Fibre optique harnais

01 Aperçu technique des harnais à fibre optique

Les harnais à fibre optique utilisent les ondes lumineuses comme support et les fibres optiques comme moyen de transmission et possèdent des avantages tels que la vitesse élevée, la fiabilité élevée, la faible perte et la résistance aux interférences électromagnétiques. Leur débit de transmission est beaucoup plus élevé que celui des fils de cuivre traditionnels ou des câbles coaxiaux, et ils peuvent répondre aux exigences de communication des systèmes embarqués pour de grandes quantités de données et des performances élevées en temps réel. La liaison de communication à fibre optique utilise principalement des connecteurs optiques et des porteurs de fibre optique pour réaliser une transmission de signal à grande vitesse.

1.1 Connecteurs à fibre optique

Les connecteurs à fibres optiques sont des dispositifs optiques passifs qui permettent la connexion mobile entre les fibres optiques. Ils sont principalement composés de pièces telles que le renforcement de la fibre optique, l'alignement de la fibre optique, l'amarrage élastique, le verrouillage de la tête et du siège, la fixation du câble optique, l'anti-rotation de la broche et le tampon du câble optique (voir Figure 1). Les connecteurs à fibre optique utilisent généralement des broches en céramique et des manchons en céramique pour l'alignement de la fibre optique et assurent l'amarrage élastique des extrémités de broche à travers des ressorts. Le ressort est à l'état pré - comprimé avant l'amarrage, de sorte que la broche ne bouge pas sous la force de verrouillage Pendant l'amarrage, une compression secondaire se produira en raison de la rétraction de la broche, et la force élastique sera renvoyée à la broche de sorte que les deux broches ancrées soient toujours dans un état de contact et de compression pendant le processus d'amarrage.

1.2 Conducteurs de fibre optique

Les fibres optiques sont cylindriques et sont principalement composées du noyau, du revêtement et des couches de revêtement (voir Figure 2). Le principe de transmission des fibres optiques utilise le phénomène de la réflexion interne totale de la lumière, c'est - à - dire lorsque la lumière est incidente à partir d'un milieu optiquement plus dense.(avec un indice de réfraction relativement plus élevé) à un milieu optiquement plus rare ;(avec un indice de réfraction relativement inférieur), si l'angle d'incidence est supérieur à l'angle critique de réflexion interne totale, la lumière ne sera plus réfractée mais sera complètement réfléchie dans le milieu d'origine, ce qui garantit que le signal optique peut être transmis dans la fibre optique sans fuite.

Les fibres optiques ont les caractéristiques suivantes :

(1)Vitesse de transmission rapide, longue distance et grande quantité de contenu : Les fibres optiques ont une vitesse de transmission très rapide, peuvent transmettre des données sur de longues distances et peuvent transmettre simultanément une grande quantité de données.

(2)Immunité aux interférences électromagnétiques : les fibres optiques transmettent des signaux optiques et ne sont pas affectées par les ondes électromagnétiques, de sorte que la qualité du signal est plus stable.

(3)Large bande passante : Les fibres optiques ont une très large bande passante et peuvent prendre en charge la transmission de données à grande vitesse.

(4)Faible perte : La perte de transmission des fibres optiques est très faible. Théoriquement, il peut transmettre des centaines de kilomètres ou même plus loin sans perdre la qualité du signal.

(5)Sécurité élevée : La transmission de signaux par fibre optique ne génère pas de rayonnement électromagnétique et ne peut pas être écoutée par des ondes électromagnétiques externes, de sorte qu 'elle convient davantage aux scénarios nécessitant des exigences élevées en matière de sécurité des données.

(6)Petite taille et légèreté : Par rapport aux câbles en cuivre traditionnels, les fibres optiques sont plus petites et plus légères, ce qui les rend pratiques pour le déploiement et l'entretien. Cet avantage est plus évident, en particulier dans les réseaux de communication à grande échelle.

