Beh, qualcuno potrebbe farlo. Ma prendono davvero una chiave inglese, consultano la scheda tecnica del connettore e regolano la coppia di serraggio al valore specificato? La verità è che non è necessario.
Cosa succede, però, quando l'ambiente è tutt'altro che ideale? E se non si trattasse di un soggiorno o di un ufficio, ma, ad esempio, di un razzo che subisce elevate forze G durante il decollo, o di una pressa industriale che monitora l'usura in un impianto di Industria 4.0 dove le vibrazioni costanti sono una componente fondamentale del funzionamento? In questi casi, tutto cambia e il connettore, essendo l'elemento più vulnerabile, deve essere il più affidabile possibile, soprattutto in applicazioni critiche che non possono tollerare guasti.
Oltre a garantire l'integrità del segnale e a mantenere la connessione fisica, le applicazioni in ambienti difficili richiedono connettori robusti per un altro motivo. In un'applicazione IT, come ad esempio in un data center, le apparecchiature vengono probabilmente installate da un tecnico elettronico qualificato. In un'applicazione industriale o di difesa, potrebbe essere un operatore o del personale a scollegare e ricollegare le apparecchiature nell'ambito delle proprie attività di manutenzione. Da qualche parte nel manuale d'uso (chissà dove, ma non importa) ci saranno istruzioni come: "ridurre la coppia a X Newton"; "utilizzare gli strumenti corretti"; o semplicemente "maneggiare con cura". Ma quanti operatori in questa situazione consultano effettivamente il manuale?
Infine, dovremmo considerare la progettazione per la produzione (DFM). Il connettore dovrà resistere a un elevato numero di accoppiamenti? Esiste un modo per semplificare o velocizzare il processo di assemblaggio attraverso un'attenta selezione dei connettori? Un problema molto comune è che i progettisti pensano solo all'uso previsto del connettore e non a come i connettori si incastrano tra loro. Una lezione importante è quella di considerare sempre il processo di produzione.
Per questi motivi, i produttori hanno sviluppato prodotti specificamente progettati per superare queste difficoltà. Due esempi di Harwin sono i connettori M300 e la famiglia Kona, introdotta di recente.
I connettori M300 offrono prestazioni affidabili in ambienti difficili come quelli aerospaziali, della difesa e industriali. Questi connettori compatti erogano fino a 10 A per contatto, risultando soluzioni leggere e robuste, collaudate in condizioni estreme. Questi connettori per PCB con passo da 3 mm sono dotati di viti di bloccaggio in acciaio inossidabile per garantire che le terminazioni non siano influenzate da vibrazioni e urti.
Volete sapere quanto sono robusti questi connettori? Cliccate qui per guardare un video in cui l'autore sottopone un connettore M300 (Figura 1) a una prova con un trapano a percussione, in un modo non raccomandato dalle specifiche tecniche, ma che dimostra la resistenza di questi dispositivi. C'è un pizzico di umorismo, ma il concetto è chiaro.
Grazie al passo di 8,5 mm e ai contatti singolarmente protetti, la famiglia di connettori Kona consente ai progettisti di raggiungere elevati livelli di corrente per la massima potenza in condizioni estreme, permettendo ai sistemi di gestire fino a 60 A e 3000 V per contatto. Questi connettori di alta qualità sono disponibili con 2, 3 o 4 pin in una configurazione compatta a fila singola.
La resistenza alle vibrazioni e agli urti è integrata nel design, grazie ai contatti in lega di rame-berillio a sei terminali che garantiscono una buona continuità elettrica e una forte elasticità. I loro robusti alloggiamenti proteggono i collegamenti da urti e altri danni fisici. I connettori maschio sono progettati per l'inserimento in un circuito stampato, con morsetti di fissaggio che offrono un'ulteriore protezione contro la trazione. Gli alloggiamenti femmina per i cavi sono dotati di chiusure a vite. Sono inoltre forniti contatti femmina per i cavi, che consentono di saldare i fili da 8AWG prima del montaggio con l'alloggiamento. Come dimostra questo video di montaggio, il robusto alloggiamento facilita il cablaggio cieco e le viti a testa cilindrica con esagono incassato accettano cacciaviti con esagono incassato che possono essere utilizzati ad angolo, semplificando ulteriormente il cablaggio cieco.
Vediamo ora un paio di esempi pratici di applicazione.
Un connettore M300 a tre pin può essere utilizzato per collegare un potenziometro montato su pannello. I pannelli sono spesso assemblati con un metodo di costruzione modulare e i collegamenti vengono eseguiti manualmente durante l'assemblaggio finale sulla linea di produzione. Anche l'involucro, i circuiti stampati e i componenti come alimentatori e sensori vengono interconnessi manualmente, quindi disporre di un connettore robusto come l'M300, soprattutto se fornito come parte del sistema di cablaggio, contribuirà a prevenire danni durante la produzione.
Un altro esempio sono i convertitori DC/DC, che spesso si basano su semplici morsettiere. Nelle applicazioni che richiedono elevata affidabilità, queste potrebbero non essere sufficienti e un connettore Kona a quattro vie, o anche due connettori Kona a due vie, risulterebbero più appropriati.
In entrambi gli esempi, se venisse utilizzato un connettore di base, qualsiasi incidente nei locali, o peggio, qualcosa che accada nell'ambiente durante il funzionamento, potrebbe rendere completamente inutilizzabile un assemblaggio o un'apparecchiatura del valore di migliaia di euro.
A questo punto, il semplice connettore, che i progettisti spesso lasciano per ultimo (se non addirittura ignorano del tutto), è in realtà piuttosto vulnerabile a causa della sua funzione meccanica ed elettrica, essendo l'unico componente maneggiato abitualmente da persone con diversi livelli di formazione e competenza. Essendo proattivo e prudente, il progettista può aumentare l'affidabilità del prodotto e diventare un alleato prezioso per il personale di produzione e manutenzione.
Autore: Robert Webber, Direttore delle Applicazioni in Europa, Powell Electronics
