I connettori in ambienti difficili, sia i componenti interni che quelli esterni devono resistere a una varietà di effetti ambientali, inclusa l'esposizione a umidità o detriti, urti e vibrazioni, frequenti accoppiamenti e separazioni e persino la sterilizzazione. I connettori robusti sono costruiti per una varietà di applicazioni e i requisiti variano a seconda dell'ambiente operativo.
I connettori robusti sono spesso utilizzati in ambienti militari, medici, di trasporto e altri ambienti difficili in cui il rischio deve essere ridotto al minimo, quindi un'attenta valutazione e selezione è fondamentale. I connettori miniaturizzati trasferiscono più dati con conseguente aumento della pressione di progettazione. Tutte le variabili devono essere considerate quando si determina un connettore robusto.
Il robot Mini-ROV Observer 3.2 di SUBSEA TECH per l'esplorazione di acque profonde utilizza connettori della serie Fischer Core.
Passaggio 1: definire i requisiti dell'applicazione
Determinare se è necessario un connettore robusto richiede la comprensione della sua funzione prevista e delle condizioni operative a cui resisterà. Il rinforzo è necessario se il giunto è soggetto a temperature estreme, acqua, polvere e sporco, cicli di accoppiamento elevati o sterilizzazione. Connettori robusti sono essenziali per apparecchiature esigenti.
Domande in questa fase:
* In quale ambiente verrà utilizzato il connettore? Sarà esposto ad acqua, nebbia salina o frequenti sciacqui?
* Sei esposto a temperature estreme?
* Deve resistere a vibrazioni o pressioni eccessive?
* È richiesta la schermatura EMI?
* C'è uno standard specifico che deve essere soddisfatto, come MIL-SPEC o ATEX?
I connettori possono essere testati secondo gli standard ufficiali del settore, anche se non portano etichette ufficiali. I progettisti devono capire come i produttori specificano le specifiche di tenuta, le correnti nominali e le tensioni di esercizio dei loro connettori. Controlla gli standard di test di un prodotto per vedere esattamente come vengono eseguiti i test.
Passaggio 2: valutare i principi del connettore
Ogni processo di selezione dovrebbe iniziare con la comprensione delle specifiche elettriche.
Domande in questa fase:
* Di quali dimensioni sono necessari i contatti per supportare i requisiti dell'applicazione di alimentazione e segnale?
* La configurazione dei contatti fornisce una dispersione e uno spazio adeguati per potenza e segnale misti?
* La tensione di lavoro deve essere regolata in base alle condizioni ambientali?
·* Di quanti contatti ha bisogno il dispositivo?
La dimensione dei contatti, insieme alla dimensione del filo, determina quanta corrente trasporterà un singolo contatto. La tensione nominale dipende dalla spaziatura dei contatti, dal materiale isolante e dalla geometria dell'isolante utilizzato per isolare i contatti.
Quando si esaminano le specifiche, prestare particolare attenzione alla specifica dell'aumento di temperatura, che indica quanto calore verrà dissipato a un determinato valore di corrente e alla compatibilità del contatto con la dimensione del conduttore. Queste informazioni sono fondamentali per prevenire il surriscaldamento, che è una causa comune di guasto prematuro del connettore.
Passaggio 3: considerare i metodi di sterilizzazione
La sterilizzazione svolge un ruolo nelle applicazioni mediche e di laboratorio ed è una considerazione importante nella scelta di un connettore robusto.
Domande in questa fase:
* Quale metodo di sterilizzazione è più probabile che venga utilizzato: sterilizzazione chimica, irraggiamento o autoclave a vapore?
* Sono necessari materiali stabili alla temperatura o resistenti alle radiazioni per sopravvivere al metodo di sterilizzazione selezionato?
* È necessario utilizzare un cappuccio protettivo per proteggere il connettore da danni da contatto durante la sterilizzazione o la manipolazione?
Alcuni metodi di sterilizzazione sono corrosivi e richiedono l'uso di connettori in acciaio inossidabile. La comprensione del tipo di sterilizzazione può influenzare la scelta del materiale e gli accessori protettivi.