02 Avantages des harnais à fibre optique dans l'application de l'intelligence automobile

Lorsque le taux de transmission des fils de cuivre atteint plus de 10 Go / s, des fils de cuivre plus épais seront nécessaires pour répondre aux exigences de taux. Cependant, dans l'environnement de disposition du véhicule, l'épaississement des fils de cuivre augmentera le poids global du véhicule et le coût de la voiture, et ne peut pas répondre aux exigences de l'environnement de disposition à grande vitesse et à faible poids du véhicule. La technologie de harnais à fibre optique peut améliorer considérablement la qualité et la fiabilité de la communication, réduire les interférences électromagnétiques et, en même temps, ne pas ajouter de poids supplémentaire, améliorant ainsi la sécurité et la stabilité du véhicule.

(1)La vitesse de transmission des faisceaux à fibre optique est beaucoup plus élevée que celle des fils de cuivre traditionnels ou des câbles coaxiaux et peut transmettre des millions de mégaoctets de données par seconde, ce qui peut répondre aux exigences de communication des voitures modernes pour de grandes quantités de données et des performances élevées en temps réel. Le débit maximal du réseau de fil de cuivre traditionnel ne peut atteindre que 10 Go / s, ce qui rend difficile de répondre aux exigences de transmission à grande vitesse.

(2)La perte de transmission des fibres optiques est extrêmement faible, et la perte par kilomètre est généralement inférieure à 0,0035 dB / m, ce qui peut garantir que le signal maintient toujours une haute qualité pendant la transmission longue distance. En revanche, la perte de transmission du réseau de fil de cuivre traditionnel est de 0,5 dB / m et la perte est importante lors de la transmission longue distance.

(3)La technologie de communication par fibre optique utilise des ondes lumineuses pour transmettre des signaux dans des fibres optiques. Comparé à la transmission par fil de cuivre traditionnel, il a une immunité significative aux interférences électromagnétiques.

(4)Par rapport aux fils métalliques traditionnels, les fibres optiques en plastique (POF), en tant que type de fibre optique automobile, peuvent réduire considérablement la masse du véhicule et améliorer l'économie du véhicule.

03 Scénarios d'application des faisceaux à fibre optique dans les automobiles

Les faisceaux à fibre optique sont actuellement largement utilisés dans des domaines tels que le domaine médical, le domaine de la communication, le domaine Internet, le domaine médical et l'industrie. Cependant, leur application dans le domaine des véhicules est confrontée à divers défis tels que l'absence de théories de base, l'absence de normes de spécification technique, les normes d'essai peu claires et le manque de pratiques d'application dans les véhicules.

3.1 Application des harnais à fibre optique dans les zones de mise en page

L'utilisation des faisceaux à fibre optique dans les automobiles est différente de leur utilisation dans d'autres domaines, et les caractéristiques environnementales de la zone d'utilisation doivent être pleinement prises en considération. Par exemple, des zones telles que le moteur et le châssis impliquent des exigences en matière de vibrations ; des zones telles que le compartiment moteur et la partie inférieure de la carrosserie du véhicule doivent tenir compte des performances étanches à l'eau ; et les zones à haute température doivent tenir compte des exigences en matière de résistance à haute température des conducteurs et connecteurs à fibre optique. Selon les différents environnements d'utilisation de l'automobile, les zones de disposition de l'ensemble du véhicule peuvent être grossièrement divisées en zone humide, zone humide potentielle et zone sèche.

(1)La zone humide désigne les zones où les fils et les connecteurs sont susceptibles d'entrer en contact avec des liquides dans un scénario d'utilisation normal, tels que les connecteurs de faisceau de fil dans les zones extérieures à l'habitacle passager telles que le châssis et le compartiment moteur. Par temps pluvieux et neigeux, que ce soit en conduisant ou en stationnement, ces zones entreront plus ou moins en contact avec divers liquides.

(2)La zone humide potentielle se réfère aux zones où les connecteurs de faisceau de fil peuvent entrer en contact avec des liquides dans certains scénarios d'utilisation quotidienne, par exemple lorsqu 'il pleut et que la porte est ouverte, une tasse d'eau est déversée, des objets gelés fondent ou des gouttes d'eau condensées. Par exemple, le plancher de l'habitacle, l'appuie de porte, la surface du siège, etc.

