סיווג ובחירת מחברים | מחבר MOCO

הוא משלים את החיבור והניתוק של מכשירי חשמל באמצעות פעולות מכניות מסוימות. תפקידיו העיקריים הם:

1. שידור אותות או שידור אנרגיה חשמלית

2. יצירת או הפסקת מעגל חשמלי

ישנן דרכים רבות לסווג מחברים, עליהן נתמקד במאמר זה. עם זאת, עקב כיווני היישום השונים של מחברים, ישנם סוגים בעלי מגע וסוגים ללא מגע. לדוגמה, מחברי סיבים אופטיים ומחברים חשמליים הם סוגים בעלי מגע, ומתגי קירבה הם מחברים ללא מגע. ישנם גם סיווגים של אותות חשמליים ואופטיים. כיום אנו מדברים בעיקר על מחברי מגע עבור אותות חשמליים.

מחברים אלקטרוניים ורכיביהם הם רכיבי ממשק תומכים חשובים בציוד, הפזורים במערכות ובחלקים שונים של הציוד, האחראים על העברת אותות ואנרגיה. איכות החיבור קשורה ישירות לפעולה בטוחה ואמינה של המערכת כולה.

מעגלים שונים מחוברים זה לזה באמצעות מחברים חשמליים, מתדר גבוה לתדר נמוך, ממעגליים למלבניים, ממחברים בעלי זרם גבוה המעבירים מאות אמפר ועד מחברים בעלי צפיפות גבוהה המעבירים אותות חלשים, וממחברים רגילים של לוחות מודפסים. כמעט כל סוגי המחברים החשמליים נמצאים בשימוש נרחב בהנדסת מערכות שונות, החל ממחברים מיוחדים כגון הפרדה וניתוק מהירים, כדי להבטיח את הביצועים התקינים של כל תפקודי הציוד.

לסיכום, מצד אחד, לנוכח תרחישי יישום שונים, סיווג המחברים התעשייתיים הוא מורכב ביותר. לכן, עם התקדמות הטכנולוגיה המתמשכת, יותר ויותר מחברים נמצאים בשימוש בשוק, והביצועים של סוגים שונים של מחברים גם הם שונים מאוד. יצרנים ישתמשו בחומרים בעלי מאפיינים שונים כדי לתכנן מחברים בהתאם לסביבת היישום. על מנת להבטיח שימוש יציב ואמין במחבר בסביבות שונות.

מצד שני, אמינות החיבור החשמלי קובעת ישירות את ביצועי מערכת הציוד. ביצועי מחברים אלקטרוניים הם הערכת ביצועים כוללת. בניגוד להדקים של מחברים, ניתן להעריך את הביצועים בקלות מהיבטי חומר, עיצוב ותהליך.

למרות שישנם כיום סוגים רבים של מחברים, והמבחר מעט בעייתי להערכת ביצועים, היתרונות של שימוש במחברים בציוד ברורים:

1. לשפר את תהליך הייצור, המחבר מפשט את תהליך ההרכבה של מוצרים אלקטרוניים, וגם מפשט את תהליך הייצור ההמוני;

2. קל לתחזוקה ולשדרוג;

3. שיפור גמישות התכנון. השימוש במחברים מאפשר למהנדסים גמישות רבה יותר בעת תכנון ושילוב מוצרים חדשים ובעת הרכבת מערכות עם רכיבים. מספר החוטים בקצה המחבר והמרווח ביניהם הופכים את החיבור לנוח ומהיר יותר. פרטים קטנים אלה הם שיכולים להפחית ביעילות את נפח המוצרים האלקטרוניים, ובמקביל להפחית את עלויות הייצור. ניתן להשתמש בהם ביעילות כקו נתונים להעברה בין לוחות ראשיים נעים או בין מעגלים מודפסים (PCB).

יש כל כך הרבה מחברים, איך לחלק אותם?

עבור כל מוצר יצוק, מחברים חיוניים, כגון ממשק ה-USB הנפוץ שלנו, שקע אוזניות, ממשק Ethernet, או ממשק ה-SIM הצבאי המותאם אישית הפחות נפוץ שלנו. לכן, בהתבסס על מגוון רחב של שווקים, סיווגי המחברים גם הם מגוונים.

