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Morsettiere - Tutto ciò che c'è da sapere

Di Ryan Smoot, Technical Support Engineer, CUI Devices

Componente ben noto in qualsiasi cassetta degli attrezzi dell'ingegnere, le morsettiere sono usate da molti anni per fornire connessioni a filo semipermanenti e sicure in una vasta gamma di applicazioni. Le morsettiere, o anche dette terminali di connessione, connettori a morsetto o morsetti a vite, sono costituite da un alloggiamento modulare e da un corpo isolato che collega tra loro due o più fili. Grazie alla natura semipermanente dei collegamenti, le morsettiere contribuiscono a semplificare il processo di ispezione e riparazione sul campo. Sebbene sia un componente relativamente semplice, è comunque utile avere una buona conoscenza delle morsettiere e delle loro specifiche prima della selezione. In questo articolo verranno discussi argomenti quali i tipi di morsettiere comuni, le principali considerazioni elettriche e meccaniche e altri dettagli per assistere gli ingegneri nel processo di selezione.

Configurazioni comuni

Montaggio su PCB, strisce di barriera e passante sono tre dei tipi di morsettiere più comuni utilizzati nei progetti. La tabella seguente descrive i tre diversi tipi, compresi i principi di base, gli stili di montaggio e le configurazioni.

Montaggio su scheda Strisce di barriera Passante
Panoramica Comunemente noto come morsettiera Eurostyle o filo-scheda Spesso scelta in applicazioni con presenza di vibrazioni Utilizzata per collegare tra loro due fili per connessioni filo-filo
Stile di montaggio Alloggiamento saldato direttamente su una PCB in ingombri comuni Terminale a vite che accetta il filo nudo o terminato Spesso fornite nei tipi di contenitore per il montaggio su guida DIN
Configurazioni Singola, doppia o multilivello Fila singola o doppia fila Singola, doppia o multilivello
Implementazione I fili nudi vengono inseriti nel modulo e fissati nell'alloggiamento tramite un morsetto Il filo nudo o terminato viene inserito sulla vite e serrato sull'alloggiamento Due fili separati vengono inseriti nei lati opposti dell'alloggiamento per formare un collegamento

Specifiche elettriche importanti

Ora che si conoscono i tipi comuni di morsettiere, vanno considerate alcune specifiche elettriche chiave durante la fase di progettazione. Questi comprendono:

Corrente nominale: In generale, la specifica più importante da notare nei progetti di morsettiera è la corrente nominale. Questa si basa su tre aree: la conducibilità dei terminali, la sezione trasversale e il corrispondente aumento di temperatura. Quando si sceglie una morsettiera, si consiglia che il modulo abbia una corrente nominale pari ad almeno il 150% della corrente massima prevista del sistema. Se una morsettiera non è correttamente dimensionata e funziona a una corrente troppo elevata, il suo surriscaldamento e conseguente danneggiamento possono causare problemi critici per la sicurezza.

Tensione nominale: la tensione nominale di una morsettiera è parzialmente influenzata dal passo e dalla rigidità dielettrica del suo alloggiamento. Analogamente alla corrente nominale, la tensione nominale di una morsettiera deve essere superiore alla tensione massima del sistema, considerando anche eventuali sovratensioni transitorie che potrebbero danneggiare le connessioni.

Numero dei poli: il numero dei poli è il modo comune per esprimere il numero di singoli circuiti ospitati da una morsettiera. Questa specifica varia generalmente da un solo polo a un massimo di 24 poli.

Passo: definito come la distanza centrale dai poli adiacenti, il passo è determinato dalla classificazione complessiva della morsettiera per quanto riguarda fattori come la distanza di isolamento superficiale, la tensione/corrente e la distanza di isolamento in aria. Alcuni esempi di passi comuni includono valori come 2,54 mm, 3,81 mm, 5,0 mm e più.

Sezione/tipo del filo: specificate in unità imperiale (AWG) in Nord America, le morsettiere indicano la sezione o il calibro di filo che il modulo può accettare per garantire che i fili si inseriscano fisicamente nell'alloggiamento. Fortunatamente, la maggior parte delle morsettiere offre una certa tolleranza con la possibilità di accettare fili di sezioni diverse, come 18~4 o 24~12 AWG. Oltre alla sezione del filo, il tipo di filo è importante in funzione del tipo di modulo selezionato. Il filo a trefoli o multicore è ideale per i terminali a vite, mentre il filo single core è spesso accoppiato a morsettiere del tipo a innesto.

