Les connecteurs dans les environnements difficiles, les composants internes et externes doivent résister à une variété d’effets environnementaux, y compris l’exposition à l’humidité ou aux débris, les chocs et les vibrations, l’accouplement et la séparation fréquents, et même la stérilisation. Les connecteurs robustes sont conçus pour une variété d’applications et les exigences varient en fonction de l’environnement d’exploitation.
Les connecteurs robustes sont souvent utilisés dans les environnements militaires, médicaux, de transport et autres environnements difficiles où les risques doivent être minimisés, de sorte qu’une évaluation et une sélection minutieuses sont essentielles. Les connecteurs miniaturisés transfèrent plus de données, ce qui entraîne une augmentation de la pression de conception. Toutes les variables doivent être prises en compte lors de la détermination d’un connecteur robuste.
Le robot Mini-ROV Observer 3.2 de SUBSEA TECH pour l’exploration en haute mer utilise des connecteurs de la série Fischer Core.
Étape 1 : Définir les exigences de l’application
Pour déterminer si un connecteur robuste est nécessaire, il faut comprendre sa fonction prévue et les conditions de fonctionnement qu’il supportera. Un renforcement est nécessaire si le joint est soumis à des températures extrêmes, à l’eau, à la poussière et à la saleté, à des cycles d’accouplement élevés ou à la stérilisation. Des connecteurs robustes sont essentiels pour les équipements exigeants.
Questions à ce stade:
* Dans quel environnement le connecteur sera-t-il utilisé ? Sera-t-il exposé à l’eau, au brouillard salin ou à des bouffées vasomotrices fréquentes?
* Êtes-vous exposé à des températures extrêmes?
* Doit-il résister à des vibrations ou à une pression excessives?
* Le blindage EMI est-il nécessaire?
* Y a-t-il une norme spécifique qui doit être respectée, comme MIL-SPEC ou ATEX?
Les connecteurs peuvent être testés selon les normes officielles de l’industrie, même s’ils ne portent pas d’étiquettes officielles. Les concepteurs doivent comprendre comment les fabricants spécifient les spécifications d’étanchéité, les valeurs nominales de courant et les tensions de fonctionnement de leurs connecteurs. Vérifiez les normes de test d’un produit pour voir exactement comment leurs tests sont effectués.
Étape 2 : Évaluer les principes du connecteur
Chaque processus de sélection devrait commencer par la compréhension des spécifications électriques.
Questions à ce stade:
* Quelles sont les tailles de contacts nécessaires pour répondre aux exigences des applications d’alimentation et de signal ?
* La configuration de contact fournit-elle un dégagement et un dégagement adéquats pour une puissance et un signal mixtes?
* La tension de travail doit-elle être ajustée en fonction des conditions environnementales?
·* De combien de contacts l’appareil a-t-il besoin ?
La taille des contacts, ainsi que la taille du fil, déterminent la quantité de courant qu’un seul contact transportera. La tension nominale dépend de l’espacement des contacts, du matériau d’isolation et de la géométrie de l’isolant utilisé pour isoler les contacts.
Lors de l’examen des spécifications, portez une attention particulière à la spécification d’élévation de température, qui indique la quantité de chaleur qui sera dissipée à une valeur de courant particulière et la compatibilité du contact avec la taille du conducteur. Ces informations sont essentielles pour éviter la surchauffe, qui est une cause fréquente de défaillance prématurée du connecteur.
Étape 3 : Envisager des méthodes de stérilisation
La stérilisation joue un rôle dans les applications médicales et de laboratoire et est une considération importante lors du choix d’un connecteur robuste.
Questions à ce stade:
* Quelle méthode de stérilisation est la plus susceptible d’être utilisée: autoclavage chimique, par rayonnement ou à la vapeur?
* Les matériaux stables en température ou résistants aux radiations sont-ils nécessaires pour survivre à la méthode de stérilisation choisie?
* Faut-il utiliser un capuchon de protection pour protéger le connecteur contre les dommages de contact pendant la stérilisation ou la manipulation?
Certaines méthodes de stérilisation sont corrosives et nécessitent l’utilisation de connecteurs en acier inoxydable. La compréhension du type de stérilisation peut influencer le choix des matériaux et des accessoires de protection.