1. בהתאם לתפקודי החיבורים הפנימיים והחיצוניים של ציוד אלקטרוני, רמות החיבור מחולקות ל-6 סוגים:

א: חיבור בין רכיבים לחבילות;

ב: חיבור החבילה ללוח המעגלים;

C: חיבור בין לוח ללוח;

ד: חיבור בין רכיבים;

ה: חיבור רכיבים לממשקי קלט ופלט;

ו: חיבור בין מערכת למערכת.

2. סיווג לפי סוג אות השידור:

א: מחבר חשמל (העברת חשמל);

B: מחבר אות (אות שידור);

C: מחבר תדר גבוה (משדר נתונים).

3. סיווג לפי דרישות חשמל:

א: מחבר אוניברסלי;

ב: מחבר להספק גבוה;

C: מחבר מתח גבוה;

D: מחבר דופק;

E: מחבר רעש נמוך;

F: מחבר אפנון פאזה;

G: מחבר קואקסיאלי מדויק.

4. סיווג לפי תדירות עבודה:

מחברים לתדר גבוה, מחברים קואקסיאליים לתדר גבוה, מחברי וידאו, ממירים קואקסיאליים, ממירי עכבה, ממירי גודל התאמה, ממירים למגדר, ממירים מיקרוסטריפ-קואקסיאליים, ממירים מוליכי גל-קואקסיאליים, מחברי עומס תואם, מחברים לתדר נמוך, מחברי לוח מודפס, מחברי כבלי סרט, מחברי מעגלים משולבים, מחברים מעורבים וכו'.

5. סיווג לפי תנאי סביבה:

א: מחבר אטום;

ב: מחבר אטם ללחץ מים גבוה;

C: מחבר אטום בוואקום גבוה;

D: מחבר בעל שלושה הוכחות;

E: מחבר עמיד בפני קרינה;

F: מחבר לטמפרטורה גבוהה;

G: מחבר קריוגני.

6. סיווג לפי מראה חיצוני:

מחברים עגולים משמשים בעיקר בציוד צבאי; (צורות חיבור כוללות בעיקר כידון (מהיר), הברגה, נעילה אוטומטית, דחיפה-משיכה, בקו ישר ומחברים ישרים וכו') מחברים מלבניים נמצאים בשימוש נרחב ומתפתחים במהירות. מחברים רבים ברמת הלוח הם מחברים מלבניים. (ישנם בדרך כלל שני סוגים של שיטות חיבור לתקעים ושקעים: תקע ישר ותקע ישר עם נעילת בורג.)

7. סיווג לפי כיוון היישום:

א: מחבר RF;

ב: מחבר סיבים אופטיים;

ג: מחבר ללא מגע (כגון מתג קרבה וכו')

הסיווגים הנ"ל מבוססים כולם על תכונות חיצוניות או יישום, וכל יצרן שונה. למרות ש-NEDA גיבשה תקן סיווג לאריזת רכיבי מחברים, עם התקדמות הטכנולוגיה, סיווג המחברים הפך מסובך יותר. עם זאת, מבחינת מחברי תקשורת, עקב שיתוף פעולה של פרוטוקולי תוכנה, אכן ישנם מעט שינויים והבחנות יעילות.

א. מחברי כבלים רב-גידיים, כולל מחברי DB, מחברי DIX ומחברי DIN.

ב. מחברי זוג שזור, כולל מחברי RJ45 ו-RJ11;

ג. מחברי כבלים קואקסיאליים כוללים מחברי T, מחברי BNC ונגדי קצה.

עקרונות בסיסיים של בחירת מחבר

אמפסיטי

בעת בחירת מחבר לאותות אספקת חשמל, יש לשים לב יותר ליכולת נשיאת הזרם של המחבר. יש לאמץ עיצוב של הפחתת זרם (derating), ובמקביל, יש לשים לב למתח הבידוד בין הפינים.