Importanti specifiche meccaniche

Poi ci sono le specifiche meccaniche, che si riferiscono al footprint/ingombro, all'orientamento e all'accessibilità delle connessioni di una morsettiera all'interno di un progetto. I fattori meccanici importanti includono:

Orientamento di ingresso: l'orientamento orizzontale (90°), verticale (180°) e a 45° sono i tre tipi più comuni per le morsettiere. Questa decisione dipenderà dal layout del progetto e dall'orientamento che creerà la massima adattabilità e accessibilità alle connessioni.

Immagine degli orientamenti tipici delle morsettiere Figura 1: Orientamenti tipici delle morsettiere (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

Metodo di fissaggio del filo: analogamente all'orientamento, sono tre i metodi comuni di fissaggio dei fili per le morsettiere: a vite, a pulsante o a pressione. Tutti e tre i tipi sono piuttosto intuitivi. I terminali o morsetti a vite contengono una vite che, una volta serrata, chiude un morsetto per fissare il filo contro il conduttore. Quelle a pulsante funzionano mediante la semplice pressione di un pulsante che apre un morsetto per l'inserimento del filo e poi si chiude sul filo una volta rilasciato. Con le morsettiere a innesto, i fili possono essere inseriti direttamente nell'alloggiamento, creando un collegamento senza viti o pulsanti per aprire i morsetti.

Immagine dei tipici metodi di fissaggio dei filiFigura 2: Tipici metodi di fissaggio dei fili (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

Interblocco o monopezzo: le morsettiere possono essere costruite come interblocchi o in alloggiamenti monopezzo. Tipicamente disponibili nelle versioni a 2 o 3 poli, le morsettiere a interblocco offrono la possibilità di creare velocemente un elevato numero di poli o di collegare tra loro diversi colori dello stesso tipo di modulo. Le morsettiere monoblocco contengono tutti i poli in un unico modulo, conferendo loro maggiore rigidità e robustezza a seconda dei requisiti di progettazione.

Immagine di una morsettiera a interblocco a confronto con una monobloccoFigura 3: Morsettiera a interblocco e morsettiera monoblocco (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

Metodo "filo-alloggiamento": quando è necessaria una connessione e disconnessione frequente, le morsettiere innestabili sono una buona opzione. Queste funzionano inserendo i fili in una spina modulare, che si collega a una presa fissa sulla PCB, agevolando lo scollegamento senza dover maneggiare i singoli fili.

Immagine dei collegamenti a spina e presa di una morsettiera innestabileFigura 4: Collegamento a spina e presa di una morsettiera innestabile (Immagine per gentile concessione di CUI Devices)

Classi di sicurezza e considerazioni aggiuntive

UL e IEC sono le principali agenzie di sicurezza che certificano le morsettiere. La scheda tecnica delle morsettiere elenca gli standard di sicurezza UL e/o IEC, il più delle volte con valori diversi. Ciò è dovuto al fatto che ogni agenzia utilizza uno standard diverso per i test, quindi è importante conoscere i requisiti generali di sicurezza del sistema per selezionare una morsettiera conforme.

Anche se forse non è una considerazione importante per molti progetti, la personalizzazione del colore dell'alloggiamento di una morsettiera o dei pulsanti può essere utile. Scegliendo colori unici per le morsettiere, si può facilitare il collegamento dei punti di connessione in sistemi complessi ed evitare connessioni improprie.

Infine, esistono anche morsettiere con temperature nominali più elevate per l'uso in ambienti o applicazioni che presentano temperature estreme.

Conclusione

La conoscenza delle principali specifiche elettriche e meccaniche e dei diversi tipi di moduli permette agli ingegneri di equipaggiarsi al meglio per soddisfare le esigenze di una varietà di connessioni dei sistemi elettrici. La linea di morsettiere di CUI Devices offre agli ingegneri una moltitudine di opzioni di colore e configurazioni per semplificare il processo di selezione.

Esonero della responsabilità: le opinioni, le convinzioni e i punti di vista espressi dai vari autori e/o dai partecipanti al forum su questo sito Web non riflettono necessariamente le opinioni, le convinzioni e i punti di vista di Digi-Key Electronics o le sue politiche.

Informazioni su questo autore

Ryan Smoot, Technical Support Engineer, CUI Devices

With an extensive knowledge of CUI Devices' products, Ryan Smoot provides customers with a wide range of technical and application support capabilities in the field. His management of CUI Devices' robust CAD model library further offers engineers with an invaluable resource for streamlining their product designs.