CC BY
6Серии разъемов WeidmйNer ОМШМАТЕ B2CF и S2C-SMT —
экономия пространства и увеличение скорости монтажа
Роман УСТИНОВ
roman.ustinov@weidmueller.ru
В статье речь пойдет о новых сериях двухрядных разъемов компании Weidmйller — ОМЖМАТЕ Б2СР и 82С-БМТ. Глубокое понимание реальных потребностей разработчиков аппаратуры и продуманность конструктивных решений позволили создать разъемы, к преимуществам которых следует отнести компактные размеры и выдающуюся функциональность, высокую скорость монтажа и удобство использования, наглядность и информативность.
Введение ции все больше внимания уделяется умень-
шению габаритов изделия. При этом количе-При разработке современных электрон- ство контролируемых параметров постоянно ных устройств промышленной автоматиза- растет. Зачастую при этом страдает удобство
эксплуатации, а время на монтаж изделия увеличивается. Остро встает вопрос нахождения компромисса между компактностью и функциональностью. Новый двухрядный разъем компании Weidmuller OMNIMATE B2CF с шагом 3,5 мм — пример эффективного решения таких проблем.
Преимущества при использовании
Серии разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT можно смело назвать инновационными: в них собраны передовые технологии и продуманные конструктивные решения (рис. 1). Все это позволяет повысить скорость и удобство использования даже при увеличении плотности монтажа.
технология соединения PUSH IN— увеличение скорости монтажа
В серии разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF используется передовая технология соединения PUSH IN (рис. 2а). Она ускоряет и упрощает монтаж, особенно для одножильных проводов или проводов в наконечниках. Экономия времени при монтаже одножильных проводов и проводов в наконечниках по сравнению с классическим пружинным зажимом может достигать 50%, а по сравнению с винтовым зажимом — 80%.
Технология соединения PUSH IN проста в использовании и обеспечивает защиту от вибрации. Следует отметить также, что в данном случае не нужны специальные инструменты (рис. 2б) и не требуется техническое обслуживание. При соединении PUSH IN, по сравнению с винтовым соединением, снижается вероятность некачественного монтажа: благодаря пружине из нержавеющей стали усилие прижима проводника
50
Компоненты установочные и коммутационные элементы
1' г 5:1 3 } 1 2 J 1 1 1 3 1 i ; i;i i 1 м
НЧН^Ц^-Н^-Н-И-НчИМ-Н
с э о & 12 3 4 & 5 © а о 6 7 В
SUE! ; 5
И 3 5 7 |о i Q t
SSUSHSSS»
шшшш
I* • • 9
2 4 e в
$гс>в2с г кг &
Рис. 3. Экономия площади на передней панели
при использовании двухрядных разъемов WeidmйПer OMNIMATE B2CF и S2C-SMT
к токоведущей шине постоянно. Кроме того, нет необходимости в контроле крутящего момента, как при винтовом соединении.
Здесь, как и в других технологиях соединения, используемых компанией Weidmuller, соблюдается общепризнанный принцип — сталь для жесткости, медь для проводимости. Это означает, что конструкция прижимного элемента изготавливается из стали и обеспечивает максимальное усилие прижима, а то-коведущий элемент — из меди, что дает минимальную потерю мощности на контакте.
Увеличение плотности монтажа — экономия пространства
Экономия пространства на передней панели при использовании разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT наглядно представлена на рис. 3. Увеличение плотности монтажа обеспечивается благодаря двухуровневому размещению контактов PUSH IN.
При том же шаге — 3,5 мм — площадь, занимаемая разъемом на передней панели и печатной плате, сокращается практически в два раза.
широкий диапазон сечений подключаемых проводников
К разъемам Weidmuller OMNIMATE B2CF можно подсоединять провода широкого диапазона сечений: от 0,14 до 1,5 мм для одножильных и многожильных проводов в наконечниках без пластиковых манжет и от 0,14 до 1 мм для многожильных проводов в наконечниках с пластиковыми манжетами.