גודל המבנה

המידות החיצוניות של המחבר חשובות מאוד, ולחיבור במוצר יש מגבלות מקום מסוימות, במיוחד למחבר על לוח יחיד, שאינו יכול להפריע לרכיבים אחרים. יש לבחור את שיטת ההתקנה המתאימה בהתאם למרחב השימוש ולמיקום ההתקנה (יש התקנה קדמית והתקנה אחורית, ושיטות ההתקנה והקיבוע כוללות מסמרות, ברגים, צווארונים או נעילה מהירה של כידון המחבר עצמו וכו') ולצורה (ישר, מעוגל, סוג T, עגול, מרובע).

התאמת עכבה

לחלק מהאותות יש דרישות עכבה, במיוחד לאותות תדר רדיו, שיש להם דרישות מחמירות יותר לגבי התאמת עכבה. כאשר העכבה אינה תואמת, הדבר יגרום להחזרת אות, אשר תשפיע על העברת האות. באופן כללי, להעברת אות אין דרישות מיוחדות לגבי עכבת המחבר.

מָגֵן

עם התפתחות מוצרי התקשורת, EMC זוכה לתשומת לב גוברת. המחבר הנבחר צריך להיות בעל מעטפת מתכת. במקביל, הכבל צריך להיות בעל שכבת מיגון. שכבת המיגון צריכה להיות מחוברת למעטפת המתכת של המחבר כדי להשיג את אפקט המיגון. בשיטת הזרקה, חלק התקע עטוף במעטפת נחושת, ושכבת המיגון של הכבל מרותכת למעטפת הנחושת.

מניעת החדרה שגויה

ישנם שני היבטים למניעת הכנסה שגויה: האחד הוא המחבר עצמו, המחבר עצמו מסתובב 180 מעלות, חוסר יישור וחיבור שגוי מובילים לחיבור אות שגוי, בשלב זה, יש לשים לב לבחירת מחבר למניעת הכנסה שגויה ככל האפשר, או על ידי התאמת המיקום היחסי של המחבר להפוך את ההרכבה לייחודית; מצד שני, על מנת להפחית את סוגי החומרים, מספר אותות משתמשים באותו מחבר. בשלב זה, ייתכן שיופיע כאילו תקע A מוכנס לשקע B. בשלב זה, יש לשים לב. אם זה קורה ויגרום לתוצאות חמורות (לא אזעקה פשוטה, אלא הרסנית), יש לבחור את ממשקי A ו-B כסוגים שונים של שקעים (לדוגמה, A הוא זכר, B הוא נקבה).

אֲמִינוּת

מחברים משמשים לחיבור אותות, לכן חלקי החיבור צריכים להיות אמינים (לדוגמה, מגע שטחי עדיף על מגע נקודתי, מגע מסוג חור סיכה עדיף על מגע מסוג קפיץ עלים וכו').

רב-תכליתיות

בתהליך בחירת המחברים, יש לבחור חומרים נפוצים ככל האפשר, במיוחד בין מוצרים מאותה סדרה, לבחירת המחברים יש גמישות רבה, מה שמפחית את סוגי החומרים, מגדיל כמויות ומפחית עלויות, תוך הפחתת סיכוני האספקה.

שימוש בסביבה

כאשר משתמשים במחבר בסביבות חיצוניות, פנימיות, בטמפרטורה גבוהה, לחות גבוהה, ריסוס מלח, עובש, קור וסביבות אחרות, ישנן דרישות מיוחדות למחבר.

תדירות ההכנסה

לחיבור וניתוק של המחבר יש אורך חיים מסוים. לאחר שמספר החיבורים והניתוקים מגיע למגבלה, ביצועי המחבר יפחתו. כאשר יש צורך לחבר וניתוק של ממשקי אות מסוימים לעתים קרובות, יש צורך לשים לב יותר למספר החיבורים והניתוקים של המחבר בעת בחירת מחבר.

סיטואציה חיה

בהתאם לשאלה האם הוא תמיד חי או לא, בחרו מחבר מסוג פין או מסוג נקבה.

בהתחשב

בתהליך בחירת מחבר, גורמים שונים אינם בלתי תלויים ולעיתים קרובות פועלים זה עם זה. לכן, עלינו לשקול באופן מקיף בתהליך בחירת המחבר כדי לבחור את המחבר המתאים ביותר. איכות הבחירה תהיה שונה בשלבים שונים ומידת ההשפעה על המוצר.

FAQ

יתרונות