کانکتورهای نوع C (USB) اتصال بین دستگاه های مصرفی محبوب را مشخص و ساده می کنند.ویژگی های مستقل از ایمنی مانند اطلاعات تفریحی نیز به طراحان سیستم خودرو سود می رساندبا این حال، کانکتورهای سنتی USB-C که برای کاربردهای مصرفی سفارشی شده اند، قابلیت انعطاف پذیری، قابلیت اطمینان و ایمنی مورد نیاز در محیط خودرو را ارائه نمی دهند.
در این مقاله به طور خلاصه USB-C و چالش هایی که طراحان در یکپارچه سازی USB-C در طراحی وسایل نقلیه با آن روبرو هستند، توصیف می شود.و سپس کانکتورهای HiUSB-C که طراحان می توانند برای غلبه بر این چالش ها استفاده کنند.
تکامل USB
از فرم اولیه USB نوع A ، کانکتورهای USB جایگزین بسیاری از اتوبوس های سنتی مانند پورت های موازی و RS-232 در مصرف کنندگان ، ابزار آزمایش و حتی کاربردهای صنعتی شده اند.این از سهولت استفاده بهره می برد، هزینه پایین، اندازه کوچک، اتصال و جدا کردن سریع و آسان، قابلیت های پردازش سیگنال های برق و دیجیتال و پشتیبانی گسترده فروشندگان از پلگ و پلی.نسخه پیشرفته USB-C اجازه می دهد تا ابعاد فیزیکی کوچکتر، سرعت سریعتر، کنترل قدرت بیشتر و وصل مثبت و منفی.
موفقیت بزرگ کانکتور USB-C آن را به استاندارد یکپارچه ای تبدیل کرده است که باید توسط تمام گوشی های هوشمند جدید و دستگاه های کوچک مصرفی اجرا شود،که منجر به فروش بسیار بالا و همکاری قوی دستگاه می شود..g. USB-C استاندارد 8.4 میلی متر × 2.6 میلی متر است و 24 پین را فراهم می کند. طراحی تقارن (پلاک مثبت و منفی کور) برای بدن کانکتور و پین اتخاذ شده است،و کلید ضد یخ مورد نیاز نیستاین کانکتور همچنین می تواند برای انتقال داده و شارژ همزمان استفاده شود.با قابلیت گسترده ای برای پشتیبانی از حالت DisplayPort Alt و آداپتورهای HDMI و پل ها برای انتقال داده های صوتی و تصویری.
این ویژگی ها برای طراحان سیستم های سرگرمی خودرو سود زیادی دارد. در این رابطه، USB-C دارای پتانسیل کاهش هزینه، راحتی،و وزن در مقایسه با روش های دیگر اتصال، در حالی که همچنین یک اکوسیستم گسترده از منابع USB موجود را ایجاد می کند.
اگرچه USB-C چشم انداز گسترده ای در کاربردهای خودرو دارد، طراحان باید تعدادی از چالش ها را از جمله ارتعاش شدید و نوسانات دمایی، حل کنند.تداخل الکترومغناطیسی بالا (EMI)، و خرابی های بالقوه خطرناک ناشی از کابل های USB و کانکتورهای غیر متناسب.
ورود USB-C به دنیای خودرو
برای پاسخگویی به نیاز به یک کانکتور مناسب، Hioffers AU1 سری کانکتورهای USB-C است که نیازهای منحصر به فرد محیط خودرو را برآورده می کند.این سری از کانکتورها اتصال بین تجهیزات داخلی و خارجی و پشتیبانی از استانداردها مانند USB 3 را ایجاد می کنند..2 Gen2، DisplayPort 1.4 و HDMI. این خانواده از دستگاه ها بر اساس سری HiCX موجود ساخته شده و با آن کار می کنند (شکل 1).
HIROSE AUTOMOBILE GRADE USB-C CONNECTOR (دسته ی اتصال USB-C برای خودروهای هیروز)
شکل 1: کانکتور USB-C کلاس خودرو سری AU1 (پایینی) از سری CX (پایینی) به عنوان یک قطعه استفاده می کند.
این ترکیب نوآورانه: 1) سرعت انتقال داده پایدار و با سرعت بالا تا 20 گیگابایت در ثانیه (بر اساس استاندارد USB 3.2 Gen 2 × 2) ،2) 240W سطح قدرت (با توجه به انتقال قدرت USB 3.1 استاندارد محدوده قدرت گسترده: 48 ولت، 5 آمپر) ، 3) اتصال قابل اعتماد که کل سیستم اطلاعات و سرگرمی خودرو را پوشش می دهد.می تواند از توابع پیشرفته پشتیبانی کند و ادغام یکپارچه سیستم را درک کند.
کانکتورهای سری AU1 محکم وصل شده، مقاوم در برابر شوک و گرما هستند و می توانند عملکرد قابل اعتماد را در محیط های خشن حفظ کنند.این سری می تواند از این نوع اتصال محبوب در محیط های چالش برانگیزتر از طراحی اصلی استفاده کند..
مجموعه ای از مجموعه های کانکتور از نصب مستقیم و زاویه راست پشتیبانی می کنند (شکل 2) ، به طراحان اجازه انعطاف پذیری در سیم کشی در یک محیط خودرو به شدت محدود می دهد.
کانکتورهای سری AU1 HIROSE از طرح مستقیم و مستطیل پشتیبانی می کنند (برای بزرگ کردن کلیک کنید)
شکل 2: کانکتورهای سری AU1 از طرح مستقیم و مستطیل پشتیبانی می کنند؛ تخته نمایشی استفاده از کانکتورها را نشان می دهد.