Passaggio 4: verificare i requisiti di velocità
Connettere il mondo oggi pone maggiore enfasi sulle capacità di trasferimento dei dati. I dispositivi devono essere in grado di trasmettere grandi quantità di dati su reti locali e Internet utilizzando protocolli specifici. Quando le apparecchiature e la sicurezza dipendono dalla trasmissione dei dati, la trasmissione dei dati deve essere accurata e senza ostacoli.
Domande in questa fase:
·* Il connettore è in grado di soddisfare il protocollo richiesto?
* Quale configurazione del cavo è necessaria per mantenere la capacità di trasferire i dati rapidamente?
·* I connettori elettrici e le fibre ottiche possono soddisfare i requisiti?
I requisiti di prestazione di velocità sono assicurati attraverso un processo di test in due fasi. Durante questo processo, connettori e cavi vengono sempre testati insieme. Il primo round, svolto in fase di progettazione, prevede l'utilizzo di un software per simulare la compatibilità del connettore con il protocollo. Il secondo round dovrebbe includere un prototipo fisico per testare la combinazione di connettore e cavo utilizzando un analizzatore di rete. I produttori di connettori possono anche fornire dati di prova sulle combinazioni di connettori e cavi consigliati.
I connettori Fischer MiniMax sono disponibili in una varietà di configurazioni. Questa sezione mostra una configurazione progettata per Ethernet.
Passaggio 5: verificare i requisiti di affidabilità del connettore
Domande in questa fase:
* Con quale frequenza i connettori verranno accoppiati o separati?
·* Il dispositivo utilizza più connettori simili? In tal caso, per distinguerli potrebbe essere necessaria la codifica e/o la codifica a colori.
·* Hai bisogno di un cappuccio protettivo per il connettore?
L'immagine sopra è un esempio di un ambiente difficile in cui è possibile impedire lo spostamento di un connettore utilizzando un sistema di codifica.
Per le applicazioni che richiedono più cicli di accoppiamento, sono consigliati connettori classificati per 5,{1}} a 10,{3}} cicli di accoppiamento. Un'altra considerazione sono le condizioni ambientali difficili. Temperatura, tenuta e durata sono fondamentali.
Per determinare il corretto giunto robusto, cercare le seguenti caratteristiche:
Requisiti caratteristici per connettori robusti
Passaggio 6: comprendere i materiali dei connettori
Il materiale dell'alloggiamento di un connettore influisce sull'affidabilità, sul peso e sul costo.
Domande in questa fase:
· Il peso è una considerazione importante?
· La miniaturizzazione è importante?
* I connettori sono destinati all'uso a lungo termine o le spine e i cavi associati sono monouso?
·* I connettori vengono utilizzati in ambienti corrosivi?
I connettori in ottone nichelato o cromato tendono a durare più a lungo della maggior parte dei materiali. A volte l'alluminio è preferito perché il peso è una priorità e sia l'ottone che l'alluminio sono ideali per la miniaturizzazione. La plastica per uso limitato o per applicazioni monouso è la migliore. Come accennato in precedenza, anche il metodo di sterilizzazione sarà un fattore determinante nella selezione dei materiali.
Passaggio 7: conoscere i dettagli della classificazione IP e del tipo di sigillo
Il grado di protezione IP protegge la connessione in ambienti difficili e pericolosi. I gradi di protezione dell'ingresso (IP) vengono utilizzati per definire il livello di protezione di un dispositivo contro polvere, sporco e acqua. I connettori robusti per ambienti estremi sono generalmente classificati IP68 o superiore.
I gradi di tenuta comunemente usati includono:
Domande in questa fase:
* Il dispositivo sarà esposto ad acqua, sporco o polvere?
* L'esposizione è intermittente o prolungata?
* Se è esposto all'acqua, è acqua dolce o acqua salata?
* Sarà sommerso? Quanto profondo? Per quanto?
* Se viene indicata la classificazione IP68, richiedere tempo e profondità del test.
* L'applicazione richiede una chiusura ermetica?
