wersja mobilna | kontakt z nami

Złącza przewlekane czy lutowane powierzchniowo? Sam zdecyduj!

Numer: Luty/2016

Miniaturyzacja elektroniki nadal postępuje, także w sferze urządzeń przeznaczonych do zastosowania w przemyśle. Jest jednak coś, co szczególnie się jej opiera. To wszelakiego rodzaju przyłącza przewodów - zwłaszcza tych, które należy wyprowadzić z urządzenia. Jednak czy rodzaj zastosowanego typu złącza musi ograniczać projektantów w swobodzie ekonomicznego rozmieszczania komponentów na PCB? Niekoniecznie, gdyż i na to jest rada.

Pobierz PDF

Fotografia 1. Jeden typ wkładki SMD może mieć rożne warianty obudów. Konkretny sposób montażu obudowy gniazda dobiera się dla danej aplikacji

Zastanówmy się, dlaczego najczęstszy sposób montażu złącz to montaż przewlekany przez otwory w PCB. Wynika to przede wszystkim z faktu, że tym komponentom trzeba zagwarantować odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Po pierwsze, narażone są na działanie sporych sił podczas ich podłączania. Wsuwanie czasami sztywnych przewodów do komór przyłączeniowych, a następnie dokręcanie śrub, wywołuje duże naprężenia w płytce drukowanej. I tu mała dygresja - niestety, przyłącze śrubowe nadal jest najbardziej popularne, a szkoda, ponieważ nowe techniki przyłączy sprężynowych pozbawione są wielu wad rozwiązań śrubowych, a pod kątem szybkości i pewności połączenia często je przewyższają! Drugi powód, to mogące się zdarzyć naprężenia podłączonych przewodów - czy to podczas montażu urządzenia, czy wynikające z wypadków zdarzających się podczas dalszej eksploatacji. Gdybyśmy mieli złącza zamontowane tylko powierzchniowo, moglibyśmy spodziewać się oderwania padów lutowniczych na płytce drukowanej, co prowadzi do usterki prawie niemożliwej do naprawy (a na pewno dość kosztownej i mało pewnej w dalszym działaniu). Taki moduł najczęściej trafia na śmietnik.

Można zabezpieczyć się przed uszkodzeniami stosując na przykład w złączach rzędowych skrajne piny przewlekane, a resztę lutowaną powierzchniowo. Nie mniej jednak i ta opcja polecana jest wyłącznie dla złącz do małych przekrojów przewodów. Skuteczniejszym zabezpieczeniem jest przeniesienie sił działających na złącze wyłącznie na obudowę złącza trwale mechanicznie połączoną z obudową urządzenia. I w takim przypadku bezpieczne staje się stosowanie złącz (lub ściślej mówiąc ich wkładek stykowych) w wersji montowanej poprzez lutowanie powierzchniowe.

Fotografia 2. Wkładki do lutowania powierzchniowego dostępne są w opakowaniu dostosowanym do integracji z systemami Pick&Place. Dzięki temu znacznie skraca się czas i koszt montażu

Po co w ogóle stosować złącza lutowane rozpływowo? Ponieważ dzięki niemu mamy możliwość nie tylko wykorzystania powierzchni PCB z drugiej strony laminatu, bezpośrednio pod złączem, ale także bezkolizyjnie możemy prowadzić ścieżki przewodzące w płytkach wielowarstwowych. I to właśnie pozwala tworzyć zwarte konstrukcje.

Dla tego typu elementów ekranowanie połączenia aż do warstwy laminatu również nie stanowi problemu. Dodatkowy sprężynujący styk łączy laminat z metalową obudową gniazda przenosząc potencjał uziemienia z płytki na oplot przyłączanego kabla.

Można więc sobie zadać pytanie - jak pogodzić swobodę projektowania z wytrzymałym produktem finalnym? Warto zainteresować się złączami okrągłymi z serii M8 lub M12. Na rynku dostępna jest już ich szeroka gama i można wybrać rozwiązanie, które zapewni odpowiednie przyłącze dla opracowywanej aplikacji. Za pomocą złącz tej serii realne staje się nie tylko doprowadzenie sygnałów, zrealizowanie transmisji danych ale także podłączenie zasilania o mocy nawet powyżej 0,5 kW.