Étape 4 : Vérifier les exigences de vitesse
Connecter le monde aujourd’hui met davantage l’accent sur les capacités de transfert de données. Les appareils doivent être capables de transmettre de grandes quantités de données sur les réseaux locaux et Internet tout en utilisant des protocoles spécifiques. Lorsque l’équipement et la sécurité dépendent de la transmission de données, la transmission de données doit être précise et sans entrave.
Questions à ce stade:
·* Le connecteur est-il capable de respecter le protocole requis ?
* Quelle configuration de câble est nécessaire pour maintenir la capacité de transférer des données rapidement?
·* Les connecteurs électriques et les fibres optiques peuvent-ils répondre aux exigences ?
Les exigences de performance de vitesse sont assurées par un processus de test en deux étapes. Au cours de ce processus, les connecteurs et les câbles sont toujours testés ensemble. Le premier tour, effectué pendant la phase de conception, doit utiliser un logiciel pour simuler la compatibilité du connecteur avec le protocole. Le deuxième tour devrait inclure un prototype physique pour tester la combinaison du connecteur et du câble à l’aide d’un analyseur de réseau. Les fabricants de connecteurs peuvent également fournir des données de test sur les combinaisons de connecteurs et de câbles recommandées.
Les connecteurs Fischer MiniMax sont disponibles dans une variété de configurations. Cette coupe montre une configuration conçue pour Ethernet.
Étape 5 : Vérifier les exigences de fiabilité du connecteur
Questions à ce stade:
* À quelle fréquence les connecteurs seront-ils accouplés ou séparés?
·* L’appareil utilise-t-il plusieurs connecteurs similaires ? Si c’est le cas, une incrustation et/ou un code couleur peuvent être nécessaires pour les distinguer.
·* Avez-vous besoin d’un capuchon de protection pour le connecteur ?
L’image ci-dessus est un exemple d’environnement difficile où un connecteur peut être empêché de se déloger à l’aide d’un système de masquage.
Pour les applications nécessitant plus de cycles d’accouplement, des connecteurs conçus pour 5 000 à 10 000 cycles d’accouplement sont recommandés. Une autre considération concerne les conditions environnementales difficiles. La température, l’étanchéité et la durabilité sont essentielles.
Pour déterminer le joint robuste correct, recherchez les caractéristiques suivantes :
Exigences caractéristiques pour les connecteurs robustes
Étape 6 : Comprendre les matériaux des connecteurs
Le matériau du boîtier d’un connecteur affecte la fiabilité, le poids et le coût.
Questions à ce stade:
· Le poids est-il une considération importante?
· La miniaturisation est-elle importante ?
* Les connecteurs sont-ils destinés à une utilisation à long terme ou les fiches et leurs câbles associés sont-ils à usage unique?
·* Les connecteurs sont-ils utilisés dans des environnements corrosifs ?
Les connecteurs en laiton nickelé ou chromé ont tendance à durer plus longtemps que la plupart des matériaux. L’aluminium est parfois préféré parce que le poids est une priorité, et le laiton et l’aluminium sont idéaux pour la miniaturisation. Le plastique pour une utilisation limitée ou des applications à usage unique est le meilleur. Comme mentionné ci-dessus, la méthode de stérilisation sera également un facteur déterminant dans le choix des matériaux.
Étape 7: Connaître l’indice IP et les détails du type de sceau
L’indice IP protège la connexion dans les environnements difficiles et dangereux. Les indices de protection contre les infiltrations (IP) sont utilisés pour définir le niveau de protection d’un appareil contre la poussière, la saleté et l’eau. Les connecteurs robustes pour les environnements extrêmes sont généralement classés IP68 ou supérieur.
Les grades de joints couramment utilisés comprennent:
Questions à ce stade:
* L’appareil sera-t-il exposé à l’eau, à la saleté ou à la poussière?
* L’exposition est-elle intermittente ou prolongée?
* S’il est exposé à l’eau, est-ce de l’eau douce ou de l’eau salée?
* Sera-t-il submergé ? À quelle profondeur? Combien de temps?
* Si l’indice de protection IP68 est indiqué, veuillez demander le temps et la profondeur des tests.
* L’application nécessite-t-elle un joint hermétique?
