فهم كيفية تحسين جهات الاتصال عالية الجودة لأداء موصلات متعددة الدبابيس

الاتصالات هي أجهزة اتصال ميكانيكية وكهربائية مهمة بين أجزاء مختلفة من النظام أو بين النظام والعالم الخارجي.يعتمد اختيار نوع الاتصال على عوامل متعددة، بما في ذلك المتطلبات الكهربائية والميكانيكية ، ومعايير الصناعة ، واستخدامية والتصنيع ، وعدد ونوع الاتصالات ، حالات التزاوج وغير التزاوج ، أهداف الموثوقية ،ومتطلبات تنظيميةومع ذلك ، فإن جسم رابط D-Sub الكلاسيكي (نوع D صغير للغاية) قد تم استخدامه لعقود ولا يزال هو الجهاز المفضل للعديد من التطبيقات.

على الرغم من أن أسلوب الجسم وترتيب الاتصال من الموصلات قد جذبت الكثير من الاهتمام،التواصلات نفسها لها تأثير كبير على الأداء الكهربائي والميكانيكي للموصلاتمع تزايد تعقيد التصميمات وارتفاع متطلبات التطبيقات،يجب على المصممين فهم أحدث الابتكارات في تكنولوجيا الاتصال لتلبية المعايير والمتطلبات المقابلة، وخاصة من حيث الصلابة ، وقوة الإدراج وقوة الاحتفاظ ، ومقاومة الاتصال ، وتحمل درجة الحرارة.

تقدم هذه المقالة لمحة موجزة عن اتجاه تطوير الموصلات، مع التركيز على أسباب استمرار استخدام الموصلات D-sub.تمت إدخال العدسات المتقدمة من Amphenol Positronic، وكيفية استخدامها لتحسين أداء المرفق.

USB، أهمية موصلات Ethernet و D-sub
على الرغم من أن استخدام واجهات RS-232 التقليدية قد انخفض وظهرت إصدارات مختلفة من موصلات USB و Ethernet ،لا يزال رابط D-sub 9pin الكلاسيكي (المعروف باسم DB-9) والموصلات الأخرى في سلسلة D-sub connector الأوسع تلعب دورًا حاسمًا في اتصالات النظام الإلكترونيهناك العديد من الأسباب للاستخدام المستمر. على الرغم من أن USB و Ethernet يمكن أن تلبي العديد من متطلبات الترابط،هذان النوعان من الاتصالات المستخدمة على نطاق واسع هي واجهات سلسلية بدلا من واجهات متعددة الأسلاكيمكنهم نقل البيانات والطاقة في وقت واحد، ولكن لديهم قيود صارمة على أنواع الإشارات، أقصى قدر من الجهد والتيار، والطاقة المسجلة.

من حيث التصميم ، لا يمكن لـ USB و Ethernet التعامل بفعالية مع إشارات متعددة غير مرتبطة أو تنسيقات مختلفة مثل الواجهات ذات مسارات اتصال متوازية متعددة.اعتبار مهم آخر هو أن تصميم اتصالات USB و Ethernet القياسية لا يلبي المستوى المطلوب من النزاهة الميكانيكية والكهربائية والصلبة في العديد من الحالات.

بسبب هذه والأسباب الأخرى ، لا تزال موصلات D-sub تستخدم على نطاق واسع. ظهر هذا النوع من التصميم الخارجي في وقت مبكر من الخمسينات وله العديد من المزايا.لديها وظيفة الحماية الكاملة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI) وتداخل الترددات الراديوية (RFI)، توفر علبة مغلقة أو شبه مغلقة ، مع بنية ميكانيكية قوية ، ويمكن أن يتم قفل أجزائها المرفقة إلى بعضها البعض من خلال سلك صغير أعلى.جسد أو غطاء وصلة D-sub لديه ستة أحجام قياسية على الأقل، مما يوفر خيارات مرنة لمواقف وأنواع دبوس الاتصال الكهربائية. بالإضافة إلى توفير غرف الاتصال بنفس نوع الاتصال في جميع مواقع الدبوس،"Combo-D" D-sub يدعم أيضًا خلط جهات الاتصال المستقلة للإشارة والطاقة داخل غطاء اتصال واحد (الشكل 1)أعلى)

صورة نمط الجهاز الضخم (انقر لتوسيع)
الشكل 1: يُدعم وصلة Combo-D صغيرة جداً مزيجات متعددة من إشارات ومسارات الطاقة (كما هو موضح في الشكل).يستخدم رابط D-sub الأبعاد القياسية للمحفظة وتنظيم الاتصال (كما هو موضح في الشكل أدناه). (مصدر الصورة: Amphenol Positronic)

يمكن أن يدعم D-sub واحد ترتيبات مختلفة قياسية للخليط والمطابقة (الشكل 1 ، أسفل). فإنها توفر نسخ كثافة قياسية من صفين وثقافة عالية من صفين ، مع إشارة ، قوة ، ودرع ،الجهد العالي، الحرارة، وخيارات الاتصال بالألياف الضوئية.

الابتكار في تكنولوجيا الاتصال
ميزة غلاف D-sub هي قطعة مهمة في قصة الجهاز ، والاتصالات الكهربائية وخصائصها هي أيضًا مفتاح التجميع الناجح للجهاز.على مر السنين، قدمت تقنية الاتصال العديد من التحسينات في المواد والتصميم والخصائص الكهربائية والميكانيكية.

