來源：連接器世界網 作者：Farnell技術營銷全球負責人Cliff Ortmeyer

【大比特導讀】本文就物聯網使用環境下連接器的設計，進行了探討與分析。

物聯網(IoT)專家認爲，只有基於無線通信系統的改變星球般的技術才能發IoT的全部潛力。儘管肯定有大量的IoT節點將由電池供電並以無線方式連接，但是仍然有很大一部分IoT系統將從通過電纜連接的傳感器的使用中受益。

對於負責設計和實施IoT網絡的人員來說，問題是要使用哪種連接器。有許多公司提供了一系列非常適合物聯網應用的基於硬件的連接器，但是尋找最佳產品的公司正在尋找差異化因素。工程師想知道是什麼使產品獨特，它能提供什麼好處以及供應商是否對產品有廣泛的瞭解以支持他們的應用。

爲什麼未來不是全部無線

許多電子硬件設計工程師對物聯網應用的現代緊湊型連接器不瞭解，這是可以理解的。近年來的重點主要集中在無線傳感器上，但現實情況是，硬線連接器是許多物聯網設置中至關重要的組件。Farnell等公司爲這些應用提供了廣泛的不同連接器解決方案，尤其是非常適合用於IoT傳感器和節點的小型連接器。

由於許多原因，硬線連接可能是首選。例如，有線網絡通常可以在電氣噪聲環境中提供更大的彈性和魯棒性，在這些環境中，可靠的通信是必不可少的，而不會受到任何干擾。同樣，在惡劣的環境中，使用性能遠遠優於無線技術的各種工業以太網連接器是有意義的，其中包括IP防護等級的連接器，它可防止水、灰塵和其他元素的侵入。在此類應用中，連接器需要提供緊湊的外形尺寸，以最大程度地減小電路板的空間。標準RJ45連接器通常尺寸太大。

當今適用於物聯網的連接器包括HARTING的RJ45工業以太網數據接口，該接口具有直觀的鎖定機制，免工具的快速連接以及熱塑性或金屬製的機蓋和外殼等功能。這些連接器可提供高達10Gbit/s的數據傳輸速度，其額定等級通常爲IP20、IP54、IP65和IP67，而某些連接器還可提供4x48V/16A或3x300V/16A，具體取決於最終用戶的要求。浩亭的第六工業以太網接口家族也可用，它提供了RJ45的小型替代方案(所需空間減少了70%)。ix工業系列被稱爲IoT應用的“小巨人”，它由堅固的插入式連接器組成，這些連接器可爲1Gbit / s至10Gbit / s以太網提供Cat6a性能。這些組件非常適合惡劣的工業環境，可確保數據傳輸安全，並具有高EMC抗干擾能力。

對於某些物聯網應用，例如監視物流部門的環境條件，可能有必要使用包含USB連接的連接器。TE Connectivity的通用連接器非常適合IoT網絡，可提供雙向同步信號，用於USB系統中的全速(12Mbps)或低速(1.5Mbps)。這些TE系統易於安裝，包含一個單一的四位板載插座(BMR)和配對的電纜安裝模製插頭。爲了在所有類型的USB應用中具有靈活性和多功能性，BMR提供標準、B型、堆疊和並排配置。C型USB連接器足夠小，可用於手機，而微型USB 2.0連接器是同類產品中最小的連接器，能夠可靠地傳輸高速數據。爲了使數據傳輸速度比USB 2.0快10倍，設計工程師可以從一系列支持高達5Gbit / s數據傳輸速率的USB 3.0連接器中進行選擇。

使用硬線傳感器的另一個原因是要應對諸如嘈雜的工業設施等環境的射頻(RF)挑戰。儘管許多物聯網應用不會使用外部天線，但它們通常可以證明在這些困難的射頻環境中是理想的，這些射頻環境要求比無線傳感器提供更可靠的通信。

即使Wi-Fi、藍牙和Zigbee不能在長距離上提供無故障的連接，這些技術仍可以使RF快速輕鬆地集成到連接的系統中，使其成爲幫助緊湊型設備提供高性能Internet和數據連接的理想選擇。例如，Molex提供了一系列2.4GHz / 5GHz和900MHz超薄陶瓷天線以及LDS / MID IoT天線等相關的連接器。Molex還提供了完整的RF解決方案，以實現高頻性能，同時即使在極端苛刻的環境中也可提供出色的信號完整性。Molex的同軸連接器和電纜組件具有超微型尺寸(外形小至1.8mm)以及較大的RF單元，可在DC至65GHz的各種頻率範圍內工作。

