Considerazioni chiave nella scelta del connettore giusto per applicazioni robuste

I connettori sono componenti essenziali nei sistemi elettrici ed elettronici per varie applicazioni. Di conseguenza, l'affidabilità e le prestazioni di un connettore nel prodotto desiderato sono fondamentali. Se il connettore non è all'altezza del compito, il sistema potrebbe guastarsi o funzionare male, ostacolando la produttività, ritardando le spedizioni dei prodotti, creando perdite finanziarie e minando la reputazione dell'azienda. Pertanto, la scelta del connettore è essenziale per il successo del prodotto finale.

Guida alla scelta dei connettori

L'utente deve considerare diversi fattori chiave nella selezione di un connettore appropriato per un'applicazione. Senza una conoscenza approfondita e un'esperienza diretta, è difficile per un ingegnere inesperto prevedere la miriade di fattori da considerare. I progettisti di sistemi alle prime armi e inesperti possono inoltre aver bisogno di aiuto nella scelta del connettore ottimale per un prodotto che deve funzionare in modo affidabile in ambienti difficili.

Applicando un'esperienza pluridecennale in un'ampia gamma di applicazioni robuste e una profonda conoscenza della produzione di un'ampia varietà di connettori, gli ingegneri di Harwin hanno identificato sette fattori che i progettisti di sistemi devono considerare per scegliere il connettore appropriato per un'applicazione finale. Tra questi, le vibrazioni, le dimensioni, la complessità del progetto, le interferenze elettromagnetiche (EMI), la velocità di trasmissione dati, la durata e l'affidabilità della supply chain. A causa della rapida evoluzione in atto in settori difficili come l'industriale, l'IoT e i trasporti, la progettazione di un sistema richiede non solo un adattamento alle esigenze attuali, ma anche la presa in considerazione dei requisiti futuri.

Fattori chiave da considerare

Nelle applicazioni industriali e in altri macchinari pesanti, i sistemi sono esposti a elevati livelli di vibrazioni che possono causare danni fisici e perdita di integrità del segnale a causa del disallineamento dei pin. I principali produttori, come Harwin, hanno progettato e sviluppato connettori in grado di resistere alle vibrazioni fino a 20 G, offrendo connettori con affidabilità e prestazioni garantite in condizioni difficili.

Con la tendenza alla miniaturizzazione, le dimensioni dei connettori sono un altro fattore importante. Anche i fattori di forma compatti, gli alloggiamenti a montaggio superficiale e la riduzione del passo dei pin sono aspetti molto apprezzati dai produttori di connettori. Al tempo stesso, alla luce dei progressi tecnologici, i connettori sono in grado di tollerare maggiormente il disallineamento.

Con la rapida proliferazione dell'elettronica nei sistemi moderni, le EMI sono un problema costante per le schede a circuiti stampati (PCB) e per gli involucri dei circuiti in ambienti industriali e in altri ambienti simili e difficili. Oltre a risolvere il problema delle EMI su PCB e involucri, l'utente deve anche assicurarsi che il connettore scelto sia in grado di attenuare i livelli di EMI esistenti e futuri. Una pratica comune per mitigare le EMI nei connettori consiste nel rivestirli di un materiale conduttivo che funga da barriera e, affinché questa sia efficace, anche lo schermo conduttivo viene messo a terra.

Inoltre, nelle applicazioni in cui sono necessarie interconnessioni ad alta densità e ad alta velocità, come nell'automazione industriale e nei backplane dei data center, anche la perdita di inserzione e le prestazioni di diafonia possono diventare un importante criterio di selezione.

La durata è un'altra importante caratteristica dei connettori. I progettisti devono determinare il numero di cicli di accoppiamento a cui sarà sottoposto un connettore nel corso della sua vita utile. Sulla base di questi calcoli, il progettista deve decidere se un connettore standard sarà adatto al compito o se sarà necessario un modello dedicato ad alta affidabilità.

I progettisti devono anche assicurarsi che il distributore di connettori sia affidabile e che si attenga allo standard stabilito dalla Electronic Components Industry Association (ECIA) per impedire la distribuzione sul mercato di componenti contraffatti. È altrettanto importante scegliere il produttore di connettori giusto, che assicurerà la qualità e l'affidabilità del prodotto nelle condizioni più difficili e garantirà una fornitura di qualità in futuro.