Se è richiesto impermeabile o antipolvere, è richiesto un livello di tenuta IP68 o superiore. Tieni inoltre presente che la definizione di ogni produttore è diversa. Ad esempio, un grado di protezione IP68 per 2 ore a 20 metri è molto diverso da un grado di protezione IP68 per 24 ore a 120 metri, ma in entrambi i casi è possibile rivendicare IP68. I dettagli del produttore definiranno meglio l'esatta specifica IP68. È inoltre necessario sapere se la classificazione IP del connettore è per una condizione accoppiata o non accoppiata.
L'immagine sopra mostra come sono sigillati i connettori della serie Fischer Core
La tenuta all'aria è una considerazione in alcune applicazioni. Ad esempio, le applicazioni per il vuoto e i recipienti pressurizzati si trovano spesso nelle applicazioni della strumentazione. Queste applicazioni richiedono un elevato livello di contenimento per prevenire perdite di gas per lunghi periodi di tempo.
Problemi in questa fase:
* Quale livello di vuoto è richiesto per l'applicazione?
* Devi considerare la pressione differenziale?
* Quale materiale per l'O-ring è necessario?
Assicurarsi di prendere in considerazione la pressione differenziale totale che esiste attraverso il dispositivo. I connettori sigillati devono tenere in considerazione questi fattori.
Prova di tenuta all'aria di connettori ermetici
Passaggio 8: verificare i requisiti di miniaturizzazione
Ci sono molti fattori che influenzano la tendenza alla miniaturizzazione dei connettori. Di solito non si tratta di miniaturizzazione, ma di quanto piccola può essere progettata e prodotta, pur essendo adatta ai requisiti della soluzione dell'ambiente applicativo.
I produttori stanno rispondendo alla necessità di connettori miniaturizzati che forniscano la funzionalità e le prestazioni che un tempo richiedevano due o tre connettori. Tuttavia, ci sono ancora dei limiti.
Domande in questa fase:
* È possibile trasmettere alimentazione e dati con un connettore?
* In che modo la densità dei pin influisce sulle prestazioni dei connettori più piccoli?
* Questi pin possono ancora fornire la velocità dati richiesta? Possono soddisfare i requisiti di alimentazione?
* I requisiti di sterilizzazione del dispositivo limitano i materiali dei connettori che possono essere utilizzati?
* In che modo i requisiti di terminazione del cavo influiranno sulla miniaturizzazione?
Tensione, capacità di corrente, dimensione dei pin, conteggio dei pin e metodo di terminazione sono tutte considerazioni molto importanti. La dimensione dei pin influisce sulla potenza che il connettore può trasportare e la dimensione del connettore è direttamente correlata alla tensione di tenuta dielettrica.
I fornitori certificano che i loro connettori possono soddisfare i requisiti di velocità dei dati. Può anche consigliare opzioni di cavo che funzionano con connettori selezionati e soddisfano i requisiti dell'applicazione.
Altro: scegli il cavo giusto
Dovresti sapere quale tipo di connettore è richiesto. I connettori robusti richiedono cavi assemblati altrettanto robusti.
Domande in questa fase:
* Qual è la dimensione del cavo richiesta in base ai requisiti di alimentazione del sistema?
·* La tensione di tenuta dielettrica è AC o DC?
* Qual è la durata flessibile del cavo assemblato?
·*Quale materiale di rivestimento è più adatto ai requisiti dell'ambiente di applicazione?
· Quali sono i requisiti di tenuta per i cavi assemblati?
·* Di che colore sono necessari i cavi?
* L'applicazione richiede un cavo assemblato sovrastampato o uno stivale pieghevole?
·Devo acquistare spine pre-cavi?
La maggior parte degli OEM si rivolge a fornitori specializzati di assemblaggi di cavi o produttori di connettori per consigliare cavi e assemblaggi specifici per creare una solida soluzione di interconnessione. Inoltre, l'aumento del numero di microconnettori a volte può rendere difficile l'assemblaggio.
Insomma
I connettori robusti sono una parte essenziale delle apparecchiature odierne. L'innovazione cambia costantemente le opzioni disponibili, così come le loro capacità. Avere un buon rapporto con i fornitori è fondamentale per rimanere aggiornati con la tecnologia più recente e garantire che l'intera configurazione e il cablaggio soddisfino i requisiti dell'applicazione.
