La codifica M12 determina cosa può essere collegato fisicamente e cosa può trasportare l'interfaccia, ed è regolata da quattro regole:
Punti chiave
- La codifica M12 è una chiavetta meccanica, non solo un conteggio dei pin: i connettori con codifica incompatibile non possono accoppiarsi fisicamente, che è lo scopo principale del sistema.
- Sui cavi per sensori con codifica A conformi alla norma IEC 60947-5-2, il pin 1 è marrone (+24 V DC), il pin 3 è blu (0 V) e il pin 4 è nero, l'uscita di commutazione principale.
- Nessun singolo standard copre l'M12: la norma IEC 61076-2-101 definisce le codifiche A, B, C, D e P, mentre la codifica X rientra nella norma IEC 61076-2-109 per dati fino a 500 MHz.
- L'M12 codifica D è limitato a 100 Mb/s perché trasporta solo due coppie; la codifica X utilizza otto pin come quattro coppie schermate per raggiungere i 10 Gb/s.
- Un M12 a 4 pin supporta il PoE di Tipo 1, ma il Tipo 2 e superiori richiedono quello a 8 pin: il numero di pin, non solo la codifica, stabilisce il limite di potenza.
Regola pratica ingegneristica: scegli la codifica in base al segnale e allo standard che la definisce, quindi conferma la mappatura pin-cavo rispetto alla scheda tecnica specifica del connettore; la codifica definisce la chiavetta, non il cablaggio interno di ogni produttore.
Cosa fa effettivamente la codifica M12
La codifica è una chiavetta. Ogni lettera descrive un profilo diverso sulle facce di accoppiamento in modo che un connettore che trasporta 600 V AC non possa essere avvitato in una presa che ne attende uno da 24 V per il loop del sensore. La filettatura è sempre di 12 mm, quindi senza codifica ogni M12 si accoppierebbe con ogni altro, e il primo errore di cablaggio sarebbe l'ultimo.
L'errore comune è trattare la norma IEC 61076-2-101 come lo standard M12. Essa definisce solo le codifiche A, B, C, D e P. La codifica dati risiede nella norma IEC 61076-2-109 (X e H, per frequenze fino a 500 MHz), la codifica di potenza nella IEC 61076-2-111 (E, F, K, L, M, S e T), e la codifica ibrida potenza-dati nella IEC 61076-2-113 (Y). M8 e M5 hanno le proprie parti, IEC 61076-2-104 e IEC 61076-2-105. La scelta tra dimensioni e codifiche è trattata nella nostra guida alla selezione dei connettori M12 e M8.
Un dettaglio meccanico spesso trae in inganno: i connettori per estremità di cavo hanno filettature a rotazione libera, mentre i connettori da pannello hanno filettature fisse, indipendentemente dal genere. Due estremità di cavo possono quindi essere unite, ma due connettori da pannello non possono essere accoppiati in alcun modo.
Assegnazioni dei pin e colori dei fili con codifica A
La codifica A è lo standard più diffuso: sensori, attuatori, alimentazione CC, CANopen, DeviceNet e Profibus PA, con un numero di pin da 2 a 17. Per le varianti a 3, 4 e 5 pin che dominano gli ambienti industriali, i colori dei fili sono standardizzati dalla norma IEC 60947-5-2, che rende i set di cavi intercambiabili tra diverse marche.
Il pin 1 (marrone) trasporta +24 V CC e il pin 3 (blu) è 0 V, quindi questi due formano la coppia di alimentazione su ogni variante. Il pin 4 (nero) è l'uscita di commutazione primaria, motivo per cui un sensore di prossimità PNP o NPN a 3 fili utilizza i pin 1, 3 e 4 lasciando il pin 2 non popolato. La versione a 4 pin aggiunge il pin 2 (bianco) come seconda uscita o ingresso digitale, e quella a 5 pin aggiunge il pin 5 (grigio, o verde/giallo nelle configurazioni di alimentazione) come messa a terra funzionale o scarico della schermatura.
Invertire il marrone e il blu è l'errore che distrugge l'hardware invece di limitarsi a interromperlo, poiché applica un'inversione di polarità direttamente allo stadio di uscita del sensore. Questo rischio è il motivo per cui la mappatura pin-filo deve essere presente sullo schema di costruzione per qualsiasi cablaggio di controllo e I/O, e non solo nella memoria dell'installatore.
Lettura della faccia di accoppiamento: la numerazione speculare di maschio e femmina
La numerazione dei pin su un M12 non è assoluta: si legge dalla faccia di accoppiamento e i due generi procedono in direzioni opposte. La numerazione dei pin maschi procede in senso orario attorno al centro; la numerazione dei contatti femmina procede in senso antiorario, in modo che i due formino una corrispondenza speculare quando vengono avvitati insieme.
