Certaines personnes pourraient le faire. Mais prennent-elles vraiment une clé, consultent-elles la fiche technique du connecteur et ajustent-elles le couple de serrage à la valeur spécifiée ? En réalité, ce n'est pas nécessaire.
Mais que se passe-t-il lorsque l'environnement est loin d'être idéal ? Qu'en est-il, par exemple, d'une fusée soumise à de fortes accélérations au décollage, ou d'une presse industrielle chargée de contrôler l'usure dans une usine 4.0 où les vibrations constantes sont inhérentes à son fonctionnement ? Dans ces cas, tout change, et le connecteur, élément le plus vulnérable, doit être aussi fiable que possible, notamment dans les applications critiques qui ne tolèrent aucune défaillance.
Outre la garantie de l'intégrité du signal et le maintien de la connexion physique, les applications en environnements difficiles exigent des connecteurs robustes pour une autre raison. Dans une application informatique, comme dans un centre de données, l'installation des équipements est généralement effectuée par un technicien en électronique qualifié. Dans une application industrielle ou de défense, il peut s'agir d'un opérateur de machine ou d'un technicien chargé de débrancher et de rebrancher les équipements dans le cadre de la maintenance. On trouve, quelque part dans le manuel d'utilisation (on ignore où, mais peu importe), des instructions telles que : « réduire le couple à X newtons », « utiliser les outils appropriés » ou simplement « manipuler avec précaution ». Mais combien d'opérateurs, dans ce cas de figure, consultent réellement le manuel ?
Enfin, il convient de prendre en compte la conception pour la fabrication (DFM). Le connecteur devra-t-il supporter un grand nombre d'assemblages ? Existe-t-il un moyen de simplifier ou d'accélérer le processus d'assemblage grâce à une sélection judicieuse des connecteurs ? Un problème fréquent est que les ingénieurs concepteurs ne pensent qu'à l'utilisation prévue du connecteur et négligent la manière dont il s'emboîte. Il est donc essentiel de toujours considérer le processus de production.
Pour ces raisons, les fabricants ont développé des produits spécifiquement conçus pour relever ces défis. Harwin en a donné deux exemples : les connecteurs M300 et la gamme Kona, récemment lancée.
Les connecteurs M300 offrent des performances fiables dans les environnements difficiles tels que l'aérospatiale, la défense et les applications industrielles. Ces connecteurs compacts délivrent jusqu'à 10 A par contact, ce qui en fait des solutions légères et robustes, éprouvées dans des conditions extrêmes. Ces connecteurs pour circuits imprimés au pas de 3 mm sont dotés de verrous à vis en acier inoxydable qui garantissent l'insensibilité des terminaisons aux vibrations et aux chocs.
Vous voulez savoir à quel point ces connecteurs sont robustes ? Cliquez ici pour visionner une vidéo où l’auteur soumet un connecteur M300 (Figure 1) à une perceuse à percussion, une méthode non recommandée dans les spécifications techniques, mais qui démontre la durabilité de ces composants. L’humour est présent, mais le message est clair.
Grâce à leur pas de 8,5 mm et à leurs connexions isolées individuellement, les connecteurs Kona permettent aux concepteurs d'atteindre des niveaux de courant élevés pour une puissance maximale même dans des conditions extrêmes, autorisant ainsi des systèmes supportant jusqu'à 60 A et 3 000 V par contact. Ces connecteurs de haute qualité sont disponibles en versions 2, 3 ou 4 broches, dans une configuration compacte à une seule rangée.
La résistance aux vibrations et aux chocs est intégrée à la conception, grâce aux contacts à six bornes en alliage cuivre-béryllium qui assurent une excellente continuité électrique et une grande rigidité. Leurs boîtiers robustes protègent les connexions des impacts et autres dommages physiques. Les connecteurs mâles sont conçus pour être insérés dans un circuit imprimé, avec des pinces de fixation offrant une protection supplémentaire contre l'arrachement. Les boîtiers femelles sont dotés de fermetures à vis. Des contacts femelles sont également fournis, permettant le soudage de fils de calibre 8 AWG avant l'assemblage avec le boîtier. Comme le montre cette vidéo d'assemblage, le boîtier robuste facilite le câblage à l'aveugle, et les vis à tête creuse acceptent les tournevis à tête creuse utilisables en angle, simplifiant encore davantage ce type de câblage.
Examinons maintenant quelques exemples d'application pratique.
Un connecteur M300 à trois broches permet de raccorder un potentiomètre monté sur panneau. Les panneaux sont souvent assemblés selon une méthode de construction modulaire et connectés manuellement lors de l'assemblage final sur la chaîne de production. Le boîtier, les circuits imprimés et les composants tels que les alimentations et les capteurs sont également interconnectés manuellement ; par conséquent, l'utilisation d'un connecteur robuste comme le M300, notamment s'il est fourni avec le système de câblage, contribue à prévenir les dommages pendant la production.
Un autre exemple serait celui des convertisseurs CC/CC, qui utilisent souvent des borniers classiques. Dans les applications exigeant une grande fiabilité, ces derniers peuvent s'avérer insuffisants ; un connecteur Kona à quatre voies, voire deux connecteurs Kona à deux voies, serait alors plus approprié.
Dans les deux exemples, si un connecteur basique était utilisé, le moindre accident survenu dans les locaux, ou pire encore, un incident survenant dans l'environnement pendant le fonctionnement, pourrait rendre complètement inutilisable un assemblage ou un équipement coûtant des milliers d'euros.
À ce stade, le simple connecteur que les ingénieurs concepteurs négligent souvent (quand ils y pensent), est en réalité assez vulnérable de par ses fonctions mécaniques et électriques. C'est en effet le seul composant manipulé régulièrement par des personnes aux niveaux de formation et de compétences variés. En étant proactif et prudent, le concepteur peut améliorer la fiabilité du produit et nouer une relation de confiance durable avec le personnel de production et de maintenance.
Auteur : Robert Webber, directeur des applications en Europe, Powell Electronics