Совместимость с технологией пайки оплавлением припоя
Материал изолятора блочных вилок S2C-SMT — жидкокристаллический полимер, усиленный стекловолокном LCP GF (liquid crystal polymer + glass fiber). Его основные особенности: высокое удельное объемное сопротив-
ление, электрическая прочность и верхний предел допустимой температуры, а также стабильность размеров при изменении температуры. Благодаря этим качествам вилки серии S2C-SMT можно паять в едином технологическом цикле с прочими SMD-компонентами печатной платы. Это дает целый ряд преимуществ, таких как сокращение времени монтажа, повышение стабильности результатов технологического процесса и т. д. Подробнее об этом можно прочитать в статье [1].
Конструктивные особенности
возможности фиксации частей разъема между собой
Кабельные розетки серии B2CF и блочные вилки S2C-SMT имеют следующие варианты фланцев (рис. 4):
• винтовое соединение
• экстрактор ^Щ;
• фиксатор-экстрактор (LR).
С помощью винтовых фланцев или фланцев с фиксатором-экстрактором части разъема могут быть механически соединены между собой.
Кроме того, даже без использования винтовых фланцев или фланцев с фиксатором-экстрактором (LR) высокое качество фиксации кабельной и блочной частей между собой обеспечивается за счет применения в конструкции специальных элементов, которые при сочленении разъема сцепляются с ответной частью. Для версии без фланца имеется возможность установки кабельных розеток без смещения шага (рис. 5).
защита от ошибочной ориентации разъема при подключении
Даже если на передней панели имеется всего один разъем, остается вероятность ошибочной ориентации при его подключении. Для предотвращения подобных ситуаций существует такое понятие, как «ключ» разъема. В разъемах WeidmйUer «ключом» является конфигурация профиля сочленяемой части.
запаиваемый фланец для S2C-SMT
Еще одно преимущество блочных вилок S2C-SMT, помимо возможности пайки в конвекционной печи, — запаиваемый фланец (рис. 6). Как правило, для механической фиксации разъема к печатной плате используется винтовое крепление. Дополнительные выводы под пайку заменяют винтовое крепление и распаиваются в одном технологическом цикле с контактами разъема. Это позволяет сократить время сборки и снизить производственные затраты. Запаиваемый фланец защищает контакты от механических нагрузок, при этом не возникает статического напряжения, возможного в результате затяжки винта.
Рис. 6. Запаиваемый фланец
двухуровневые блочные вилки
В дополнение к одноуровневым двухрядным блочным вилкам S2C-SMT компания WeidmйЦer предлагает двухуровневые вилки S2CD-THR с четырьмя рядами контактов: высокая плотность монтажа позволяет экономить до 75% площади на печатной плате (рис. 7).
Рис. 7. Двухуровневые вилки S2CD-THR с четырьмя рядами контактов
Аксессуары
Световод
Для приборов часто актуальна задача вывода световой индикации на переднюю панель. WeidmйЦer предлагает простое и технологичное решение — световоды, которые устанавливаются на блочные вилки S2C-SMT и обеспечивают передачу света от SMD-светодиодов, размещенных на печатной плате, до лицевой панели (рис. 8). При исполь-
Рис. 8. Световоды обеспечивают передачу световой индикации на переднюю панель
зовании разъемов S2C-SMT и световодов S2L-SMT 3.5 FLA 20/10 нет необходимости применять выводные светодиоды, формовать их выводы и вносить в конструкцию нетехнологичные решения. Световоды 1814590000 S2L-SMT 3.5 FLA 20/10 поставляются в линейке из 10 штук, которую можно легко, без использования инструментов укоротить до нужного количества.
Элемент разгрузки натяжения
Элемент разгрузки натяжения (рис. 9) защищает место соединения провода от механических нагрузок, вызванных собственным весом кабеля или при нештатном извлечении разъема. Элемент доступен в двух исполнениях по ширине (количеству полюсов) и в двух цветах (оранжевом и черном).
Рис. 9. Элемент разгрузки натяжения BL 3.50 ZE
кодировка
Для B2CF и S2C-SMT, как и для всех разъемов Weidmйller, имеется возможность установки кодирующих элементов. Используя кодировочные элементы 1849730000 B2L/S2L 3.50 та OR BX (оранжевый) или 1849740000
Рис. 10. Кодирующий элемент
B2L/S2L 3.50 KO BK BX (черный) (рис. 10), можно организовать кодирование используемых разъемов для исключения ошибочного подключения. При желании предварительное кодирование может быть выполнено на заводе-изготовителе.
маркировка
Для разъемов B2CF реализована инновационная система маркировки. Благодаря размещению маркировочных элементов 1323710000 PM 2.7/2.6 MC NE WS (рис. 11) на толкателях PUSH IN экономится фронтальная площадь разъема, а следовательно, и полезная площадь на передней панели. Только так, уделяя внимание каждой детали, можно получить компактный, но удобный в использовании и функциональный разъем. Маркировка 1323710000 PM 2.7/2.6 MC NE WS поставляется в формате мультикар-ты (MultiCard), на которой заказчик может самостоятельно напечатать необходимые символы, используя систему печати PrintJet ADVANCED. Если объемы маркировки не велики, то она может быть нанесена по предварительному заказу.
Рис. 11. Фронтальная маркировка
В дополнение к фронтальной маркировке могут быть использованы маркировочные полоски KSW 2,5 или KSW 4 (рис. 12) для размещения на обеих боковых поверхностях разъема. Это делает возможным доступ к информации на маркировке при любой ориентации разъема, что позволяет избежать ошибок при монтаже и повышает удобство эксплуатации.
Рис. 12. Маркировочные полоски KSW
52
компоненты
установочные и коммутационные элементы
Технические характеристики
Основные технические характеристики разъемов B2CF и S2C-SMT приведены в таблицах 1 и 2.
кривая
ухудшения параметров
При расчете допустимой токовой нагрузки необходимо учитывать кривую ухудшения параметров (рис. 13). Эта кривая показывает зависимость допустимой токовой нагрузки от температуры окружающей среды и приводится для минимального и максимального количества контактов. Например, для температуры окружающей среды +70 °C и максимального количества контактов (36 полюсов) допустимая токовая нагрузка составит приблизительно 7 А.
материал и класс горючести
Корпус кабельных розеток серии B2CF изготовлен из материала PA 66 GF 30 — полиамида, усиленного стекловолокном. Класс горючести этого материала по UL94 — V-0. Корпуса блочных вилок S2C-SMT изготовлены из материала LCP GF — жидкокристаллического полимера, усиленного стекловолокном (liquid crystal polymer + glass fiber). Класс горючести LCP GF по UL94 — V-0.
подключаемые провода
Кабельные розетки серии B2CF допускают подключение проводов с сечением от 0,14 до 1,5 мм2 (кроме многожильных проводов с кабельным наконечником с изолятором) (табл. 3). Следует обратить внимание, что максимальное сечение провода с кабельным наконечником составляет 1 мм2, этого более чем достаточно для подключения сигнальных цепей. Кроме того, если мы посмотрим на кривую ухудшения параметров (рис. 13), то увидим линию, обозначенную буквой "C". Она расположена на уровне, соответствующем максимальному значению токовой нагрузки для провода сечением 1,5 мм2 (безотносительно к конкретному разъему), — 17,5 А. Для провода сечением 1 мм2 это значение составля-
AUTEX Ltd.
