I trend futuri nei connettori industriali

Uno dei progressi sostanziali, portati avanti dai produttori di connettori elettrici, riguarda la loro progettazione. Utilizzando software di ingegneria predittiva capaci di simulare le prestazioni di un connettore, si giunge alla produzione di prototipi promettenti in termini di prestazioni elettriche e meccaniche.

La svolta è arrivata con l’utilizzo del digital twin (il gemello digitale) durante le prove di laboratorio. L’approccio permette ai ricercatori di giungere a risultati più accurati e certi ben prima di produrre il prototipo di connettore fisico.

La simulazione digitale del funzionamento di un nuovo connettore sul lungo periodo porterà, probabilmente, a una riduzione del costo della ricerca che si ripercuoterà positivamente anche sul prezzo finale del singolo connettore elettrico.

Infatti, si può ipotizzare che, in futuro, il gemello digitale di un prototipo di connettore elettrico possa superare le prove di conformità attraverso una simulazione digitale di breve durata e non più attraverso la classica procedura che richiede alcune settimane di prove meccaniche e prototipazione.

Tale evoluzione porterà, quindi, ai seguenti benefici:

• Riduzione dei tempi di progettazione
• Maggiori prestazioni
• Efficienza energetica superiore
• Riduzione dei costi di ricerca, progettazione e prototipazione

Non ultimo, i connettori del domani dovranno essere più piccoli senza difettare in termini di robustezza. Prima di affrontare l’argomento dedicato alle dimensioni dei connettori elettrici, tuttavia, dedichiamo ancora un po’ di tempo alle tendenze del domani di cui già si intravedono le premesse nel presente. Per un approfondimento sui connettori elettrici ti rimandiamo invece alla nostra guida dedicata.

Connettività contactless e capacità di portata maggiore

Molti dei connettori meccanici di oggi potrebbero essere sostituiti entro i prossimi 10 anni da sistemi contactless mediante l’uso dell’accoppiamento induttivo magnetico.

Al momento, le sperimentazioni hanno avuto successo su dispositivi più piccoli, come ad esempio la ricarica degli smartphone, ma lo sviluppo di nuove soluzioni potrebbe portare alla maturazione di tecnologie di connessione senza contatto nei seguenti campi:

• Automobilistico
• Elettronica di consumo
• Manifatturiero

Parliamo adesso di ricarica dei mezzi di trasporto elettrici, che include le auto e le moto, i quali già oggi richiedono una riduzione dei tempi di piena ricarica della batteria collocata a bordo del mezzo di trasporto. Aumentare la capacità di trasferimento della potenza da una stazione di ricarica alla batteria del veicolo elettrico (EV), richiede connettori in grado di trasferire la potenza richiesta in totale sicurezza, scongiurando gli effetti termici sui cavi e sul connettore stesso.

Una delle soluzioni prospettate per superare i limiti attuali, è l’implementazione di sensori dedicati nelle busbar delle stazioni di ricarica per EV. Ti invitiamo, dunque, a scoprire i connettori elettronici per automotive disponibili in commercio, comprese le versioni per i cicli di ricarica degli EV.

La miniaturizzazione a cui stiamo assistendo nel campo dell’elettronica impegna chi si occupa di connessioni a sviluppare soluzioni adeguate alle nuove dimensioni dei dispositivi elettronici.

La miniaturizzazione viene ricercata soprattutto nei seguenti ambiti:

• Data center
• Edge computing
• Automotive
• Dispositivi wireless
• Aerospaziale
• Automazione industriale

In campo elettronico, ogni millimetro quadrato deve avere una funzione, non possono più esistere spazi vuoti inutilizzati. Dunque, anche i produttori di connettori devono seguire la tendenza, lanciando connettori miniaturizzati che non rinuncino alla robustezza di un dispositivo costruito a regola d’arte.

I connettori per l’industria di oggi e di domani devono garantire un trasferimento dati a velocità elevata. Basti pensare al 5G e al futuro standard 6G, quest’ultimo in fase di sviluppo e di approvazione entro il 2025, ma che sarà reso disponibile a partire dal 2030.

