Оптические шины и разъемы для автомобилей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Автомобильная электроника, получившая большое развитие в последние годы, требует быстрой и надежной передачи больших массивов информации. Для этой цели была разработана оптическая система "MOST" ( Media Oriented System Transport)[1-4]. В разработке концепции построения этой системы и компонентов для неё принимали участие специалисты концерна Tyco Electronics. Система "MOST" успешно прошла испытания, и в каталогах компании АМР уже появились разделы, в которых можно найти параметры разъемов системы.

Основные элементы электронной системы автомобиля показаны на рис.1. Объем и вид передаваемых данных зависят от сложности применяемого в автомобиле оборудования и от его функционального назначения (управление, регулирование, коммуникация или развлечения).

Рис. 1. Основные элементы электронной системы автомобиля

Компоненты системы быстрого регулирования ( например, мотора или привода) связаны друг с другом шиной CAN ( на рис.1 CAN C). В этой шине передаются электрические сигналы и для шины используются медные провода.

В системе коммуникации осуществляется однонаправленная передача данных, например, прием радиосигналов (АМ/ ЧМ), телевизионных данных (DAB) и навигации (GPS) и двунаправленная телефонная связь (GSM).

Электроника развлечений до недавнего времени состояла из магнитолы, проигрывателя лазерных дисков, системы навигации и телематики. В настоящее время наряду с классической радиостанцией она включает автотелефон, экран системы GPS, элементы обслуживания и недавно созданную систему речевого оповещения. В дальнейшем предполагается ввести новые модули, которые позволят использовать одновременно несколько подсистем (рис.1). Все элементы систем быстрого регулирования, управления, коммуникации, развлечений и речевого оповещения связаны шиной. Быстро возрастающие функциональные возможности всех подсистем требуют увеличения производительности шины. Требуемые скорости передачи информации приведены в табл.1.

Таблица 1

По современным взглядам общесистемная шина в автомобилях должна строиться с помощью оптической линии. Кроме более высокой производительности оптическая линия обеспечивает хорошую электромагнитную совместимость.

Для исследования возможности построения оптических систем и внедрения их в серийное производство, консорциум фирм при участии Tyco Electronics AMP спроектировал шину D2B. Впервые эта шина была применена в новом S-классе автомобилей фирмы Daimler Chrysler. Шина объединила в одну систему радио и навигационную систему, усилитель, CD-плейер, голосовую систему оповещения и автотелефон. Для передачи данных использована оптоволоконная линия. Скорость передачи данных в шине D2B около 5.6 Мбит/с.

Структура MOST-системы

Система MOST является продукцией консорциума немецких и интернациональных автомомобилестроителей. Топологической структурой системы является кольцо (рис.2). Световые сигналы проходят по световодной линии от одного прибора к другому.

Рис. 2. Структура MOST-системы

В каждом приборе принятые световые сигналы преобразуются в электрические, обрабатываются МОST-процессором и снова преобразуются в световые с помощью светодиода. Скорость передачи данных равна 24.8 Мбит/с. На основании опытных испытаний было установлено, что система должна обладать следующими свойствами:

• система должна иметь центральные системные часы, которые обеспечивают тактирование шины,
• должна быть предусмотрена возможность модернизации системы (plug and play), т.е. подключить новый или исключить один из имеющихся приборов,
• должны быть MOST-спецификаторы, которые компенсируют небольшие различия сигналов между узлами системы,
• каждый прибор имеет доступ к шине в любое время.

Для обеспечения высокой надежности оптические разъёмы должны удовлетворять требованиям, которые предъявляются к электрическим разъёмам:

• фиксация проводов в разъемах должна выдерживать максимальную силу на разъединение 60 Н без повреждения.
• допустимый температурный диапазон должен быть от -40 до +85 С. при влажности воздуха 95%.
• разъемы должны выдерживать заданные климатические, вибрационные и шоковые нагрузки.