Questo è importante quando si legge un disegno invece di tenere in mano il componente. Un diagramma di pinout è utilizzabile solo se si sa se raffigura la spina o la presa, e un diagramma copiato dal genere sbagliato produce un cavo cablato al contrario, che supererebbe comunque un test di continuità sui pin errati. Verificare sempre quale faccia mostra il disegno prima di rilasciare uno schema di costruzione.
Le codifiche Ethernet: perché la D si ferma a 100 Mb/s e la X raggiunge i 10 Gb/s
La codifica D è un'interfaccia a 4 pin per Ethernet industriale — Profinet ed EtherNet/IP — ed è limitata a 100BASE-TX a 100 Mb/s per una ragione strutturale, non commerciale: quattro pin trasportano solo due coppie differenziali, mentre 1000BASE-T e le velocità superiori richiedono tutte e quattro le coppie. Nessun miglioramento del cavo può innalzare questo limite.
La codifica X risolve il problema con otto pin disposti come quattro coppie differenziali dietro uno schermo metallico interno a forma di croce, che separa le coppie in quadranti e mantiene la diafonia vicino all'estremità (near-end crosstalk) bassa a frequenze fino a 500 MHz. Abbinata a un cavo Cat 6A, supporta 10GBASE-T. La codifica A a 8 pin, nel frattempo, può trasportare Gigabit Ethernet ma senza la schermatura delle coppie della codifica X.
Il Power over Ethernet segue il numero di pin piuttosto che la sola codifica: un M12 a 4 pin gestisce PoE di Tipo 1, mentre il Tipo 2 e superiori richiedono quello a 8 pin. Per le codifiche Ethernet, consultare l'assegnazione pin-coppia dalla scheda tecnica del connettore o dalla norma IEC 61076-2-109 e verificarla rispetto al componente specifico: l'ordine delle coppie non è qualcosa che si può dedurre da un diagramma trovato online. I cablaggi in fabbrica sono solitamente specificati come un cablaggio industriale sigillato piuttosto che terminato sul campo.
Schermatura, sovrastampaggio e sigillatura dei cavi M12
Un'interfaccia M12 è valida tanto quanto la transizione dietro di essa. Il PUR o PVC sovrastampato incapsula il giunto cavo-connettore, fornendo scarico della trazione e mantenendo oli da taglio e acqua di lavaggio fuori dalla terminazione: questo è il motivo per cui un cablaggio personalizzato sigillato in fabbrica offre prestazioni superiori rispetto a un connettore cablabile sul campo su macchinari soggetti a vibrazioni.
Nelle codifiche schermate, lo schermo deve essere terminato a 360°, non collegato a un singolo pin, altrimenti il connettore smette di contenere i campi per cui è stato progettato. La sigillatura è specificata secondo la norma IEC 60529: IP67 per l'immersione, IP68 dove si applica l'immersione continua. Entrambe le classificazioni dipendono dal fatto che il pressacavo corrisponda al diametro esterno effettivo del cavo, motivo per cui un cablaggio IP67 sigillato viene quotato in base a un cavo specifico, non a una dimensione nominale.
