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如何为自主无人机应用选择连接器?

2020-11-10 14:31:08 来源:连接器世界网 作者:LEMO USA高级客户应用工程师Steven Lassen

选择用于交织各种技术的连接器的范围可以从简单到复杂。最简单的是,如果雷达、激光雷达和GPS装置的OEM选择了连接器,而仅需要识别配对的连接器,如果配对的连接器随附有尾纤那就更好。

当需要将多种技术组合到一个连接器中,以使其防风雨、简化布线或创建一个直观的解决方案(其中连接器只能以一种方式连接)时,情况将变得更加复杂。要考虑的关键要求是高速数据吞吐量、金属或塑料外壳、环境密封、重量和配合循环次数。

对于固定翼无人机的应用,可能需要频繁设置和故障检修,并且机翼传感器、控制电缆、皮托管和加热器电路必须具有连通性。在使用多个相似的连接器以避免交叉配合的情况下,可能需要键控和颜色编码。

数据速度和功率

高速数据连接器是一个关键考虑因素。对于铜导体来说,阻抗匹配的双绞线的速度和距离会受到限制。连接的每个部分,包括芯片(物理层)的选择,都会引入附加延迟。

图1. 左:单个凸纤维接触。中心:纤维和铜结合在一个插入物中。右:单个母纤维接触。

对于机械激光雷达应用,某些模块可能需要在整个车辆中进行本地或远程互连。光纤可以帮助提高数据速度和带宽,超出铜缆的能力,既可以提高速度,又可以承载低功率激光。如果必须添加光纤连接器,则必须考虑插入损耗、回波损耗和功率预算。

用于电源的连接器取决于电气要求,但是如果可以选择使用更高的电压,则可以通过使用较小的导体AW将成本和总安装重量降至最低。通常,将带凹孔的母触点选择为带电侧,这样在拔下连接器时,带电导体不会露出来。

金属屏蔽

理想情况下,每个元素都可以直接集成在一起,但实际上,组件或有效载荷需要频繁、快速地更换,这需要可靠且坚固的连接器,并具有出色的屏蔽性能。连接器外壳材料通常由金属制成以提供屏蔽。屏蔽层各不相同,某些连接器具有基本的单壁结构,可用于大多数通用应用;还提供具有三壁结构的连接器,该连接器不仅可以为内部组件提供360°保护,而且还可以最大程度地减少进入或退出连接器时的EMI。对于无人机应用而言,这对邻近电路或有效载荷有近四分之一的空间,或者当飞机受到强大的地面无线电发射机信号或干扰时,这尤其重要。

图2.三壁LEMO K和E系列,与单壁S和B系列金属连接器的屏蔽效率比较。

恶劣的环境

图3.应用于恶劣环境的LEMO T、M和F系列金属连接器。

在大多数情况下,要保护连接器不受UxV自身外壳内元件的影响。对于这些位置,通常IP50等级就足够了。但是,一旦连接暴露在元件上,就需要IP67或更高等级的环保密封连接器。密封套材料必须能够抵抗燃料和其他腐蚀性流体。具有黄铜基材料并镀有铬的连接器壳体可以承受1000多个小时的盐雾腐蚀测试和宽温度范围。

幸运的是,有了许多可用的选择,大多数连接器公司都可以协助特定应用进行工艺选择。

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