Серии разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT — экономия пространства и увеличение скорости монтажа

№ 6’2014
PDF версия
В статье речь пойдет о новых сериях двухрядных разъемов компании Weidmuller — OMNIMATE B2CF и S2C-SMT. 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

При разработке современных электронных устройств промышленной автоматизации все больше внимания уделяется уменьшению габаритов изделия. При этом количество контролируемых параметров постоянно 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.

Серии разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT

Рис. 1. Серии разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT

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

Рис. 2.
а) Технология соединения PUSH IN;
б) одножильный провод или провод в наконечнике просто вставляется в разъем

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 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 токоведущий 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.

Экономия площади на передней панели при использовании двухрядных разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT

Рис. 3. Экономия площади на передней панели при использовании двухрядных разъемов Weidmuller OMNIMATE B2CF и S2C-SMT

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 сопротивление, 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 (F);
  • экстрактор (LH);
  • фиксатор-экстрактор (LR).
Варианты фиксации

Рис. 4. Варианты фиксации:
а) без фланцев;
б) винтовое соединение;
в) с экстрактором (LH);
г) с фиксатором-экстрактором (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 (F) 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).

Установка кабельных розеток без смещения шага

Рис. 5. Установка кабельных розеток без смещения шага

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 Weidmuller «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.

Запаиваемый фланец

Рис. 6. Запаиваемый фланец

Двухуровневые блочные вилки

В дополнение к одноуровневым двухрядным блочным вилкам S2C-SMT компания Weidmuller предлагает двухуровневые вилки S2CD-THR с четырьмя рядами контактов: высокая плотность монтажа позволяет экономить до 75% площади на печатной плате (рис. 7).

Двухуровневые вилки S2CD-THR с четырьмя рядами контактов

Рис. 7. Двухуровневые вилки S2CD-THR с четырьмя рядами контактов

 

Аксессуары

Световод

Для приборов часто актуальна задача вывода световой индикации на переднюю панель. Weidmuller 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 использовании 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.

Световоды обеспечивают передачу световой индикации на переднюю панель

Рис. 8. Световоды обеспечивают передачу световой индикации на переднюю панель

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).

Элемент разгрузки натяжения BL 3.50 ZE

Рис. 9. Элемент разгрузки натяжения BL 3.50 ZE

Кодировка

Для B2CF и S2C-SMT, как и для всех разъемов Weidmuller, имеется возможность установки кодирующих элементов. Используя кодировочные элементы 1849730000 B2L/S2L 3.50 KO OR BX (оранжевый) или 1849740000 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.

Кодирующий элемент

Рис. 10. Кодирующий элемент

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 мультикарты (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.

Фронтальная маркировка

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.

Маркировочные полоски KSW

Рис. 12. Маркировочные полоски KSW

 

Технические характеристики

Основные технические характеристики разъемов B2CF и S2C-SMT приведены в таб-лицах 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.

Кривая ухудшения параметров для разъемов B2CF и S2C-SMT

Рис. 13. Кривая ухудшения параметров для разъемов B2CF и S2C-SMT

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 составляет 13,5 А, что соответствует номинальному току для разъемов B2CF и S2C-SMT при температуре окружающей среды +20 °C (табл. 1 и 2).

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

Примечания.
* Номинальный ток относится к номинальному поперечному сечению и минимальному количеству контактов.
** Позолоченные контакты — по запросу.

Таблица 3. Диапазон сечений подключаемых проводов

Провод

Cечение, 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

 

Заключение

Инновационные серии разъемов Weid-muller 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 Weidmuller 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 обслуживания 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 Weidmuller, совместимые с технологией пайки оплавлением припоя // Компоненты и технологии. 2014. № 4.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *