Para aplicações de sensores e atuadores, os conectores circulares M12 com código A são preferidos. Quer se trate de transmissão de sinais, dados ou energia, o conector M12 tornou-se uma interface indispensável como interface para rede de dispositivos.
O conector circular M12 tornou-se o padrão universal para conexões industriais. Muitos fabricantes oferecem esta interface compacta e padronizada, o que a torna atraente para aplicações industriais que vão desde transmissão de sinais e dados até transmissão de energia. O conector M12 robusto, mecanicamente e resistente ao meio ambiente tem esse nome devido à sua rosca de travamento com diâmetro nominal de 12 mm. A ampla gama de aplicações dos conectores M12 se reflete no número de codificações mecânicas (contornos de caixa mecânicos específicos para cada aplicação) que atendem aos padrões para a respectiva área de aplicação.
Poeira e líquidos não danificarão os conectores circulares M12-A da Würth Elektronik eiSos. Os conectores têm classificação IP67 e IP68 para uso em ambientes agressivos.
A forma mecânica do código A é a origem de todos os códigos M12; todos os outros sistemas de bloqueio mecânico são desenvolvidos a partir dele, razão pela qual existem diferentes códigos (A, D, L, X, S, etc.), cada um com um número diferente de contactos disponíveis. Embora as interfaces M12 possam ter de 2 a 17 contatos, na prática são mais comumente usados 3, 4, 5, 8 ou 12 pinos. O número de pinos depende de vários requisitos. Por exemplo, aplicações de sensores e energia requerem 3 e 4 pinos, enquanto aplicações Profinet e Ethernet requerem 4 e 8 pinos, e Fieldbus, CAN Bus e DeviceNet normalmente requerem 4 e 5 pinos. 12 pinos são necessários para sinalização complexa. A Tabela 1 descreve os protocolos e a contagem de pinos do conector necessários no nível físico.
Tabela 1: Visão geral da camada física da codificação M12-A. A Würth Elektronik oferece conectores circulares codificados M12-A com 4, 5 ou 8 pinos.
Sistema de conexão sofisticado
M12-A representa o sinal com opção de alimentação CC e é particularmente adequado para aplicações fieldbus em automação industrial. A série WR-CIRCM12 apresenta caixas com trava de parafuso e conjuntos de cabos, disponíveis em 4, 5 ou 8 pinos. As áreas de aplicação incluem ambientes industriais, especialmente automação e robótica, bem como as áreas de energia renovável, tecnologia de comunicação e engenharia mecânica. Além disso, as versões conectáveis em painel e em campo do conector M12 são certificadas cULus (UL2238). Todos os conectores M12 oferecem proteção mínima de IP67 ou IP68 contra entrada de poeira, sujeira e água.
Garanta comunicações Ethernet confiáveis
As aplicações de sensores e atuadores dependem da transmissão rápida e sem erros de sinais digitais por meio de cabos. A base é Ethernet Twisted Pair (EOTP), que é considerada uma das camadas físicas mais importantes da Ethernet. É a base dos protocolos EtherCAT, EtherNet/IP, Profinet, CC-Link IE, Powerlink, Sercos III e Modbus TCP.
Embora o M12A não seja o conector original para o qual a interface EOTP foi desenvolvida, o conector ainda pode ser usado de várias maneiras. Por exemplo, o conector circular M12 de 8 pinos pode ser usado como substituto do RJ45 em sistemas de cabeamento ANSI/TIA-568 Categoria 3 para a interface Ethernet 10BASE-T a 10 Mb/s. O cabo Cat 3 consiste em quatro pares trançados com impedância diferencial típica de 100 ohms. A Figura 1 mostra a atribuição recomendada ao conectar RJ45 (plugue modular 8P8C) usando conectores circulares M12 com codificação A. Por outro lado, ao conectar um conector circular com codificação M12 A a um conector circular com codificação M12 A, é recomendado usar a atribuição de pinos mostrada na Figura 2.
Esta atribuição de pinos minimiza a distorção de atraso entre o mesmo par de contatos. Esta fiação é uma configuração amplamente utilizada para fiação M12 EOTP com código A. Embora o 10BASE-T utilize apenas dois pares para sinalização, não é recomendado ter apenas dois pares no cabo ou usar conectores circulares de quatro pólos com codificação A, pois isso pode causar confusão com outras aplicações amplamente utilizadas. Por outro lado, recomenda-se a utilização de conectores com código D para dois pares de cabeamento EOTP M12. Outras variantes Fast Ethernet também são possíveis, notadamente 100Base-T para aplicações de até 100 Mb/s que requerem conectores circulares codificados em D com dois pares de cabos, ou superior para Base-T para taxas de dados de até 10 Gb/s. Porém, para este último, é necessário um conector circular codificado em X com quatro pares de cabos.