不同的連接器可滿足不同的需求

當然，有無數的連接器提供了一系列適合IoT應用的功能，選擇正確的連接器至關重要，這不僅可提供所需的性能水平，而且還可以將IoT節點和傳感器的佔地面積保持在絕對最低的水平。

內存連接器

儘管將內存直接焊接到板上會最小化空間，但也會限制靈活性。考慮到這一點，許多工程師選擇了內存模塊，這使得他們可以在需要其他處理或其他選擇時擴展可用內存。Molex和TE Connectivity都在這一領域提供了出色的解決方案，它們用於服務器，存儲和通信應用的內存連接器和定製內存模塊再次滿足了不同的客戶需求。

板對板連接器

通常，物聯網系統的設計人員可以通過堆疊板來實現靈活性(例如將不同的傳感器連接到標準通信板上)，而TE Connectivity生產的自由高度板對板連接器就是爲這種並行板堆疊應用而設計的。這些多功能單元非常適合小型化應用，使用了超小型連接器，適用於各種互連用途。

自由高度連接器提供40至440個位置尺寸範圍的接觸間距，接觸間距爲0.5mm、0.6mm、0.8mm和1mm。通過將各種垂直插頭和插座外殼高度組合在一起，能以1mm的增量實現4mm至20mm的板對板堆疊高度。如果需要進一步節省空間，則靈活的板對板連接使板可以放置在最適合減少設備佔用空間的任何位置。

同時，柔性電纜連接器可提供極高的連接密度和較小的間距。爲了滿足對更小更可靠的連接的不斷增長的需求，Molex開發了一系列間距從0.2mm到2mm的薄型/高密度互連，並採用雙觸點設計來提高連接可靠性。

電源和數據連接器

雖然某些無線傳感器可以提供長達20年的電池壽命，但是有許多物聯網應用，尤其是在工業物聯網(IIoT)中，通過電纜爲設備供電可以減輕更換電池的負擔。進行硬連線還可以使設計人員將更高功率的處理器和外圍設備整合到他們的方案中。

在需要將電源和數據結合在一起的地方，標準的2mm連接器是可選的，例如Samtec提供的連接器。該公司的間距插座、集管、端子和電路板堆疊器有扁平、高架和高密度設計，可將多塊電路板連接在一起。可用的各種選項包括垂直和直角/水平方向以及通孔、表面安裝、壓接和直通端子。

如果IoT設計工程師正在尋求比傳統的2mm連接器更緊湊的外形尺寸，那麼微型線對板互連解決方案包括TE提供的1.5mm AMP CT連接器，以及Samtec提供1.27 mm間距的板式堆疊插座和端子排。這些堅固耐用的低成本產品將薄型與高密度結合在一起，並提供多種方向和接觸方式。

防侵入連接器

如前所述，某些應用需要具有防水、防塵功能的IoT設備，而HARTING輕型Han®工業連接器系列等產品可以滿足這一要求。這些產品可以傳輸功率和數據，是鏈接加熱或冷卻裝置、風扇、控制端子、照明系統、驅動器和振動傳送帶的理想選擇。在室外安裝中，該系列產品可防止灰塵和液體進入IP65以下。

可配置的連接器

當然，在絕大多數物聯網和物聯網應用中，空間始終是關鍵因素。因此，與其使用可能包含超出所需觸點的標準現成產品，還不如使用可配置的連接器，來滿足安裝確切需求。例如，Samtec通過真正易於使用的可配置性，爲設計工程師提供創建所需的連接器選項。

可靠性和成本是關鍵

同時，爲特定應用選擇正確的連接器要可靠和低成本，這是它們最重要的標準。考慮到這一點，TE Connectivity已開發出一系列FASTON快速連接端子，其中包括低插入力端子、高溫裝置和薄型端子。這些端子有絕緣和非絕緣版本、直線和標記配置以及多種電鍍選件，其特徵是帶有應力釋放的插座，帶有可靠的鎖定，易於安裝和牢固固定。

結論

顯然，即使在設計物聯網系統和設備時無線連接具有無數的優勢，尤其是具有以非常低的功率在很長的距離上捕獲和共享數據的能力，但有線連接器仍然存在着巨大的市場，而且市場上已爲這些應用已經開發了最先進的模塊。

市場領先的專家爲IoT應用創建了廣泛的不同連接器解決方案組合，無論安裝方式和個人客戶要求如何，這些都可以由Farnell提供和支持。小型、可靠、功能強大、堅固耐用且無需電池——這些是基於硬件的連接系統所提供的好處，IoT設計人員在當今和未來的項目中需要了解這些好處。

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