Bus optiques et connecteurs pour voitures. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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L'électronique automobile, qui a connu un grand développement ces dernières années, nécessite une transmission rapide et fiable de grandes quantités d'informations. A cet effet, le système optique « MOST » (Media Oriented System Transport) [1-4] a été développé. Des spécialistes de la société Tyco Electronics ont participé au développement du concept de construction de ce système et de ses composants. Le système "MOST" a été testé avec succès et les catalogues AMP contiennent déjà des sections où vous pouvez trouver les paramètres des connecteurs du système.

Les principaux éléments du système électronique de la voiture sont illustrés à la Fig.1. La quantité et le type de données transmises dépendent de la complexité de l'équipement utilisé dans le véhicule et de sa finalité fonctionnelle (contrôle, régulation, communication ou divertissement).

Riz. 1. Les principaux éléments du système électronique de la voiture

Les composants d'un système de commande rapide (par exemple, un moteur ou un entraînement) sont reliés entre eux par un bus CAN (sur la fig. 1 CAN C). Ce bus transporte des signaux électriques et utilise des fils de cuivre pour le bus.

Le système de communication assure la transmission unidirectionnelle des données, telles que la radio (AM/FM), les données TV (DAB) et la navigation (GPS) et la téléphonie bidirectionnelle (GSM).

Jusqu'à récemment, l'électronique de divertissement se composait d'une radio, d'un lecteur de disque laser, d'un système de navigation et de la télématique. À l'heure actuelle, avec la station de radio classique, il comprend un téléphone de voiture, un écran de système GPS, des éléments de service et un système d'alarme vocale nouvellement créé. À l'avenir, il est prévu d'introduire de nouveaux modules qui permettront l'utilisation simultanée de plusieurs sous-systèmes (Fig. 1). Tous les éléments des systèmes de régulation rapide, de contrôle, de communication, de divertissement et de notification vocale sont connectés par un bus. L'augmentation rapide des fonctionnalités de tous les sous-systèmes nécessite une augmentation des performances du bus. Les taux de transfert d'informations requis sont indiqués dans le tableau 1.

Tableau 1

Selon les vues modernes, un bus à l'échelle du système dans les voitures devrait être construit à l'aide d'une ligne optique. Outre des performances supérieures, la ligne optique offre une bonne compatibilité électromagnétique.

Pour étudier la possibilité de construire des systèmes optiques et de les introduire dans la production de masse, un consortium d'entreprises avec la participation de Tyco Electronics AMP a conçu le bus D2B. Pour la première fois, ce pneu a été utilisé dans la nouvelle classe S des voitures Daimler Chrysler. Le bus combinait un système de radio et de navigation, un amplificateur, un lecteur de CD, un système de sonorisation et un téléphone de voiture en un seul système. Une ligne à fibre optique est utilisée pour la transmission des données. Le taux de transfert de données dans le bus D2B est d'environ 5.6 Mbps.

Structure du système MOST

Le système MOST est un produit d'un consortium de constructeurs automobiles allemands et internationaux. La structure topologique du système est un anneau (Fig. 2). Les signaux lumineux voyagent le long d'une ligne guide de lumière d'un appareil à l'autre.

Riz. 2. Structure du système MOST

Dans chaque appareil, les signaux lumineux reçus sont convertis en signaux électriques, traités par le processeur MOST, et à nouveau convertis en signaux lumineux à l'aide d'une LED. Le taux de transfert de données est de 24.8 Mbps. Sur la base de tests expérimentaux, il a été constaté que le système devrait avoir les propriétés suivantes :

• le système doit disposer d'une horloge système centrale qui assure la synchronisation du bus,
• la possibilité de mettre à niveau le système (plug and play) doit être prévue, c'est-à-dire connecter un nouveau ou exclure l'un des appareils existants,
• il devrait y avoir des spécificateurs MOST qui compensent les petites différences de signal entre les nœuds du système,
• chaque appareil a accès au bus à tout moment.

Pour garantir une grande fiabilité, les connecteurs optiques doivent répondre aux exigences des connecteurs électriques :

• la fixation des fils dans les connecteurs doit supporter sans dommage une force maximale de déconnexion de 60 N.
• la plage de température admissible doit être de -40 à +85 C. avec une humidité de l'air de 95%.
• les connecteurs doivent résister aux charges climatiques, aux vibrations et aux chocs spécifiées.