É possível implementar alternativamente um padrão EOTP com freqüência mais alta usando a codificação M12-A sem comprometer a velocidade e a integridade do sinal? Para o padrão EOTP de 100 Mbit/s, uma interface com um conector circular codificado A pode ser criada com a mesma atribuição de pinos do 10-BASE-T. A integridade do sinal deve ser considerada ao projetar tais interfaces. Todo o conjunto de cabos, incluindo conectores, deve estar em conformidade com os padrões ANSI/TIA-568. Cada par de plugue/soquete e o próprio cabo possuem um orçamento de perda e diafonia que não pode ser excedido. Recomenda-se testar os parâmetros S desta interface, principalmente dependendo da categoria e do comprimento do cabo. Mesmo em taxas de dados de até 10 Gb/s, é possível criar círculos M12 com codificação A implementando as mesmas atribuições de pinos e aplicando as mesmas considerações de integridade de sinal que as interfaces de conector 10-BASE-T e 100-BASE-T. O comprimento do cabo para esse tipo de interface geralmente é muito menor.
Ampla gama de aplicações
Este não é de forma alguma o fim da gama de aplicações do robusto conector circular M12-A. Por exemplo, o sistema de comunicação IO-Link pode ser usado para conectar elegantemente sensores e atuadores inteligentes a sistemas de automação de acordo com a IEC 61131-9 - usando um conector circular M12 de 5 pinos com código A conectado a um conector de três ou cinco núcleos. núcleo de cabo de 20 metros. As conexões em cabos de três fios são chamadas de “Classe A” e as conexões em cabos de cinco fios são chamadas de “Classe B”. As conexões do dispositivo podem ser cabos fixos ou codificação M12 A de 4 ou 5 pinos, dependendo da compatibilidade cruzada necessária.
O M12-A também pode lidar com conexões USB. Com o USB versão 2.0, ele pode ser usado tanto como fonte de energia quanto como barramento de dados de alta velocidade. Os conectores circulares M12-A são adequados para fazer conjuntos de cabos USB robustos. Na montagem do cabo para USB 2.0, deve-se considerar duas conexões de alimentação para V-bus e GND, além de um par trançado com impedância diferencial de 90 ohms para o sinal USB. Se a conexão for um plugue mini ou micro-USB, os pinos de ID podem ser conectados desta forma a um plugue redondo M12 de cinco pinos com codificação A. O conector é blindado com a trança de blindagem do cabo. Os comprimentos dos cabos USB são normalmente entre 1 m e 3 m.
A tecnologia de conexão M12 é ideal como link intermediário em sistemas de barramento industriais, em particular CANbus, RS-485, Profibus e as camadas físicas RS-422, RS-423 e RS-232. Embora o CANbus tenha sido originalmente projetado para uso com conectores D-SUB pequenos, o conector circular codificado M12-A de cinco pinos é a interface comum para CANbus. Somente os pares de sinais CAN_H e CAN_L conectados aos pinos 4 e 5 são necessários. Nesta configuração, o dispositivo pode fornecer energia. Pares de fios trançados com impedância nominal de 120 ohms são usados para transmissão elétrica.
A camada física RS-485 é comumente usada para os protocolos industriais Modbus, OSDP, SSCP, SCSI-2, SCSI-3, Profibus, Nanoréseau, DMX 512 e AES 3. A Figura 3 mostra a pinagem RS-485 típica para um 5- cabo com codificação pólo A. Alternativamente, pode ser usado um cabo blindado de quatro núcleos. A fiação depende muito da potência necessária, mas sempre inclua pelo menos pares TxD/RxD simétricos nas posições 2 e 4 para minimizar a latência.
O Profibus suporta o conceito descentralizado. O fato do Profibus poder ser adaptado a diferentes aplicações utilizando princípios modulares também torna esta tecnologia atraente na automação da produção e nas indústrias de processos. A tecnologia de conexão M12 é essencial aqui. A variante com código A é usada para fontes de alimentação, enquanto o conector circular com código B é dedicado à transmissão de sinais Profibus (Figura 4).
Outros sistemas de barramento industrial que usam conectores circulares M12-A incluem RS-411, RS-423 e RS-232. Conectores de 8, 5 e 4 pinos são adequados para essa finalidade. A fiação depende principalmente dos sinais necessários, da potência e do aterramento necessário.