Anche le comunicazioni via cavo raggiungono velocità elevate (1 Gbit/s il rame, fino a 100 Gbit/s la fibra ottica) e richiedono per le applicazioni industriali connettori con tassi di trasferimento dati all’altezza, garantendo una latenza minima.

Si pensi al trasferimento dei dati generati dall’automazione di interi impianti industriali che devono essere monitorati e gestiti a distanza. Non è necessaria, tuttavia, solo la velocità, ma anche l’impermeabilità dei connettori, soprattutto laddove impiegati in ambienti marini o per la connessione dell’illuminazione esterna di una fabbrica.

L’Internet of Things (IoT), ad esempio, sta ampliando i casi di connessione di apparati industriali, ma anche medici, in ambienti interni/esterni e dalle difficili condizioni ambientali. Di pari passo è aumentata la necessità di avere sul mercato una gamma di connettori impermeabili. Attualmente ne fanno uso in particolare l’agricoltura 4.0, l’ambito militare, nonché quello medico.

I connettori ad alta densità ci riportano al tema della miniaturizzazione. Essi sono indispensabili per quelle applicazioni dove è richiesto un alto numero di connessioni in poco spazio. La connessione ad alta densità è già diffusamente utilizzata nei server e nei router per il minimo ingombro, ma anche l’automotive ne ha compreso l’utilità su veicoli dove l’elettronica è in crescita e serve incorporare tutto in poco spazio pur garantendo elevate prestazioni.

Per il trasferimento di miliardi di informazioni al secondo restano, naturalmente, ancora validi i connettori RJ45 di cui parliamo diffusamente in una guida appositamente preparata.

I connettori industriali M12, e più in generale i connettori circolari (M8, M23, M9) hanno ottenuto un ampio successo nella connettività di macchinari, sistemi e dispositivi fissi e mobili delle fabbriche.

La caratteristica filettatura maschio/femmina per un serraggio a prova di vibrazioni e di infiltrazioni di polvere e altri elementi, unita alla disponibilità in versioni con più pin, ha reso il connettore circolare la versione preferita per gli impieghi in ambienti gravosi e dove è richiesta affidabilità continua.

Il connettore circolare si è guadagnato un posto anche nell’automazione industriale, grazie alla sua capacità di trasferire dati in poco tempo. Le caratteristiche sin qui presentate le trovi anche nei nuovi connettori M12 e di altre dimensioni.

I connettori M12 miniaturizzati mantengono tutte le caratteristiche ben note, ma aggiungono le ridotte dimensioni per poter essere utilizzati in spazi angusti. Anche il trasferimento di dati è stato migliorato per supportare una maggiore larghezza di banda e un trasferimento dati all’altezza delle recenti esigenze produttive richieste dalle fabbriche. L’impermeabilità è stata altresì migliorata per proteggere le connessioni dall’acqua e da altri agenti liquidi.

Presto, si diffonderanno anche i connettori M12 ibridi, in grado di combinare la trasmissione di potenza e di segnale per venire incontro a quelle richieste di alimentazione e trasferimento dati in un’unica soluzione.

Senza contare i connettori M12 intelligenti, cioè dotati di capacità di comunicazione integrate per fornire all’industria il monitoraggio e la diagnostica in tempo reale del canale di comunicazione. In questo modo, si potrà intervenire in modo predittivo su una potenziale perdita di comunicazione di informazioni prima che questa si verifichi. Conosciamo, infatti, quanto sia importante, oggigiorno, la continuità nel flusso dei dati, in mancanza dei quali si interrompono i processi produttivi.

Il connettore è un punto di giunzione per l’alimentazione elettrica e per il passaggio dei dati lungo il percorso di trasferimento.

Senza i connettori non potremmo avviare il motore di un macchinario o collegare quest’ultimo alla catena di produzione. Nessuna comunicazione sarebbe possibile in una fabbrica moderna alimentata dall’energia elettrica e gestita dalle informazioni che corrono lungo i cavi di comunicazione.

Mentre prendi visione dell’intero catalogo di connettori industriali di cui disponiamo, ti ricordiamo che i connettori contactless e quelli intelligenti dotati di sensori per l’analisi predittiva ci aprono a un futuro in cui il flusso di dati e la potenza elettrica potranno scorrere in totale sicurezza, mentre assecondano le rinnovate esigenze di fabbriche e officine industriali.