの貴重な情報のシームレスかつ継続的な取得をサポートします。この情報は集約され、分析に使用され、組織に付加価値を提供します。ティワリ氏は、産業プロセスの利用と監視、社内生産の効率向上、エネルギー管理の導入、追加のエンド顧客サービスの開発などを行っていると述べた。

同氏はさらに、「組織は、簡単かつ安全な接続のために WAGO ソリューションを活用できます。ユーザーは、いくつかのステップで、サイトに依存せずにすべての関連情報の概要を把握し、最適化の可能性を特定し、変更を直接開始することができます。」と述べました。

高速接続用

ラビンドラ・クマール 「高速接続について」、「AcceleRate HD は、超高密度インターフェイスと次世代帯域幅を提供する 0.635 mm ピッチの多列相互接続システムです。ADM6 および ADF6 シリーズは、合計で最大 240 の接続を提供します」 I/O はわずか 1.88 平方インチの PCB 領域内にあり、スタック高さはわずか 5mm です (現在開発中の 7mm および 10mm オプションあり) このシステムには、シグナル インテグリティ パフォーマンスと定格は 56Gb/s PAM4 変調です｡処理を簡素化するためのはんだボール技術が標準装備されており､位置合わせピンやボディ極性も同様です｡製品は RoHS 準拠で鉛フリーはんだ付け可能であり､業界で最もスリムなケーブル アセンブリとしても入手可能です、IC に近接するのに最適な 7.6 mm の本体幅を備え、高密度の 2 列ケーブル アセンブリ設計により、0.635 mm ピッチで 8 ペアおよび 16 ペア構成が提供され、1 平方インチあたり最大 92 ペアの性能が向上します。 Samtec Flyover テクノロジーにより、超低スキュー Twinax Eye Speed ケーブルを介して信号を損失の多い PCB 上に伝送することで、到達距離とシステムの柔軟性を向上させます。 (添付画像を参照)

ティワリ高速接続については、「WAGO 製品は、電力およびプロセス技術、ビルディングオートメーション、機械および装置、さらには産業および輸送用途に広く使用されています。」

「輸送部門では、WAGO は 40 年以上にわたり鉄道の定番となっています。WAGO の電気相互接続技術のオペレーターに依存しない優れた品質は、迅速かつ簡単な取り扱いを特徴としており、この防振ばね圧力接続が優れた理由の 1 つにすぎません。」 「この技術は業界で頼りにされてきました。当社の技術は、電気機関車、ディーゼル機関車、旅客鉄道車両、二階建て車両、そして地方列車、地方列車、高速列車、トロリー、地下鉄の牽引車両に搭載されています」とティワリ氏は語った。

ティワリ氏はさらに、「ポイントオペレーティングシステム、信号技術、照明設備を含む客室技術、空調技術、ドライブとコンバーター、スイッチとヒューズパネル、バッテリー充電器、ジャンクションボックスから最新の駅インフラに至るまで、WAGOは適切で信頼性の高い電気を提供します」と述べた。あらゆるアプリケーション向けの相互接続、インターフェース電子機器、および自動化ソリューションを迅速かつ簡単にインストールできます。」

コネクタの小型化

ラビンドラ・クマールコネクタの小型化について、「はい、より小型のデバイスやコンポーネントの需要は今後も成長し続けるでしょう。Samtec コネクタは現在、ピッチが 0.4 mm と小さく、スタック高さが 2.5 mm です。進行中のトレードオフはサイズです。性能、対耐久性。これらの要因はコネクタ設計で考慮することができ、設計者はシステム要件を満たすために要素を PCB に統合することもできます。Samtec は接点設計、絶縁体の設計と配置、および推奨される PCB 配線戦略によってこれらの問題に対処します。

組み込みおよびマシンビジョンアプリケーション向けのコネクタの将来

ラビンドラ・クマール組み込みおよびマシン ビジョン アプリケーション向けコネクタの将来について、「Samtec は、高速、組み込み、およびマシン ビジョン アプリケーションで使用されるコネクタ製品を多数取り揃えています。共通の特徴には、マイクロ ピッチ、高帯域幅、高密度、および豊富なボード オプションが含まれます。スタッキングの柔軟性。