Кроме того, для оптических систем обязательным является требование, чтобы потребляемая мощность была равна разности мощности передатчика и чувствительности приемника. В процессе эксплуатации могут возникать царапины на оптической поверхности, появляться пленки вследствие воздействия дыма сигарет и выхода газа из пластмасс, а также появляться наслоения пыли и т.д. Поэтому у передатчиков должны быть предусмотрены регулировки для компенсации действия отрицательных факторов. Компания Tyco Electronics AMP готова поставлять компоненты для MOST-систем, которые удовлетворяют этим требованиям.

Компоненты MOST-системы

Наиболее сложным элементом MOST-системы является MOST-процессор и программное обеспечение к нему. Вторым элементом является шина данных. При разработке требований к шине следует учитывать большое отличие соединяемых элементов друг от друга. Третьим элементом MOST-системы является система связи. Она включает привязку волоконно-оптического передатчика (FOT) к MOST-процессору, привязку световода к FOT и разъемы в каждом приборе, муфты и сами световодные провода. Основные элементы системы связи MOST-системы показаны на рис.3.

Привязка приборов к световодным линиям

Для привязки приборов к световодным линиям Tyco Electronics AMP разрабатывает изделия, которые предусматривают возможность вставки новых элементов. Имеются разъёмы для одной и двух световодных линий, которые вследствие их специальной формы обозначаются "Pigtail" (рис.4). Основанием для разделения оптических разъёмов от элементов подключения с электрооптическими преобразователями послужила возможность более эффективной защиты от электромагнитных воздействий, взаимозаменяемость передающих и приемных элементов и более эффективная защита оптической поверхности. Для особых случаев имеются в продаже интегральные элементы "Pigtail", которые согласованы с действующими приборами. Они компактны и взаимозаменяемы. Передающие и приемные элементы функциональных модулей MOST-системы состоят из CMOS микросхемы и одного высокоскоростного PIN-диода. Скорость передачи этих элементов может достигать 25 Мбит/c.

Рис. 3 Компоненты системы связи MOST-системы а) световодные разъемы 1, 2 б) стандартные модули 3, 4, 5 в) световодные линии

Стандартные модули

Для привязки приборов к MOST-шине имеется полный ассортимент модулей (рис.5), имеющих 2 или 4 оптических разъема и 12, 20 или 40 электрических контактов. Все компоненты соответствуют установленным MOST-консорциумом требованиям и имеют соответствующие оптические, электрические и механические параметры.

Рис.4. Разъемы "Pigtail" для одной и двух световодных линий

Рис.5. Модули: а) 2 оптических разъема и 20 электрических контактов б) 4 оптических разъема и 40 электрических контактов

Испытания показали, что может быть гарантирована хорошая защита оптических поверхностей, а также приборных и кабельных разъёмов.

Сцепляющие муфты

Для подключения новых приборов к MOST-шине, для связи кабельным жгутом, а также для сервиса необходимы оптические сцепляющие муфты. Разработаны однополюсные и двухполюсные варианты муфт. Они совместимы с двухполюсными разъёмами описанных выше модулей в соответствии с установками MOST-консорциума.

Световодные провода

Для MOST-шины на основе испытаний предшествующей системы D2B было разработано новое оптическое волокно. Оно имеет лучшую эластичность, устойчиво к возгоранию, воздействию давления и не меняет прозрачность. Специальная внутренняя оболочка гарантирует отличные механические и оптические свойства и обеспечивает легкую обрабатываемость. Рабочий температурный диапазон современных искусственных световодных линий находится в пределах от -40 до +85 С при оптических потерях 0.2 дБ/м. Допускается изгиб с радиусом 25 мм. При радиусе изгиба 15 мм происходит небольшое увеличение затухания. Дополнительную информацию по разъемам MOST-системы компании AMP можно получить на сайте tycoelectronics.com и в Технико-консультационном центре, amp@pit.spb.ru.

