Single Pair Ethernet hasta el nivel de campo
A medida que las fábricas, las máquinas y los edificios están cada vez más conectados, crece la necesidad de integrar más sensores, cámaras, actuadores y dispositivos descentralizados en las redes Ethernet. Las soluciones Ethernet tradicionales, con múltiples pares de conductores y conectores grandes, como RJ45, requieren un espacio de instalación comparativamente grande, lo que aumenta el volumen y el peso de los cables, así como los costes de material. Single Pair Ethernet (SPE) permite la comunicación Ethernet mediante un único par trenzado, proporcionando una alternativa compacta para la conexión en red hasta el nivel de campo.
Para este propósito, JAE ofrece con la serie DZ17 una solución de conectores compacta y apantallada. La serie, conforme a la norma IEC 63171-6, establece una conexión estandarizada entre dispositivos SPE y un cable de par trenzado único. En comparación con Ethernet de cuatro pares, la cantidad de cobre en el cableado puede reducirse aproximadamente en una cuarta parte. Power over Data Line (PoDL) permite la transmisión de datos y tensión continua a través del mismo par trenzado, eliminando la necesidad de líneas de alimentación adicionales en el nivel de campo.
Ventajas para los desarrolladores, incluido un menor espacio de instalación y una integración más sencilla
La serie DZ17 incluye conectores hembra para PCB, así como diversas variantes de conectores macho en diseños rectos y acodados. Además de los terminales de soldadura, existe una variante IDC para el montaje en campo sin herramientas. En este caso, los conductores se insertan en el posicionador y se ponen en contacto sin necesidad de retirar previamente el aislamiento. Esto reduce el número de pasos necesarios y simplifica el montaje, especialmente durante la instalación in situ o la producción de pequeñas series.
Con una longitud total de aproximadamente 25 mm, el conector recto está diseñado para dispositivos con un espacio de instalación limitado. Esta interfaz compacta proporciona a los desarrolladores una mayor libertad a la hora de diseñar sensores, cámaras y dispositivos de comunicación pequeños. Al mismo tiempo, el diseño apantallado permite su uso en entornos de comunicación industrial. Un muelle metálico de bloqueo en el lado del conector macho aumenta la robustez mecánica del mecanismo de bloqueo.
Las ventajas de la estandarización
Entre las ventajas se incluyen la compatibilidad con diseños de redes SPE interoperables mediante la interfaz conforme con IEC 63171-6 y la posibilidad de crear diferentes configuraciones de placa a cable y de cable a cable con las distintas variantes de conectores macho y hembra. Los desarrolladores pueden aprovechar las arquitecturas Ethernet, las herramientas y los conocimientos existentes. A largo plazo, una interfaz estandarizada puede utilizarse en diferentes generaciones de productos y aplicaciones, reduciendo la dependencia de soluciones de conectores específicas para cada aplicación.
Para velocidades de datos SPE de hasta el rango de gigabits
La serie DZ17 de dos polos admite velocidades de datos SPE de hasta el rango de gigabits y es compatible con IEEE 802.3cg (10BASE-T1L), IEEE 802.3bw (100BASE-T1) e IEEE 802.3bp (1000BASE-T1). Está especificada para 4 A por contacto y 60 V CC. Tiene una tensión soportada de 1.000 V CA durante un minuto y una resistencia de aislamiento de al menos 500 MΩ a 500 V CC. Para la versión IDC pueden utilizarse conductores de AWG 22 a AWG 26.
El rango de temperatura de funcionamiento especificado es de -40 a 85 °C, y la vida útil mecánica es de hasta 1.000 ciclos de conexión. La versión apantallada y la compatibilidad con PoDL permiten utilizarla como una interfaz de comunicación compacta en sistemas SPE industriales.
Las aplicaciones van desde la automatización de fábricas hasta los edificios inteligentes
La serie DZ17 es especialmente adecuada para aplicaciones que requieren dimensiones compactas, un bajo volumen de cableado y una conexión Ethernet estandarizada. Entre ellas se incluyen:
- Automatización de fábricas e ingeniería industrial: sensores industriales, dispositivos descentralizados de control y monitorización y módulos compactos de comunicación.
- Robótica y tecnología de accionamientos: robots y periféricos robóticos, motores, actuadores y accionamientos.
- Visión artificial y cámaras de red: sistemas de cámaras compactos con espacio limitado para placas de circuito impreso, conectores y cableado.
- Automatización de edificios e infraestructuras: sensores y controladores para edificios, tecnología de seguridad y vigilancia y sistemas de control de acceso.
- Internet Industrial de las Cosas (IIoT): dispositivos edge, sistemas de monitorización embebidos y dispositivos de campo inteligentes distribuidos.
- Infraestructura Ethernet interna: comunicación cableada estructurada en fábricas, oficinas y edificios inteligentes.
Las ventajas son especialmente evidentes en sistemas con numerosos dispositivos distribuidos, donde el volumen de cableado, el peso y el esfuerzo de instalación se acumulan en el conjunto de la instalación. También son evidentes en dispositivos compactos para los que una interfaz RJ45 convencional y un cableado de cuatro pares resultan demasiado voluminosos.
De este modo, SPE está evolucionando desde sus aplicaciones especializadas iniciales hacia una tecnología estandarizada para la comunicación Ethernet en el nivel de campo. Allí donde se requiere una comunicación cableada compacta, ligera y estandarizada, SPE puede permitir una arquitectura de red integrada desde los sensores y actuadores hasta los sistemas de control y TI de nivel superior.
La serie JAE DZ17 se encuentra actualmente en fase de preproducción y ya hay muestras disponibles en www.rutronik24.com.