официальный дистрибьютор
□ ANALOG DEVICES
• Комплексная поставке электронных компонентов и информационная поддержка проектов заказчика • Весь спектр программных и инструментальных средств разработки, а также специальные комплекты для освоения сигнальных процессоров о Консультации по ЦОС, проектированию и программированию устройств на базе DSP • Полный цикл производства - от изготовления прототипов и макетных образцов до подготовки к серии Проведение ежегодной международной выставки и конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение - DSRA»
117997, Москва, ул. Профсоюзная, д. 65 ТЪл.: (495) 334-7741, 334-9151; факс: (495) 234-9991, 334-8729 e-mail: lnfo®autex.ru http://www.autBX.ru
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
-G
q = 4 пол. © = 36 пол. Q = 1,5 мм2 (H07V-K1.5 / EN 60947-7-1) --1-1-1-1-1-
-
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Средняя температура T, "С
Рис. 13. Кривая ухудшения параметров для разъемов B2CF и S2C-SMT
Таблица 1. Основные технические характеристики разъемов B2CF
(в соответствии с IEC 60664-1/IEC 61984)
Характеристика Значение
Диапазон зажимаемых проводов:
- одножильный H05(07) V-U, мм2 0,14-1,5
- гибкий многожильный H05(07) V-K, мм2 0,14-1,5
- с кабельным наконечником DIN 46 228/1 (без изолятора), мм2 0,14-1,5
- с кабельным наконечником DIN 46 228/4 (с изолятором), мм2 0,14-1
Длина зачистки, мм 10
Номинальный ток при температуре окружающей среды +20 °С, А 13,4*
Номинальный ток при температуре окружающей среды +40 °С, А 12*
Номинальное напряжение для:
- категории перенапряжения III и 3-й степени загрязнения, В 160
- категории перенапряжения III и 2-й степени загрязнения, В 160
- категории перенапряжения II и 2-й степени загрязнения, В 320
Материал изолятора PA 66 GF 30
Уровень горючести согласно UL 94 V-0
Материал контакта Медный сплав
Покрытие контакта Лужение**
Количество контактов От 4 до 36
Таблица 2. Основные технические характеристики разъемов S2C-SMT
(в соответствии с IEC 60664-1/IEC 61984)
Характеристика Значение
Номинальный ток, А при температуре окружающей среды +20 °С 13,4*
при температуре окружающей среды +40 °С 12*
Номинальное напряжение для:
- категории перенапряжения III и 3-й степени загрязнения, В 80
- категории перенапряжения III и 2-й степени загрязнения, В 160
- категории перенапряжения II и 2-й степени загрязнения, В 200
Материал изолятора LCP GF
Уровень горючести согласно UL 94 V-0
Материал контакта Медный сплав
Покрытие контакта Лужение**
Количество контактов От 4 до 36
ет 13,5 А, что соответствует номинальному току для разъемов B2CF и S2C-SMT при температуре окружающей среды +20 °C (табл. 1 и 2).
Заключение
Инновационные серии разъемов Weidmüller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT сочетают в себе передовые технологии и продуманные конструктивные решения. Внимание к каждой детали, опыт и глубокое знание потребностей разработчиков позволили компании Weidmüller создать компактный, но функциональный и удобный в использовании разъем. Пластик LCP GF совместим с технологией пайки оплавлением припоя, что сокращает технологический процесс пайки. Технология PUSH IN позволяет быстро и без помощи инструментов получить вибростойкое, не требующее технического обслужива-
Примечания. * Номинальный ток относится к номинальному поперечному сечению и минимальному количеству контактов. ** Позолоченные контакты — по запросу.
Таблица 3. Диапазон сечений подключаемых проводов
Провод Оечение, мм2
min max
Одножильный H05(07) V-U 0,14 1,5
Гибкий многожильный H05(07) V-K:
- с кабельным наконечником DIN 46 228/1 (без изолятора) 0,14 1,5
- с кабельным наконечником DIN 46 228/4 (с изолятором) 0,14 1
ния соединение. Двухуровневое размещение контактов увеличивает плотность монтажа без ухудшения технических характеристик, а впечатляющий ассортимент аксессуаров облегчает интеграцию разъема в конструктив и повышает удобство эксплуатации. ■
Литература
1. Устинов Р. Клеммы и разъемы Weidmüller, совместимые с технологией пайки оплавлением припоя // Компоненты и технологии. 2014. № 4.