Riferimento codifica M12: Standard, numero di pin e valori nominali
| Codifica | Standard di riferimento | Numero di pin tipico | Valore nominale corrente / tensione | Uso tipico |
|---|---|---|---|---|
| A | IEC 61076-2-101 | 2–17 | 4 A / 250 V ac-dc (2–4 pin); 2 A / 60 V (5 pin) | Sensori, attuatori, alimentazione CC, CANopen, DeviceNet, Profibus PA; Gigabit Ethernet su 8 pin |
| B | IEC 61076-2-101 | 5 | 2 A / 60 V ac-dc | Fieldbus non-Ethernet, comunemente Profibus DP |
| C | IEC 61076-2-101 | 3–6 | Secondo la scheda tecnica del produttore | Alimentazione CA, incluse connessioni motore |
| D | IEC 61076-2-101 | 4 | 4 A / 250 V ac-dc | Industrial Ethernet fino a 100 Mb/s — Profinet, EtherNet/IP |
| X | IEC 61076-2-109 | 8 | Secondo la scheda tecnica del produttore | Ethernet fino a 10 Gb/s con cavo Cat 6A |
| Y | IEC 61076-2-113 | 8 | Secondo la scheda tecnica del produttore | Alimentazione combinata con Ethernet a 100 Mb/s |
| K | IEC 61076-2-111 | 2–4 + PE | 16 A / 600 V ac | Alimentazione CA, monofase e trifase |
| L | IEC 61076-2-111 | 2–4 (+ FE) | 12–16 A / 63 V dc | Alimentazione CC |
| S | IEC 61076-2-111 | 2–3 + PE | 12 A / 300–600 V ac | Alimentazione CA, sostituisce la codifica C nei nuovi design |
| T | IEC 61076-2-111 | 2–4 | 12 A / 60 V dc | Alimentazione CC |
Assegnazione pin e colori dei cavi M12 a codifica A
| Pin | Colore cavo (IEC 60947-5-2) | Funzione | 3-Pin | 4-Pin | 5-Pin |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Marrone | Alimentazione +24 V CC (L+) | Sì | Sì | Sì |
| 2 | Bianco | Seconda uscita o ingresso digitale | No | Sì | Sì |
| 3 | Blu | Ritorno alimentazione 0 V (L−) | Sì | Sì | Sì |
| 4 | Nero | Uscita di commutazione primaria | Sì | Sì | Sì |
| 5 | Grigio (o verde/giallo) | Terra funzionale o drenaggio schermatura | No | No | Sì |
FAQ sulle specifiche
Cosa significano i cavi marrone, bianco, blu e nero su un cavo sensore M12?
Il marrone è +24 V DC sul pin 1, il blu è 0 V sul pin 3, il nero è l'uscita di commutazione primaria sul pin 4 e il bianco sul pin 2 è una seconda uscita o un ingresso digitale. Queste assegnazioni derivano dalla norma IEC 60947-5-2, che consente l'intercambiabilità dei cavi di diversi produttori. L'inversione del marrone e del blu applica un'inversione di polarità allo stadio di uscita del sensore e può distruggerlo.
Posso collegare un cavo con codifica D a una presa con codifica A?
No: le chiavette di codifica sono deliberatamente incompatibili e non si accoppiano. Questo è lo scopo della codifica: rende meccanicamente impossibile una connessione elettricamente pericolosa o che interrompe la rete, invece di affidarsi alle etichette. Se un cavo non si avvita in una presa, controllare la codifica prima di forzare.
Perché l'M12 con codifica D è limitato a 100 Mb/s?
Perché quattro pin trasportano solo due coppie differenziali, mentre il 1000BASE-T e le velocità superiori richiedono tutte e quattro le coppie. Il limite è strutturale, quindi l'aggiornamento a un cavo migliore non lo aumenta. Superare i 100 Mb/s significa passare a un connettore a 8 pin con codifica X, o a 8 pin con codifica A per il Gigabit senza schermatura delle coppie.
L'M12 supporta il Power over Ethernet?
Sì, ma il numero di pin stabilisce il limite massimo: un M12 a 4 pin supporta il PoE di Tipo 1, mentre il Tipo 2 e superiori richiedono quello a 8 pin. Considera la codifica e il numero di pin come due decisioni separate, poiché un connettore con la codifica corretta ma con un numero insufficiente di pin non sarà comunque in grado di trasportare la classe di potenza necessaria.
Quali sono il MOQ e i tempi di consegna per i cavi M12 personalizzati?
I cavi M12 sovrastampati personalizzati sono realizzati su ordinazione a partire da un minimo di 50 pezzi, con campioni disponibili in anticipo per la verifica dell'adattamento e della continuità. Per richiedere un preventivo sono necessari la codifica, il numero di pin, il tipo e la lunghezza del cavo, la schermatura e il grado di protezione IP che l'assemblaggio deve mantenere. Fornire il codice del componente di accoppiamento o un disegno della faccia di accoppiamento elimina la fonte di errore più comune.
Una specifica M12 è completa quando vengono definiti quattro elementi: la codifica e la parte IEC che la definisce, il numero di pin, la mappatura pin-cavo tratta dalla scheda tecnica del connettore specifico, e la tenuta e la schermatura richieste dall'ambiente. Verifica se il disegno della piedinatura mostra la spina o la presa prima di procedere alla produzione: i due generi sono numerati in direzioni opposte e questo semplice controllo previene la realizzazione di lotti cablati al contrario.
Need M12 Cordsets Built to Your Pinout?
About the Author
Michael Wang
Senior Technical Engineer
As the technical lead at TeleWire, Michael bridges the critical gap between complex engineering requirements and precision manufacturing. With deep expertise in Design for Manufacturing (DFM) and signal integrity, he oversees the technical validation of custom interconnect solutions for mission-critical automotive, industrial, and medical applications.
