Para aplicaciones de sensores y actuadores, se prefieren los conectores circulares M12 con codificación A. Ya sea para transmitir señales, datos o energía, el conector M12 se ha convertido en una interfaz indispensable para la conexión en red de dispositivos.
El conector circular M12 se ha convertido en el estándar universal para conexiones industriales. Muchos fabricantes ofrecen esta interfaz compacta y estandarizada, lo que la hace atractiva para aplicaciones industriales que van desde la transmisión de señales y datos hasta la transmisión de energía. El conector M12, robusto, resistente mecánica y medioambientalmente, recibe su nombre por su rosca de bloqueo con un diámetro nominal de 12 mm. La amplia gama de aplicaciones de los conectores M12 se refleja en la cantidad de codificaciones mecánicas (contornos de carcasa mecánicos únicos y específicos de la aplicación) que cumplen con los estándares para el área de aplicación respectiva..
El polvo y los líquidos no dañan los conectores circulares M12-A de Würth Elektronik eiSos. Los conectores tienen clasificación IP67 e IP68 para uso en entornos hostiles.
La forma mecánica del código A es el origen de todos los códigos M12; todos los demás sistemas de bloqueo mecánico se desarrollan a partir de él, por lo que existen diferentes códigos (A, D, L, X, S, etc.), cada uno con diferente número de contactos disponibles. Aunque las interfaces M12 pueden tener de 2 a 17 contactos, en la práctica se utilizan más comúnmente 3, 4, 5, 8 o 12 pines. El número de pines depende de diversos requisitos. Por ejemplo, las aplicaciones de sensores y alimentación requieren 3 y 4 pines, mientras que las aplicaciones Profinet y Ethernet requieren 4 y 8 pines, y Fieldbus, CAN Bus y DeviceNet generalmente requieren 4 y 5 pines. Para señalización compleja se necesitan 12 pines. La Tabla 1 describe los protocolos y el número de pines del conector necesarios a nivel físico.
Tabla 1: Descripción general de la capa física de la codificación M12-A. Würth Elektronik ofrece conectores circulares codificados M12-A con 4, 5 u 8 pines.
Sistema de conexión sofisticado
M12-A representa la señal con opción de alimentación CC y es especialmente adecuado para aplicaciones de bus de campo en automatización industrial. La serie WR-CIRCM12 presenta carcasas con bloqueo de tornillo y conjuntos de cables, disponibles en 4, 5 u 8 pines. Los campos de aplicación incluyen el entorno industrial, especialmente la automatización y la robótica, así como los campos de las energías renovables, las tecnologías de la comunicación y la ingeniería mecánica. Además, las versiones cableables en campo y en panel del conector M12 cuentan con la certificación cULus (UL2238). Todos los conectores M12 ofrecen una protección mínima de IP67 o IP68 contra la entrada de polvo, suciedad y agua.
Garantice comunicaciones Ethernet confiables
Las aplicaciones de sensores y actuadores dependen de una transmisión rápida y sin errores de señales digitales a través de cables. La base es el par trenzado de Ethernet (EOTP), que se considera una de las capas físicas más importantes de Ethernet. Es la base de los protocolos EtherCAT, EtherNet/IP, Profinet, CC-Link IE, Powerlink, Sercos III y Modbus TCP.
Aunque M12A no es el conector original para el cual se desarrolló la interfaz EOTP, el conector aún se puede utilizar de varias maneras. Por ejemplo, el conector circular M12 de 8 pines se puede utilizar como reemplazo del RJ45 en sistemas de cableado ANSI/TIA-568 Categoría 3 para la interfaz Ethernet 10BASE-T a 10 Mb/s. El cable Cat 3 consta de cuatro pares trenzados con una impedancia diferencial típica de 100 ohmios. La Figura 1 muestra la asignación recomendada al cablear RJ45 (enchufe modular 8P8C) utilizando conectores circulares M12 con codificación A. Por otro lado, al cablear un conector circular M12 con codificación A a un conector circular M12 con codificación A, se recomienda utilizar la asignación de pines que se muestra en la Figura 2.
Esta asignación de pines minimiza el retardo sesgado entre el mismo par de contactos. Este cableado es una configuración ampliamente utilizada para el cableado EOTP M12 con codificación A. Aunque 10BASE-T usa solo dos pares para señalización, no se recomienda tener solo dos pares en el cable o usar conectores circulares con codificación A de cuatro polos, ya que esto puede causar confusión con otras aplicaciones ampliamente utilizadas. Por otro lado, se recomienda utilizar conectores con codificación D para dos pares de cableado EOTP M12. También son posibles otras variantes de Fast Ethernet, en particular 100Base-T para aplicaciones de hasta 100 Mb/s que requieren conectores circulares codificados en D con dos pares de cables, o superior para Base-T para velocidades de datos de hasta 10 Gb/s. Sin embargo, para este último se requiere un conector circular con codificación X con cuatro pares de cables.