اطمینان از اتصال امن، دقیق و صحیح
دو طرح منحصر به فرد برای این کانکتورها وجود دارد ، دستگاه اطمینان از موقعیت کانکتور (CPA) و کلید تعطیلی. مکانیسم CPACPA اطمینان از قرار دادن قابل اعتماد و دقیق را فراهم می کند.ساختار قفل انگشت (شکل3) اطمینان از جفت گیری مکانیکی قابل اعتماد و صدای کلیک را فراهم می کند که به کاربر امکان می دهد تا عملکرد موفقیت آمیز قفل را تأیید کند.
مکانیسم CPA هیروسه تضمین می کند که اتصال کننده های جفت گیری به طور کامل درگیر هستند
شکل 3: مکانیسم CPA تضمین می کند که اتصال کننده های جفت گیری به طور کامل درگیر شده اند، سپس قفل شده و در محل محفوظ شده اند و تا زمان جدا شدن دستی جفت گیری می شوند.
در طول کار، مکانیسم CPA نمی تواند حرکت کند تا زمانی که جفت گیری کامل شود.مخزن مکانیسم CPA را به حالت قفل فشار می دهد که نشان می دهد پلاگ به عنوان مورد نظر وارد شده است.برای حذف مطابقت، مکانیسم CPA را بکشید و قفل کمکی را آزاد کنید؛ یک کلیک شنیدی در هنگام جدا شدن شنیده می شود.
اگر انحراف محوری یا شعاعی وجود داشته باشد ، دو قسمت جفت گیری برای هشدار به کاربر از جفت گیری نادرست کلیک نمی کنند. عمر نامی جفت گیری این اتصال دهنده ها بیش از 10000 چرخه جفت گیری است ،بسیار بیشتر از عمر انتظار شده در محیط خودرو.
کلید ضد یخ کمک می کند تا از اتصال کابل اشتباه به رابط هدف جلوگیری شود.یکی از ویژگی های مناسب کابل USB-C مصرف کننده این است که قابل برگشت استاین همچنین به این معنی است که آنها یک کلید بلوک یا ابزار فیزیکی شناسایی ندارند، یعنی نیازی به شناسایی این نیست که کدام پلاگ در نهایت به کدام سوکت متصل است.در برنامه های مصرفی که "فقط یک کابل را بگیرید" برای اتصال و خارج شدن، عدم وجود یک موقعیت کلیدی معلق یک مزیت است.برنامه های کاربردی خودرو بیشتر به احتمال زیاد "پلاک شده" و خطر خطاهای سیم کشی در هنگام نصب هارد کابل خودرو متراکم وجود دارددر این موارد، چنین عدم تطابقاتی می تواند منجر به احساس ناامیدی به دلیل عدم عملکرد پیوند، آسیب به دستگاه های محیطی و خطرات بالقوه برای سیستم ها و کاربران شود.
برای جلوگیری از سیم کشی اشتباه، کانکتورهای USB-C کلاس خودرو سری AU1 از دو کد موقعیت کلید با تداخل فیزیکی پشتیبانی می کنند: استاندارد (سیاه) و "A Key" (گری / اصلی) (شکل 4).این دو طرح موقعیت کلید کمک به اطمینان از اینکه اشتباهات جفت در مورد دو کابل مجاور و کانکتورها رخ نمی دهدرنگ های مختلف نیز به شناسایی این دو کد موقعیت کلید کمک می کنند.
طرح کلید های ضد یخ مکانیکی
شکل ۴: کاربر می تواند از یکی از دو طرح کلید مکانیکی برای به حداقل رساندن خطاهای اتصال کابل استفاده کند.کانکتورهای دارای کلید استاندارد سیاه هستند و کانکتورهای دارای کلید "A" خاکستری (مرد) / اصلی (زن) هستند. منبع تصویر: سلام)
عملکرد استاندارد و الکتریکی
شماره های خاص مناسب بودن محیط زیست و عملکرد الکتریکی این هیکونوکتورها را تعریف می کنند.این کانکتورها در محدوده دما از -40 °C تا +105 °C کار می کنند. آنها همچنین ضد آب و گرد و غبار هستند. بسته به نوع کانکتور، محافظت IP54، IP68 یا IP69K می تواند به دست آید. IP69K سختگیرانه ترین از سه استاندارد ضد گرد و غبار و ضد آب است.
این کانکتورها با استانداردهای USCAR-2 و USCAR-30 برای قابلیت اطمینان مطابقت دارند. USCAR-2 استاندارد عملکرد برای سیستم های کانکتور الکتریکی خودرو است.که الزامات ترمینال ها را مشخص می کند.USCAR-30 مشخصات عملکردی برای سیستم اتصال USB نصب شده در خودرو است.پوشش نیازهای مختلف برای کانکتور USB، کابل و اتصال الکتریکی بین دستگاه های محیطی مصرف کننده و میزبان USB نصب شده در خودرو.
از نظر الکتریکی، پین منبع تغذیه (A4/A9/B4/B9 (VBUS)) برای مشخصات USB-C 1.25 A رتبه بندی شده است، در حالی که پین غیر منبع تغذیه برای 20 VAC و VDC 0.25 A رتبه بندی شده است.حداکثر مقاومت تماس اولیه 40 m Ω است.پس از یک سری از تست های استرس استاندارد، مقاومت تماس کمی افزایش می یابد اما بیش از 50 m Ω نیست.