ويشمل ذلك تكنولوجيا الاتصال PosiBand المختصة براءة اختراع Amphenol Positronic (البراءة الأمريكية رقم 7115002).يختلف عن التصميم التقليدي ويحقق أداء أعلى في العديد من المعايير الرئيسية.

تم تصميم عنصر الضغط الخارجي PosiBand للفصل الكامل بين الإجراءات الميكانيكية والكهربائية للاتصال (الشكل 2).عنصر الضغط يطبق قوة للضغط على دبوس الذكور نحو تجويف الداخلي، تشكيل خط اتصال كهربائي مباشر طويل، وبالتالي إكمال العمل الميكانيكي. يمكن تغيير طول سلك الاتصال،مما يسمح للمصممين بتحسين مقاومة الواجهة للاتصالالهيكل الدائري القوي والذي لا يتلف عند المدخل يمكن أن يعزز من القوة الميكانيكية للاتصالات.

أمفينول بوزيترونيك بوزي باند يتبنى صور تصميم براءة اختراع (انقر لتوسيع)
الشكل 2: يعتمد PosiBand على تصميم براءة اختراع يفصل بين الإجراءات الميكانيكية والكهربائية للاتصال (مصدر الصورة: Amphenol Positronic).

مقطع الربيع داخل PosiBand (الشكل 3 ، اليسار) هو عنصر صغير ولكن حاسم في التجميع وعامل رئيسي يؤثر على أدائه.هذه الصفحة المقاومة للضغط من سبائك النحاس البريليوم يمكن أن تولد قوة طبيعية على الاتصال الذكور، وبالتالي تحقيق ربط اتصال قوي وموثوق به (الشكل 3، على اليمين). في الوقت نفسه، في حين تلبية أو تجاوز متطلبات الأداء، فإنه يمكن أيضا تقليل متوسط قوة إدراج.

أمفينول PosiBand موصل الربيع (يسار) يوفر صورة القوة الطبيعية في منطقة الاتصال (اليمين)
الشكل 3: مقطوعة الربيع PosiBand (على اليسار) توفر قوة طبيعية في منطقة الاتصال (على اليمين) لتحقيق أقصى قدر من منطقة الاتصال لسطح التزاوج الكهربائي. (مصدر الصورة: Amphenol Positronic)

يتم تصنيع جهات الاتصال الأساسية PosiBand من النحاس ولها أداء ممتاز في تعقيم الأسلاك على جهات الاتصال.والتي لا تزيد من التكاليف فحسب بل يمكن أن تسبب مشاكل طويلة الأجل إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح أثناء عملية التصنيع.

بالمقارنة مع تصاميم الاتصال التقليدية، يزيد نظام PosiBand أيضًا من منطقة الاتصال بين الاتصالات الذكورية والإناثية، وبالتالي تحقيق سلامة كهربائية أكثر موثوقية.على المستوى الميكرو، هناك المزيد من المسارات الكهربائية التي تمر عبر واجهة الاتصال. زيادة منطقة الاتصال تقلل من إمكانية انقطاع التواصل أثناء الاهتزاز.

على عكس الحدس ، يوفر نظام PosiBand منطقة اتصال أكبر دون زيادة قوة الإدراج. على العكس من ذلك ، يوفر تصميم PosiBand قوة إدراج أكثر اتساقًا ،مما يقلل من متوسط قوة الإدراج.

المنتجات البوزيتونية دخلت قائمة المنتجات المؤهلة (QPL) من وكالة الخدمات اللوجستية لوزارة الدفاع الأمريكية (DLA) ،مما يعني أنهم استوفوا المتطلبات بما في ذلك تحديد المنتج المقابلةاختبار التأهيل والتحقق الدوري. PosiBand متوافق مع مواصفات SAE AS3902 و MIL-DTL-24308 ،وتلبي أيضًا متطلبات اختبار الفصل اللاصق 40 غرام أعلى من GSFC S-311-P4/08 و GSFC S-311-P4/10.

حجم الاتصال والمقاومة
تستخدم جهات الاتصال PosiBand الأحجام القياسية 20 و 22. الأول ينطبق على أسلاك American Wire Gauge (AWG) 20 و 22 و 24 ، بينما ينطبق الأخير على أسلاك AWG 22 و 24 و 26 و 28 و 30.

المقاومة القصوى للاتصال 22 هي 0.005 أوم (Ω) ، في حين أن المقاومة المقابلة للاتصال 20 هي 0.004 أوم. بسبب مقاومة الاتصال المنخفضة ، فإن فقدان I2R صغير ،مما يؤدي إلى تدفئة ذاتية منخفضة، والذي يوفر للمصممين الفرصة لاستخدام الاتصالات 22 و 20 لتزويد الطاقة.

بعض المهندسين لا يفهمون الخصائص الحرارية للاتصالات، أو فقط النظر في هذا العامل في المراحل اللاحقة من تصميم واختيار الاتصالات.الحرارة لا تزال عاملًا رئيسيًا في تقييم أداء الاتصال والنظامارتفاع درجة الحرارة والعلاقة الحالية من PosiBand 20 (الشكل 4 ، أعلى) و 22 (الشكل 4 ، أسفل) الاتصالات متسقة تماما تحت تكوينات الاتصال المختلفة.