¿Es posible implementar alternativamente un estándar EOTP con mayor frecuencia utilizando la codificación M12-A sin comprometer la velocidad y la integridad de la señal? Para el estándar EOTP de 100 Mbit/s se puede crear una interfaz con un conector circular con codificación A con la misma asignación de pines que para 10-BASE-T. Se debe considerar la integridad de la señal al diseñar dichas interfaces. Todo el conjunto de cables, incluidos los conectores, debe cumplir con los estándares ANSI/TIA-568. Cada par de enchufe/enchufe y el propio cable tienen un presupuesto de pérdidas y diafonía que no se puede superar. Se recomienda probar los parámetros S de esta interfaz, principalmente según la categoría y la longitud del cable. Incluso a velocidades de datos de hasta 10 Gb/s, es posible crear círculos M12 con codificación A implementando las mismas asignaciones de pines y aplicando las mismas consideraciones de integridad de señal que la interfaz de conector 10-BASE-T y 100-BASE-T. La longitud del cable para este tipo de interfaz suele ser mucho más corta.
Amplia gama de aplicaciones
Este no es en absoluto el final de la gama de aplicaciones del resistente conector circular M12-A. Por ejemplo, con el sistema de comunicación IO-Link se pueden conectar elegantemente sensores y actuadores inteligentes a sistemas de automatización según IEC 61131-9, mediante un conector circular M12 con codificación A de 5 polos conectado a un conector de tres o cinco núcleos. Cable central de 20 metros. Las conexiones de cables de tres hilos se denominan "Clase A" y las conexiones de cables de cinco hilos se denominan "Clase B". Las conexiones de los dispositivos pueden realizarse con cables fijos o con codificación M12 A de 4 o 5 pines, según la compatibilidad cruzada requerida.
El M12-A también puede manejar conexiones USB. Con USB versión 2.0, se puede utilizar como fuente de alimentación y bus de datos de alta velocidad. Los conectores circulares M12-A son adecuados para realizar conjuntos de cables USB resistentes. En el conjunto de cables para USB 2.0 se deben considerar dos conexiones de alimentación para V-bus y GND, así como un par trenzado con impedancia diferencial de 90 ohmios para la señal USB. Si la conexión es un enchufe mini o micro-USB, los pines ID se pueden conectar así a un enchufe redondo M12 de cinco pines con codificación A. El conector está apantallado con la trenza de pantalla del cable. Las longitudes de los cables USB suelen estar entre 1 my 3 m.
La tecnología de conexión M12 es ideal como enlace intermedio en sistemas de bus industriales, en particular CANbus, RS-485, Profibus y las capas físicas RS-422, RS-423 y RS-232. Aunque CANbus se diseñó originalmente para usarse con conectores D-SUB pequeños, el conector circular codificado M12-A de cinco pines es la interfaz común para CANbus. Sólo se requieren los pares de señales CAN_H y CAN_L conectados a los pines 4 y 5. En esta configuración, el dispositivo puede proporcionar energía. Para la transmisión eléctrica se utilizan pares de cables trenzados con una impedancia nominal de 120 ohmios.
La capa física RS-485 se usa comúnmente para los protocolos industriales Modbus, OSDP, SSCP, SCSI-2, SCSI-3, Profibus, Nanoréseau, DMX 512 y AES 3. La Figura 3 muestra la distribución de pines RS-485 típica para un 5- cable con codificación A de polo. Alternativamente se puede utilizar un cable blindado de cuatro hilos. El cableado depende en gran medida de la potencia requerida, pero siempre incluya al menos pares TxD/RxD simétricos en las posiciones 2 y 4 para minimizar la latencia.
Profibus apoya el concepto descentralizado. El hecho de que Profibus pueda adaptarse a diferentes aplicaciones utilizando principios modulares también hace que esta tecnología sea atractiva en la automatización de la producción y las industrias de procesos. En este caso, la tecnología de conexión M12 es fundamental. La variante con codificación A se utiliza para fuentes de alimentación, mientras que el conector circular con codificación B está dedicado a la transmisión de señales Profibus (Figura 4).
Otros sistemas de bus industriales que utilizan conectores circulares M12-A incluyen RS-411, RS-423 y RS-232. Para ello son adecuados conectores de 8, 5 y 4 pines. El cableado depende principalmente de las señales requeridas, la potencia y la conexión a tierra requerida.