Литература

1. 1. Ch. Thiel, R. Konig: Media Oriented Systems Transport (MOST) ein Standard fur Multimedia Networking im Fahrzeug; Tagung Elektronik im Kraftfahrzeug 1998, VDI-Bericht 1415, VDI-Verlag, Dusseldorf 1998.
2. 2. D.Schramm: Lichtwellenleiter- Erfahrungen und Potentiale/ Tagung Forschritt und Zukunft der Automobiltechnik; Verlag Moderne Lndustrie, Stuttgart 1999.
3. 3. W. Heckel, S. Schroder: Kunststofflichtwellenleiter fur optische Ubertagungssysteme im Automobil; Vde- Fachberict Kontaktverhalten und Schalten, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach 1999.
4. 4. A. Engel, D. Schramm: Optisches Bussystem fur automobile Netzwerke:F@M Special, 7-8/2000, s 53-56, Carl Hanser Verlag, Munchen.

Автор: Петраков Валерий; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Защита япнских пенсионеров у банкоматов 12.08.2025 Япония активно ищет технологические способы защиты своих граждан от киберпреступников и телефонных аферистов. Особенно остро проблема стоит для пожилых людей, которые нередко становятся жертвами тщательно продуманных мошеннических схем. Новая инициатива властей префектуры Осака, где проживает значительное число долгожителей, стала очередным шагом на пути к повышению безопасности финансовых операций. Правительство страны ввело официальный запрет на использование мобильных телефонов пожилыми людьми во время работы с банкоматами. Ранее такие рекомендации уже звучали, но теперь они обрели юридическую силу. В основе решения лежит желание предотвратить ситуации, когда злоумышленники звонят пенсионерам в момент совершения банковской операции и убеждают их перевести деньги. Для реализации меры операторы банкоматов будут оснащать устройства системами искусственного интеллекта, способными распознавать факт телефонного разговора во время транзакции. Если система выявит, что клиент разговаривает, операция может быть приостановлена, а персонал банка или служба безопасности получат соответствующее уведомление. По замыслу разработчиков, это позволит предотвратить передачу средств в руки мошенников еще до завершения перевода. Особую тревогу у японских властей вызывает распространенная схема под названием "это я, это я". В подобных случаях аферисты звонят пожилому человеку, выдавая себя за родственника, и сообщают о срочной необходимости в крупной сумме денег. Эмоциональное давление и внезапность ситуации часто лишают жертву возможности здраво оценить происходящее, что и приводит к потере сбережений. Не случайно Осака была выбрана первой для тестирования запрета. Здесь наблюдается высокая концентрация людей старшего возраста, а значит, и риск финансовых преступлений выше среднего. Местные власти надеются, что успешная реализация проекта станет примером для других регионов и приведет к распространению подобной практики по всей стране. По мнению специалистов в области кибербезопасности, интеграция искусственного интеллекта в систему банкоматов - это логичный этап в развитии финансовой инфраструктуры. Технология способна не только предотвращать мошенничество, но и собирать статистические данные, которые помогут в дальнейшем улучшить алгоритмы защиты. Введение таких мер отражает общую тенденцию в японском обществе - активное сочетание социальной политики с передовыми технологиями. Для страны, где уважение к пожилым людям и забота о них являются культурными ценностями, защита их финансовой безопасности становится важным приоритетом. Инициатива в Осаке - это не просто техническое новшество, а социально значимый проект, призванный сохранить доверие к финансовой системе и уберечь людей от потери накоплений. Если эксперимент окажется успешным, в ближайшие годы подобные технологии могут стать обязательным стандартом для банкоматов по всей Японии.

Другие интересные новости:

▪ Сенсорная клавиатура-дисплей DS Pixel Keyboard

▪ Газеты и Интернет: взгляд эколога

▪ Самый большой в мире внешний дисплей от Samsung

▪ Бактерии, способные поглощать пластик

▪ Драйвер светодиода MAX16831

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Цифровая техника. Подборка статей

▪ статья Дверь отперта для званных и незванных. Крылатое выражение

▪ статья Где появилась первая настоящая карта? Подробный ответ

▪ статья Механик рефрижераторных установок. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Краска для волос. Простые рецепты и советы

▪ статья Электрические разъемы Minifit-Jr производства фирмы Molex. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025