Connettori ibridi per l’ecosistema IoT e il Machine Learning

I connettori elettronici sono componenti fondamentali poiché supportano l'evoluzione in un'era molto dinamica basata sui dati e sui progressi tecnologici. Oggi come non mai è necessario osservare, misurare, archiviare, elaborare e trasmettere enormi quantità di dati. Nasce quindi l’esigenza di dare vita a una nuova generazione di connettori ibridi appositamente pensati per i sistemi IoT e Machine Learning.

IoT e AI determinanti per il mercato dei connettori

Sono molti i fattori chiave che guidano il cambiamento nel mercato globale dei connettori elettronici e dei cavi. Innanzitutto, la trasformazione digitale dell’Industry 4.0 che ha radicalmente rivoluzionato qualsiasi settore, i processi industriali, il settore medico, militare e della difesa, fino all'esplorazione spaziale. Insomma, tutto ha risentito del modello Industry 4.0. L’introduzione dell’innovazione tecnologica ha posto in essere nuove sfide e ha trasformato radicalmente il mercato dei connettori elettronici. I cambiamenti sono continui e stare al passo con la concorrenza richiede di anticipare le future tendenze tecnologiche. Con la rivoluzione di Internet si è anche verificato un aumento consistente del traffico dati. Al contempo, l’utilizzo dei sensori per raccogliere dati è aumentato in modo esponenziale. Viviamo in un'era digitale e le reti Internet of Things (IoT) sono utilizzate per qualsiasi cosa, dai sistemi di sensori industriali alla sorveglianza militare. Ciò richiede che i sensori siano sufficientemente robusti e di alta qualità per raccogliere informazioni. Ma non solo. Tutto questo flusso di informazioni deve essere elaborato utilizzando l'Intelligenza Artificiale (AI), l'Apprendimento Automatico (ML, ovvero Machine Learning) e gli strumenti di analisi avanzati. I sistemi basati sull’Internet of Things (IoT) e sul Machine Learning funzionano in modo tale da combinare e confrontare più flussi di informazioni contemporaneamente. Ad esempio, i sensori elettronici miniaturizzati di ultima generazione raccolgono un'ampia gamma di informazioni che non erano rilevabili alcuni anni fa. I sensori intelligenti si occupano anche di collegare segnali digitali ad alta velocità e bassa tensione ai centri di elaborazione e controllo. Gran parte delle nuove reti informative non può più seguire lo standard consolidato per il cablaggio e le connessioni, infatti, il livello della loro complessità è notevolmente aumentato.

Figura 1

Parallelamente, però, i connettori e i cavi devono anche diventare più piccoli e flessibili. Gli attuali metodi di acquisizione dati dai sensori, trasduttori, MEMS e transistor a effetto di campo richiedono interconnessioni e fonti di alimentazioni efficienti e personalizzate. C'è da dire anche che, in genere, i processori con velocità di clock sufficientemente elevate per gestire i dati richiedevano tensioni più elevate. I chip moderni offrono invece velocità di elaborazione elevate a basse tensioni e, non solo consentono di gestire grandi quantità di dati senza overclocking, ma funzionano con tensioni inferiori che richiedono meno energia e producono meno calore consentendo ai componenti di operare in modo ottimale più a lungo. L'elettronica a bassa tensione è infatti oggi richiesta in moltissime applicazioni industriali.

Connettori per l'IoT e l'AI: richieste e specifiche tecniche

I connettori IoT devono essere in grado di interfacciarsi con le reti di computer esistenti utilizzando metodi familiari come RJ45 e USB. Il volume delle connessioni necessarie per i sensori, azionamenti e controlli nella fabbrica intelligente, implica che anche i connettori devono essere piccoli e compatti. Connettori e cavi devono quindi essere sempre più efficienti e miniaturizzati. Le soluzioni offerte dal mercato dei connettori prevedono una vasta gamma di connettori elettronici e sistemi di interconnessione micro-miniaturizzati e nano-miniaturizzati altamente affidabili e progettati pensando al futuro, in modo che i clienti possano essere pronti per le tendenze del mercato emergente dell'Industry 4.0. Nel complesso scenario del mercato globale è pertanto fondamentale trovare un fornitore affidabile per connettori personalizzati. Scegliere il giusto produttore con esperienza nel settore dei connettori per la propria area chiave di interesse è infatti il primo step per garantire la buona riuscita finale di un progetto. L'IoT e l'IIoT offrono un'enorme opportunità ai produttori di adattarsi a nuovi modi di lavorare all'interno del crescente mercato delle smart factory. Insieme alle nuove fabbriche intelligenti, gli utenti esistenti aggiorneranno le proprie strutture per sfruttare le ultime soluzioni IIoT. I connettori costituiranno una parte importante di questa rivoluzione per la sfida del nuovo ambiente industriale in modo da poter ottenere un valore senza precedenti dai dati. L'innovazione tecnologica nel mercato mondiale dei connettori è resa possibile dalla costante ricerca che consente di ottimizzare il flusso di progettazione. La progettazione, lo sviluppo e la produzione di connettori e cavi vengono adattati per soddisfare le esigenze dei mercati emergenti. In primo luogo, i connettori elettronici devono essere piccoli, leggeri e robusti. Le attuali tendenze del mercato dei connettori richiedono un numero di pin molto elevato tale da offrire gestione ottimale dei dati phased array in modo che possano essere raccolti e archiviati e siano accessibili in modo sicuro ed efficiente. Al fine di soddisfare le molteplici richieste di segnale di queste nuove reti informative, i connettori ibridi e i cavi corrispondenti combinano potenza e più tipi di segnale. I connettori ibridi gestiscono sia l'alimentazione che il segnale digitale in un unico connettore, garantendo integrità del segnale e capacità di prova. Nei connettori ibridi dimensioni, peso e potenza vengono presi in considerazione consentendo agli utenti di combinare potenza e segnale in un unico package. Basandosi sull’esperienza e sugli standard di test per prestazioni e affidabilità, i design di cavi e connettori miniaturizzati sono personalizzati per la forma, l'adattamento e le funzioni richieste da ciascuna rete. Alcuni sistemi devono fornire alimentazione a più sensori e raccogliere informazioni da vari metodi di rilevamento tra cui quello meccanico, analogico, digitale e RF. I sistemi di apprendimento automatico (ML) da uomo a macchina potrebbero anche richiedere una connessione cablata per eseguire procedure sensibili, con cablaggi e connettori personalizzati che possono adattarsi a configurazioni di macchine standard ma anche flessibili. Le nuove macchine basate sul ML utilizzano sensori per identificare gli oggetti in un'immagine spettrale e possono essere utilizzate per monitorare condizioni ed oggetti nelle industrie produttive e sui satelliti per scopi di difesa. In questo processo, i sensori di sorveglianza ricevono dati analogici e li convertono rapidamente in informazioni di segnali digitali differenziali per la trasmissione.

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