(3)La zone sèche absolue se réfère aux zones où la possibilité que les connecteurs de faisceau de fil entrent en contact avec des liquides est très faible dans le scénario d'utilisation normale du véhicule, comme l'intérieur du tableau de bord et l'intérieur du toit. Il convient de noter que les exigences d'étanchéité et d'étanchéité des connecteurs de faisceau de fil diminuent séquentiellement de la zone humide, de la zone humide potentielle à la zone sèche.

3.2 Solutions d'application pour les harnais à fibre optique

En plus de répondre aux exigences de performance électrique, l'application de faisceaux à fibre optique dans les automobiles doit souvent également répondre aux exigences de performance mécanique, et il est nécessaire de prendre en considération la qualité de température, les exigences en matière de vibration et les exigences en matière d'étanchéité des fils à fibre optique. Les solutions sont les suivantes :

(1)Câbles à fibre optique : Tout d'abord, sélectionnez des matériaux résistants à haute température et optimisez le schéma d'agencement du véhicule pour la conception de la dissipation de chaleur. Par exemple, sélectionnez des matériaux de fil pouvant résister à des températures élevées, tels que des fils en silicone et des fils XLPE, et ces matériaux peuvent maintenir l'isolation dans un environnement à haute température. Deuxièmement, adopter des procédés spéciaux, tels que l'utilisation d'un revêtement à double couche et d'une technologie de durcissement ultraviolet. Enfin, optimisez le schéma de mise en page dans le véhicule. Par exemple, évitez la trajectoire du tuyau d'échappement du moteur et de la zone de vortex à haute température pendant le schéma de disposition du harnais de fil, et obtenez un schéma de disposition plus optimisé grâce à la gestion thermique. Dans le même temps, un revêtement résistant à la température et isolant à la chaleur peut également être sélectionné pour la disposition du fil du véhicule. Par exemple, envelopper l'extérieur du harnais de fibre optique avec un tube de fibre de verre en aluminium résistant à haute température peut assurer efficacement l'utilisation du câble de fibre optique dans l'environnement à haute température du véhicule et améliorer les performances de résistance au vieillissement. Dans le même temps, pour s'assurer que le câble de fibre optique peut être utilisé dans l'environnement humide, le câble optique peut également être conçu pour avoir une structure de protection multicouche pour une étanchéité efficace.

Plus précisément, la couche la plus externe du câble optique est généralement une gaine en plastique, qui fournit non seulement une protection mécanique, mais a également une certaine fonction imperméable. à l'intérieur de la gaine en plastique se trouve une gaine métallique, ce qui améliore encore la résistance à la pression et la capacité d'étanchéité du câble optique. à l'intérieur de la gaine métallique, il y a aussi une couche bloquant l'eau qui gonfle l'eau, ce qui est une barrière clé pour empêcher la pénétration de l'eau. Une fois que l'eau envahit, la couche de blocage de l'eau se dilate rapidement pour sceller le chemin d'invasion et empêcher la propagation de l'eau. La partie centrale du câble optique prend également des mesures étanches. La fibre optique est étroitement enveloppée avec une pommade et collée à d'autres composants dans le noyau. Cette pommade joue non seulement un rôle lubrifiant, mais plus important encore, elle peut absorber et verrouiller la trace d'eau dans le noyau pour empêcher l'eau d'endommager la fibre optique. Grâce à cette série de structures de protection multicouches, le câble optique peut maintenir la fibre optique sèche et stable dans divers environnements difficiles et assurer la transmission fluide des signaux de communication. Par exemple, la solution embarquée de faisceau de câblage optique en fibre optique multimode quartz libérée par Longfei Optic Fiber répond aux normes automobiles en termes de flexion (rayon 10 mm), de résistance à la traction (150 N), de caractéristiques de température (-40 ° C à 125 ° C), de vieillissement (125 ° C, 3000 h), de vibration (V3), etc.