De plus, pour les systèmes optiques, il est obligatoire que la consommation électrique soit égale à la différence entre la puissance de l'émetteur et la sensibilité du récepteur. Pendant le fonctionnement, des rayures peuvent se produire sur la surface optique, des films peuvent apparaître en raison de l'exposition à la fumée de cigarette et au dégagement de gaz des plastiques, ainsi que des dépôts de poussière, etc. Par conséquent, les émetteurs doivent être équipés de réglages pour compenser l'effet des facteurs négatifs. Tyco Electronics AMP est prêt à fournir des composants pour les systèmes MOST qui répondent à ces exigences.

Composants du système MOST

L'élément le plus complexe du système MOST est le processeur MOST et son logiciel. Le deuxième élément est le bus de données. Lors de l'élaboration des exigences pour le bus, il convient de prendre en compte la grande différence entre les éléments connectés les uns des autres. Le troisième élément du système MOST est le système de communication. Il comprend la liaison de l'émetteur à fibre optique (FOT) au processeur MOST, la liaison de la fibre au FOT et les connecteurs de chaque appareil, les manchons et les fils de guidage de lumière eux-mêmes. Les principaux éléments du système de communication du système MOST sont illustrés à la Fig.3.

Dispositifs de liaison aux lignes de guidage de la lumière

Pour relier les luminaires aux lignes de guidage de la lumière, Tyco Electronics AMP développe des produits qui permettent l'insertion de nouveaux éléments. Il existe des connecteurs pour une et deux lignes de guidage de lumière, qui, en raison de leur forme particulière, sont désignés "queue de cochon" (Fig. 4). La raison de la séparation des connecteurs optiques des éléments de connexion avec des convertisseurs électro-optiques était la possibilité d'une protection plus efficace contre les influences électromagnétiques, l'interchangeabilité des éléments d'émission et de réception et une protection plus efficace de la surface optique. Pour les cas particuliers, des éléments intégraux "Pigtail" sont disponibles à la vente, qui sont coordonnés avec les appareils existants. Ils sont compacts et interchangeables. Les éléments d'émission et de réception des modules fonctionnels du système MOST sont constitués d'une puce CMOS et d'une diode PIN haute vitesse. La vitesse de transmission de ces éléments peut atteindre 25 Mbps.

Riz. 3 Composants du système de communication d'un système MOST a) connecteurs de guide de lumière 1, 2 b) modules standard 3, 4, 5 c) lignes de guide de lumière

Modules standards

Pour relier les appareils au bus MOST, il existe une gamme complète de modules (Fig. 5) avec 2 ou 4 connecteurs optiques et 12, 20 ou 40 contacts électriques. Tous les composants sont conformes aux exigences établies par le consortium MOST et possèdent les paramètres optiques, électriques et mécaniques appropriés.

Fig.4. Connecteurs "Pigtail" pour une et deux lignes guide lumière

Fig.5. Modules : a) 2 connecteurs optiques et 20 contacts électriques b) 4 connecteurs optiques et 40 contacts électriques

Des tests ont montré qu'une bonne protection des surfaces optiques ainsi que des connecteurs d'appareils et de câbles peut être garantie.

Accouplements

Des coupleurs optiques sont nécessaires pour connecter de nouveaux appareils au bus MOST, pour la communication du faisceau de câbles et à des fins de maintenance. Des variantes unipolaires et bipolaires de couplages ont été développées. Ils sont compatibles avec les connecteurs bipolaires des modules décrits ci-dessus conformément aux directives du Consortium MOST.

fils guides de lumière

Une nouvelle fibre optique a été développée pour le bus MOST sur la base des tests du système D2B précédent. Il a une meilleure élasticité, résiste au feu, à la pression et ne change pas de transparence. La gaine intérieure spéciale garantit d'excellentes propriétés mécaniques et optiques et assure une usinabilité facile. La plage de température de fonctionnement des guides de lumière artificielle modernes est de -40 à +85 C avec une perte optique de 0.2 dB/m. Un coude avec un rayon de 25 mm est autorisé. À un rayon de courbure de 15 mm, il y a une légère augmentation de l'atténuation. Pour plus d'informations sur les connecteurs du système AMP MOST, veuillez visiter tycoelectronics.com et contacter le centre de conseil technique, amp@pit.spb.ru.

littérature

1. 1. Chap. 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, Düsseldorf 1998.
2. 2. D. Schramm : Lichtwellenleiter- Erfahrungen und Potentiale/ Tagung Forschritt und Zukunft der Automobiltechnik ; Verlag Moderne Industrie, 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.

Auteur : Petrakov Valery ; Publication : radioradar.net

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