Si l’imperméabilisation ou l’étanchéité à la poussière est requise, ip68 ou supérieur niveau d’étanchéité est requis. Gardez également à l’esprit que la définition de chaque fabricant est différente. Par exemple, un indice IP68 pendant 2 heures à 20 mètres est très différent d’un indice IP68 pendant 24 heures à 120 mètres, mais IP68 peut être revendiqué dans les deux cas. Les détails du fabricant définiront mieux la spécification IP68 exacte. Il est également nécessaire de savoir si l’indice IP du connecteur est pour un état accouplé ou non.
L’image ci-dessus montre comment les connecteurs de la série Fischer Core sont scellés
L’étanchéité à l’air est une considération dans certaines applications. Par exemple, les applications sous vide et les récipients sous pression que l’on trouve souvent dans les applications d’instrumentation. Ces applications nécessitent un niveau élevé de confinement pour prévenir les fuites de gaz sur de longues périodes.
Problèmes à ce stade:
* Quel niveau de vide est requis pour l’application?
* Avez-vous besoin de tenir compte de la pression différentielle?
* Quel matériau de joint torique est requis?
Assurez-vous de prendre en compte la pression différentielle totale qui existe sur l’appareil. Les connecteurs scellés doivent tenir compte de ces facteurs.
Test d’étanchéité à l’air des connecteurs hermétiques
Étape 8 : Vérifier les exigences de miniaturisation
De nombreux facteurs influencent la tendance à la miniaturisation des connecteurs. Habituellement, il ne s’agit pas de savoir si la miniaturisation est nécessaire, mais à quel point elle peut être conçue et produite, tout en étant adaptée aux exigences de la solution d’environnement d’application.
Les fabricants répondent au besoin de connecteurs miniaturisés qui offrent les fonctionnalités et les performances qui nécessitaient autrefois deux ou trois connecteurs. Cependant, il y a encore des limites.
Questions à ce stade:
* L’alimentation et les données peuvent-elles être transmises avec un seul connecteur?
* Comment la densité des broches affecte-t-elle les performances des connecteurs plus petits ?
* Ces broches peuvent-elles toujours fournir la vitesse de données requise? Peuvent-ils répondre aux besoins en énergie?
* Les exigences en matière de stérilisation des appareils limitent-elles les matériaux de connexion pouvant être utilisés?
* Comment les exigences de terminaison de câble affecteront-elles la miniaturisation?
La tension, la capacité de courant, la taille des broches, le nombre de broches et la méthode de terminaison sont tous des considérations très importantes. La taille des broches affecte la puissance que le connecteur peut transporter, et la taille du connecteur est directement liée à la tension de résistance diélectrique.
Les fournisseurs certifient que leurs connecteurs peuvent répondre aux exigences de vitesse des données. Il peut également recommander des options de câble qui fonctionnent avec certains connecteurs et répondent aux exigences de l’application.
Autre : choisissez le bon câble
Vous devez savoir quel type de connecteur est requis. Les connecteurs robustes nécessitent des assemblages de câbles tout aussi robustes.
Questions à ce stade:
* Quelle est la taille de fil requise en fonction des exigences d’alimentation du système?
·* La tension diélectrique résiste-t-elle AC ou DC ?
* Quelle est la durée de vie flexible de l’assemblage de câbles?
·*Quel matériau de gaine est le plus adapté aux exigences de l’environnement d’application ?
· Quelles sont les exigences d’étanchéité pour les assemblages de câbles ?
·* Quels câbles de couleur sont nécessaires ?
* L’application nécessite-t-elle un assemblage de câbles surmoulés ou un coffre dépliable ?
· Dois-je acheter des prises de pré-câble?
La plupart des OEM se tournent vers des fournisseurs spécialisés dans l’assemblage de câbles ou des fabricants de connecteurs pour recommander des câbles et des assemblages spécifiques afin de créer une solution d’interconnexion robuste. De plus, le nombre accru de micro-connecteurs peut parfois rendre l’assemblage difficile.
En conclusion
Les connecteurs robustes sont une partie essentielle de l’équipement d’aujourd’hui. L’innovation modifie constamment les options disponibles, ainsi que leurs capacités. Avoir une bonne relation avec les fournisseurs est essentiel pour rester à jour avec les dernières technologies et s’assurer que l’ensemble de la configuration et du câblage répond aux exigences de l’application.
