I connettori ultra-robusti sono un esempio dei progressi fatti dalla tecnologia

In occasione di un recente trasloco gli operai hanno staccato i connettori HDMI dal retro della mia set-top box (STB). Non rendendosi conto che i connettori avevano delle viti che li tenevano in posizione, gli "esperti" del trasloco hanno tirato e tirato finché i cavi e i connettori non hanno ceduto. Non so quale sia stata la cosa più incredibile: il fatto che, nonostante le mie proteste, continuassero a tirare qualcosa che chiaramente non era destinato a staccarsi o la quantità di maltrattamenti che il connettore è riuscito sopportare prima di cedere definitivamente.

Sebbene la tecnologia wireless svolga un ruolo cruciale nella società moderna, i cavi la fanno ancora da padroni. La larghezza di banda wireless continua ad aumentare ma, nella maggior parte dei casi, non può avvicinarsi a quella di un conduttore metallico. Inoltre, sebbene siano migliorate notevolmente nel corso degli anni, le connessioni wireless possono talvolta rivelarsi complicate da configurare e difficili da utilizzare. Al contrario, i cavi sono robusti, semplici da installare e ultra-affidabili.

E dove c'è un filo, c'è un connettore: un componente senza il fascino di un chip wireless, di un microcontroller o di un dispositivo di memoria ad alta velocità, costruito con tecniche di produzione e materiali avanzati, ma che svolge un ruolo altrettanto critico e deve avere un prezzo competitivo. I connettori sono gli eroi misconosciuti che fanno funzionare i moderni dispositivi elettronici.

L'importanza dei connettori cresce

Una volta placata la mia irritazione nei confronti dei traslocatori "esperti", ho pensato a come i connettori si siano silenziosamente e inesorabilmente evoluti nel corso degli anni. Negli anni della mia formazione come ingegnere progettista, i connettori erano dispositivi relativamente poco sofisticati. L'RS232 era ritenuto all'avanguardia, l'USB decisamente esotico e l'HDMI non era nemmeno preso in considerazione dai progettisti di connettori. Il connettore USB-A, come il modello USBR-A-S-F-O-VU di Samtec, ha resistito alla prova del tempo (Figura 1).

Figura 1: Il venerabile connettore USB-A, come il modello USBR-A-S-F-O-VU, è un dispositivo relativamente semplice che ha funzionato bene per quasi 30 anni. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

I connettori erano in genere uno degli ultimi componenti a essere scelti per un progetto, quasi come un ripensamento e raramente dopo un'indagine approfondita delle opzioni. Eppure, quando le apparecchiature si guastavano, davamo la colpa ai connettori. Staccare e riattaccare un cavo, talvolta risolveva il problema di un oscilloscopio ballerino, ma i difetti di crimpatura e i pin rotti erano così diffusi che, in genere, il connettore cedeva completamente. Però era ancora possibile aprirlo e applicare una goccia di stagno per una riparazione soddisfacente.

Oggi non è più così. I moderni connettori HDMI e altri ad alta velocità devono tenere il passo con la rapida evoluzione degli standard di comunicazione, offrendo più pin, passi più densi, maggiore integrità del segnale e maggiore larghezza di banda a ogni iterazione. Sebbene la riparazione da parte dei consumatori non rientri tra le possibilità, fortunatamente non è necessaria perché gli standard di qualità garantiscono che anche il connettore più semplice sopravviva per anni alle condizioni operative più difficili e ai ripetuti accoppiamenti e disaccoppiamenti senza perdere un colpo.

I connettori si basano su una tecnologia avanzata

Alcuni prodotti recentemente introdotti da Samtec sono un buon esempio di quanto sia avanzata la tecnologia dei connettori. Come suggerisce il nome, URSA I/O Ultra Rugged Cable System è destinato ad applicazioni ultra-robuste ad alta affidabilità e ad alta frequenza di accoppiamento. B1SDT-10-28-H-10.0-1, ad esempio, è un connettore rettangolare da presa a presa montato su cavo a 20 posizioni. È dotato di contatti in rame-berillio con placcatura in oro e ha una potenza nominale di 3,8 A per pin a 253 V c.a. (Figura 2).

Figura 2: B1SDT-10-28-H-10.0-1 di Samtec è un connettore rettangolare da presa a presa destinato ad applicazioni ultra-robuste. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

Il cuore del connettore è il contatto a crimpare URSA I/O CC508-01-H-M (Figura 3). È dotato di un contatto iperboloide che fornisce quattro punti di connessione per garantire una resistenza elettrica bassa e stabile, forze di inserimento ed estrazione ridotte, prestazioni costanti in caso di vibrazioni e urti e un numero elevato di cicli di accoppiamento.

Figura 3: Il contatto iperboloide di Samtec offre quattro punti di connessione e garantisce una resistenza elettrica bassa e stabile. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

Le soluzioni cavo-cavo e cavo-scheda della famiglia URSA offrono una connessione affidabile in un fattore di forma compatto, per una connettività ad alta densità. La schermatura dalle interferenze elettromagnetiche (EMI) contribuisce a limitare il deterioramento del segnale per garantire prestazioni affidabili. Progettati per un'ampia gamma di applicazioni, tra cui la rete 5G, il settore industriale, quello medicale e della trasmissione, i connettori presentano un passo di 1,00 mm in un design a doppia fila e poco ingombrante. Sono anche abbastanza robusti per essere impiegati nel settore aerospaziale.

P1PDT-10-28-H-10.0-B1 è la versione per il montaggio a pannello. Questo tipo consente una connettività ad alta densità con un massimo di 1.450 I/O totali in un pannello 1RU (29 cavi x 50 I/O) (Figura 4).

Figura 4: La presa di montaggio a pannello URSA offre una connettività ad alta densità con un massimo di 1.450 I/O totali in un pannello 1RU. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

Conclusione

I tempi in cui il connettore era il tallone d'Achille del percorso del segnale sono ormai lontani. Oggi i connettori di produttori come Samtec sono caratterizzati da materiali avanzati e tecnologie elettromeccaniche che garantiscono prestazioni robuste, affidabilità e integrità del segnale nelle condizioni più difficili, anche nell'ambiente ostile dell'esplorazione dello spazio. Questo presuppone, ovviamente, che l'utente abbia un minimo di empatia meccanica. Tutto ha i suoi limiti.