(2)Connecteurs à fibre optique : Les principales méthodes pour améliorer la résistance à la température des connecteurs à fibre optique comprennent la conception d'une structure de dissipation de chaleur et la sélection de matériaux résistants à haute température. Grâce à une conception raisonnable de dissipation de chaleur et à l'utilisation de matériaux résistants aux hautes températures, les performances et la durée de vie des connecteurs à fibre optique dans les environnements à haute température peuvent être efficacement améliorées.

Tout d'abord, la conception d'une structure de dissipation de chaleur est la clé pour améliorer la résistance à la température des connecteurs à fibre optique. Les connecteurs à fibre optique généreront de la chaleur pendant le fonctionnement, et une conception de dissipation de chaleur raisonnable peut aider à réduire la température des connecteurs et à assurer leur fonctionnement stable. Ce qui suit sont des méthodes spécifiques.

à‘ Réservez les pièces métalliques pour transférer la chaleur à travers les pièces métalliques réservées pour aider à la dissipation de la chaleur.

à‘ Conception des ailettes de dissipation de chaleur : Conception des ailettes de dissipation de chaleur sur la coque extérieure du connecteur pour le rendre meilleur contact avec l'air et dissiper la chaleur par un ventilateur ou un vent naturel.

à‘ Utilisez une coque métallique extérieure : Utilisez un matériau métallique avec de meilleures performances de dissipation de chaleur pour améliorer l'efficacité de dissipation de la chaleur de la coque extérieure.

Deuxièmement, la sélection de matériaux résistants aux hautes températures est également un moyen important d'améliorer la résistance aux températures des connecteurs à fibre optique. Dans un environnement à haute température, les matériaux ordinaires sont sujets au vieillissement ou à la déformation, tandis que les matériaux résistants aux hautes températures peuvent mieux résister à l'influence des hautes températures.

à‘ Plastiques d'ingénierie de haute qualité : Sélectionnez des plastiques d'ingénierie de haute qualité avec une résistance à température moyenne et basse pour que la coque extérieure et la structure interne du connecteur améliorent la résistance à la température globale.

à‘ Matériaux alliage spéciaux : Utilisez des matériaux d'alliage spéciaux pour fabriquer les composants clés du connecteur afin d'améliorer sa résistance à haute température et sa capacité anti-déformation. Par exemple, Letas Optics a lancé un connecteur optique sans contact, qui présente les caractéristiques d'une grande répétabilité de branche et de débranchement, d'une longue durée de vie de branche et de débranchement, d'une faible perte d'insertion et d'une faible sensibilité à la poussière par rapport aux connecteurs optiques traditionnels.

à‘ ¢ Dans le traitement imperméable, des tubes thermo-rétréctables peuvent être utilisés : Mettez le tube thermo-rétrécishable sur la pièce de connexion et utilisez un chauffage à tube thermo-rétrécishable pour chauffer et rétrécir le tube thermo-rétrécishable. La fonction du tube thermiquement rétractable est de protéger la fibre optique et d'empêcher l'entrée d'eau et de polluants. Assurez-vous que le tube thermiquement rétractable s'adapte bien au joint et à la fibre optique sans lacunes. Appliquez une quantité appropriée de scellant à l'extérieur du tube thermiquement rétractable pour améliorer la performance étanche du joint. Assurez-vous que le scellant est appliqué uniformément et remplit tous les lacunes et les pores possibles, et attendez que le scellant sèche et dure pour le traitement d'étanchéité.

(3)La connexion à haute vitesse est réalisée via des fibres optiques, et le port de connexion électrique est responsable de l'alimentation du capteur.

En conclusion, la technologie de communication à fibre optique a de larges perspectives d'application et un grand potentiel dans le système de communication automobile.À l'avenir, la technologie de communication à fibre optique continuera de jouer ses avantages uniques et de fournir un soutien solide au développement des systèmes de communication électronique embarqués dans les véhicules. Dans le même temps, avec les progrès continus et l'innovation de la technologie et l'amélioration continue de l'échelle, le coût de la communication par fibre optique dans les applications embarquées sera encore réduit, les solutions seront plus matures et deviendront le choix préféré pour résoudre les exigences de communication à haute vitesse dans le développement de l'intelligence automobile.