Un produttore di qualità affidabile sul mercato è Harwin, che ha sviluppato la famiglia Kontrol di connettori durevoli, affidabili e resistenti alle vibrazioni e agli urti, in varie configurazioni per numeri di pin e fattori di forma per le applicazioni mission-critical più esigenti e intransigenti sui guasti.

In linea con l'evoluzione delle esigenze, Harwin continua ad ampliare la gamma Kontrol M55, migliorandone le prestazioni. Le ultime novità offrono un passo di 1,27 mm come opzione salvaspazio per le PCB più dense (Figura 1). Progettati per resistere a livelli elevati di vibrazioni in applicazioni industriali ed embedded, i connettori M55 sono completamente rivestiti e includono linguette di ritenzione aggiuntive per resistere a vibrazioni fino a 20 G per oltre 12 ore. Sono inoltre progettati e testati per resistere ad alti livelli di shock e sono dotati di meccanismi di bloccaggio per una connessione sicura. Altre caratteristiche chiave includono 500 cicli di accoppiamento, velocità dati di 3 Gbps, corrente nominale di 1,2 A per contatto, alloggiamenti a montaggio superficiale (SM) e un ampio intervallo della temperatura di funzionamento da -55 °C a +125 °C.

Figura 1: Harwin amplia la serie Kontrol aggiungendo alla famiglia da 1,27 mm robusti connettori su fila singola e cavi assemblati. (Immagine per gentile concessione di Harwin)

Per adattarsi a numerosi layout di progetto, i connettori M55 SM sono disponibili con montaggio su PCB verticale e orizzontale, con la possibilità di scegliere tra vari numeri di pin per la scalabilità secondo diverse esigenze di segnale e potenza.

Per offrire un'opzione di impilamento su una PCB in cui lo spazio verticale è limitato, la serie Kontrol offre lo zoccolo verticale M55-6002042R con 20 contatti in configurazione 10 + 10 (Figura 2). Questo connettore SM su doppia fila ha un'altezza di 6,25 mm ed è dotato di perni di posizionamento e di linguette di fissaggio per una maggiore robustezza alla saldatura.

Figura 2: Kontrol M55-6002042R di Harwin è ideale per l'impilamento di schede CS. (Immagine per gentile concessione di Harwin)

Per le connessioni scheda-scheda, è disponibile una robusta basetta orizzontale con 80 contatti in un layout 40 + 40. Come gli altri componenti, il connettore SM scheda-scheda M55-7108042R offre una struttura robusta con passo piccolo e resistenza industriale per ambienti difficili.

Un altro membro della serie Kontrol è M55-8201242 (Figura 3), un connettore per cavi IDC femmina a 12 posizioni su doppia fila che utilizza un cavo a nastro da 30 AWG con passo di 0,635 mm per creare cavi assemblati di serie. I fermi integrati del connettore assicurano l'accoppiamento e garantiscono le prestazioni in condizioni difficili in applicazioni industriali e analoghe.

Figura 3: Il connettore per cavo IDC M55-8201242 utilizza un cavo a nastro da 30 AWG per creare un cavi assemblati di serie. (Immagine per gentile concessione di Harwin)

Per una maggiore tolleranza di posizionamento, necessaria quando si utilizzano più connettori per collegare due PCB uguali, Harwin ha introdotto i connettori flottanti Flecto (Figura 4). Come interconnessione elettromeccanica scheda-scheda per dati e/o potenza, sono realizzati per garantire il movimento sugli assi X, Y e Z del connettore maschio. Progettati per resistere a un disallineamento fino a ±0,8 mm interasse, questi connettori scheda-scheda a passo piccolo e con un elevato numero di pin offrono allineamento completo, trasmissione dati ad alta velocità, opzioni per segnali misti e potenza, elevata affidabilità dei contatti e molteplici opzioni di montaggio. A differenza dei connettori tradizionali, i connettori flottanti sono dotati di un meccanismo a molla che garantisce l'elasticità necessaria per ridurre le sollecitazioni sui giunti di saldatura e sui pin di contatto.

Figura 4: I connettori flottanti Flecto consentono il movimento per una maggiore tolleranza di posizionamento. (Immagine per gentile concessione di Harwin)

Conclusione

Oltre a scegliere il connettore giusto per le condizioni difficili tipiche delle applicazioni industriali e analoghe, è altrettanto importante scegliere un fornitore certificato e affidabile, come Harwin. I due fattori vanno di pari passo per garantire che il componente selezionato funzioni in modo affidabile negli ambienti più difficili.