Fotografia 3. Tam gdzie zależy nam na równoległym w odniesieniu do PCB wyprowadzeniu gniazda można zastosować wkładki kątowe

Wkładki złącz M8 lub M12 lutowane powierzchniowo posiadają plastikowe piny pozycjonujące, co umożliwia precyzyjne położenie ich na laminacie. Część mechaniczna gniazda, czyli jego gwintowana tulejka, mocowana jest pewnie w obudowie urządzenia. Konstruktor ma tu kilka możliwości do wyboru - taką tulejkę można wprasować, wkręcić, skontrować nakrętką (od wnętrza lub od zewnątrz) lub w ogóle ją pominąć i np. wykonać gwint w aluminiowym odlewie urządzenia. Wtyk, podczas podłączania, mechanicznie działa wyłącznie na obudowę gniazda, gdyż posiada nakrętkę moletowaną służącą do ryglowania go po wetknięciu. Taka nakrętka może mieć pełny gwint lub wykonanie specjalne - tzw. gwint Speedcon. Przyłączenie w tym wypadku polega na wciśnięciu wtyku w odpowiedniej pozycji do gniazda a następnie na wykonaniu zaledwie połowy obrotu nakrętki. W przypadku wtyków warto rozważyć opcję zamówienia gotowego okablowania, co potrafi zaoszczędzić czas podczas montażu a także uniknąć ryzyka niewłaściwego obchodzenia się z instalacją przez niedoświadczonych monterów. Warto więc rozważyć nowe opcje realizowania przyłączy do urządzeń. Dzięki temu nasze nowoprojektowane urządzenia mogą mieć nowoczesny wygląd, lepszą funkcjonalność, czy choćby większą niezawodność. A dziś stając w obliczu dość dużej konkurencji na rynku należy zadbać, aby nasze urządzenia miały zdecydowaną przewagę i klienci chętniej właśnie po nie sięgali.

Piotr Andrzejewski
Product Manager w firmie Phoenix Contact

Pozostałe artykuły

Kiedy potrzebujemy Analog Discovery, a kiedy Digital Discovery?

Numer: Październik/2017

Digital Discovery jest niezbędnym dodatkiem, jeśli używałeś Analog Discovery 2, ale szybkość próbkowania była niewystarczająca, liczba dostępnych kanałów cyfrowych zbyt mała lub szumy zbyt duże by odczytać dane przesyłane z większymi prędkościami. Zobacz, jakie możliwości stwarza Digital Discovery na konkretnym przykładzie.

Dataforth MAQ20 - modułowy system kontrolno-pomiarowy

Numer: Październik/2017

MAQ20 to modułowy system kontrolno-pomiarowy zaprojektowany do pracy w wymagających aplikacjach automatyki przemysłowej, przemysłu wojskowego, paliwowego itp. Do komunikacji można wykorzystywać interfejs USB, RS-232, RS-485 lub Ethernet. W systemie można podłączyć do 24 modułów analogowych i cyfrowych wejść/wyjść z maksymalnie 384 kanałami.

Udogodnienia w sklepie internetowym Farnell

Numer: Październik/2016

Dobry dystrybutor sprzętu i podzespołów elektronicznych powinien nie tylko mieć bogatą ofertę, niewygórowane ceny i krótkie terminy dostaw. Wystarczy samemu spróbować skompletować komponenty projektu u dowolnego dostawcy, by szybko zorientować się, jak ważna jest wygoda korzystania ze sklepu. Farnell element14 dba by jego klienci nie tracili czasu w trakcie zakupów oraz by mogli w łatwy sposób uzyskać kompletne informacje, a więc ...

liteSOM - wydajny, przemysłowy komputer w cenie Raspberry PI

Numer: Październik/2016

liteSOM to najnowszy produkt polskiej firmy Grinn z siedzibą we Wrocławiu, która z powodzeniem znajduje swoje miejsce na rynku modułów komputerowych. Po sukcesie płytki chiliSOM producent stworzył jej energooszczędnego "kolegę". Wraz z modułem zaprojektowana została płytka ewaluacyjna liteboard oraz wachlarz płytek rozszerzających możliwości komputerów w zależności od wymagań projektanta. Linia produktów firmy Grinn stanowi dobrą ...

Przygotowanie infrastruktury pod sieć energetyczną przyszłości

Numer: Październik/2016

Dzięki dużej mocy obliczeniowej urządzeń CompactRIO, możemy zbierać i analizować olbrzymie ilości danych z dowolnych punktów sieci energetycznej. Po ich opracowaniu jesteśmy w stanie obserwować stan całej struktury, co z kolei pozwala optymalizować nasze inwestycje i osiągać oczekiwane parametry dostarczanej energii.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Listopad 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym