eng
Выпуск #1/2016
М.Самойлова
Разъемы ODU с PUSH-PULL защелкой – качество, проверенное временем
Разъемы ODU с PUSH-PULL защелкой – качество, проверенное временем
Просмотры: 3753
Рассматриваются различные виды разъемов с PUSH-PULL защелкой компании ODU (Германия). Отмечено, что такие разъемы могут использоваться в различных устройствах и благодаря своему высокому качеству обеспечивают этим устройствам возможность долгой бесперебойной работы.
Теги: ethernet ip68 odu amc odu mini-snap push-pull защелка быстроразъемное соединение высокая плотность контактов миниатюрный цилиндрический разъем передача данных разъемы для спецтехники
П
очему предпочтение отдают разъемам с защелкой? Защелкивание, в отличие от байонетного или винтового соединения, не требует дополнительных действий, надежную и быструю фиксацию можно обеспечить одним движением. При соединении двух частей разъема выступающие части (лепестки) заходят в специальные углубления (канавки) в ответной части. При вытягивании разъема за кабель лепестки расходятся в сторону, что приводит к дополнительной фиксации соединения (рис.1а). Если же потянуть за корпус кабельной части, лепестки выходят из канавок, обеспечивая легкость размыкания (рис.1б).
К преимуществам такой фиксации относятся быстроразъемность соединения, характерный звук при срабатывании, возможность соединения вслепую, уменьшение габаритов разъема, небольшое усилие смыкания и размыкания, ресурс – не менее 2 тыс. (у ODU MEDI-SNAP) или 5 тыс. циклов соединений.
Разъемы ODU с защелкой выпускаются как в металлических (серии ODU MINI-SNAP, ODU AMC), так и в пластиковых (ODU MINI-SNAP PC, ODU MEDI-SNAP) корпусах (см. таблицу).
Разъемы ODU MINI-SNAP в металлических корпусах представлены пятью сериями: L, K, B, F и S, причем используются три разные системы кодирования: "паз и выступ" для L, K, B, "полудуги – направляющие" для F и кодирование самим диэлектриком (контактным блоком) для серии S.
Иногда заказчики сомневаются в механической прочности системы кодирования "паз и выступ" в сравнении с кодированием с помощью полудуг–направляющих. Но испытания подтверждают преимущество системы "паз и выступ" по допустимому предельному значению крутящего момента (он возникает при каждом соединении, когда приходится прокручивать разъем до совмещения маркирующих точек). Неслучайно наиболее востребованными сериями, в том числе для военных применений, являются ODU MINI-SNAP L, K, B, а также ODU AMC, где используется система кодирования "паз и выступ".
Если необходимо обеспечить аварийное отсоединение разъемов, например для наушников, то вместо защелки применяют так называемые разрывные (BREAK-AWAY) разъемы – ведь неправильно выбранный тип соединения может стоить человеку жизни. Разрывные разъемы представлены в сериях ODU MINI-SNAP L, K, F, а также в ODU AMC. Внешне они мало отличаются от вариантов с защелкой, но их можно разомкнуть за кабель.
Серии ODU MINI-SNAP L, K и В различаются конструкцией защелки (рис.2). Серия L – самое простое и экономичное решение, а в сериях K и B предусмотрены дополнительные элементы конструкции для механической защиты защелки.
При схожести разъемов с защелкой у каждой серии есть своя изюминка, которая поможет определиться с правильным выбором. Так, в серии ODU MINI-SNAP L представлены разъемы минимальных габаритов (размер 00 с диаметром кабельной части 6,4 мм), с вставками на 2, 3 и 4 контакта. В этом размере также имеются блочные разъемы типов G8 и GL, обеспечивающие степень защиты IP68 в разомкнутом состоянии по отношению к приборной части. Разъемы серии ODU MINI-SNAP L широко используются в приборах неразрушающего контроля.
В случае повышенных требований к габаритам часто выбирают соединители ODU MINI-SNAP В – у них минимальный диаметр из всех разъемов семейства ODU MINI-SNAP с уровнем защиты IP68.
Серию ODU MINI-SNAP K охотно используют в аппаратуре специального назначения благодаря уровню защиты IP68, усиленной конструкции защелки, наличию разрывных разъемов и сертифицированных вставок для передачи данных.
Серия ODU MINI-SNAP S наиболее интересна коаксиальными разъемами (COAX), прежде всего размера 00. Эти миниатюрные соединители предназначены для работы на частотах до 1,8 ГГц, имеют волновое сопротивление 50 Ом, рассчитаны на ток 3–7 А и совместимы с кабелями RG174/RG178/RG188/RG316. Представленные в разных форм-факторах, они находят широкое применение в датчиках приборов неразрушающего контроля, а также в портативной военной технике и беспилотных летательных аппаратах (БПЛА).
Обратим внимание на некоторые конструкции разъемов ODU MINI-SNAP. Так, в сериях K и B представлена популярная у российских разработчиков приборная часть типа G4 (рис.3). В серии ODU MINI-SNAP L есть приборные розетки с угловым расположением контактов и фиксацией как на плате, так и на корпусе (тип GG) (рис.4).
Для реализации межблочного соединения предназначены панельные вилки типа AA (рис.5) и AD в сериях L и K, причем тип AA имеет уровень защиты IP50 для серии L и IP68 для серии K, а AD – IP68 в обоих случаях, в том числе в разомкнутом состоянии.
Для разъемов серий ODU MINI-SNAP L и K, как наиболее востребованных в нашей стране, и с учетом российских климатических условий, специалистами компании ODU была подтверждена работа при низких температурах до –55 °C, с количеством циклов соединений не менее 2 тыс. Именно такие соединители часто используются в радиостанциях и другой военной аппаратуре без особых ограничений по массе.
Наконец, в сериях ODU MINI-SNAP L, K, B представлены разъемы с сертифицированными вставками для высокоскоростной передачи данных, от USB 2.0 до Ethernet CAT 6A 10 Гбит:
• размер 0: USB 2.0, Ethernet CAT 5 100 Мбит;
• размер 1: Ethernet: CAT 5 100 Мбит, CAT 5E 1 Гбит;
• размер 2: Ethernet: CAT 6A 100 Мбит, CAT 6A 10 Гбит.
Внешне они выглядят как обычные сигнальные, разница лишь в контактных вставках. На меньших скоростях для Ethernet иногда используют обычные восьмиконтактные разъемы.
Итак, основные параметры разъемов ODU MINI-SNAP:
• не менее 5 тыс. циклов соединений;
• уровень защиты IP50 и IP68;
• до 40 контактов;
• позолоченные контакты;
• хромированный латунный корпус;
• контакты под пайку проводом, на плату и под обжим;
• сертифицированные вставки для передачи данных;
• разъемы с защелкой или разрывные.
И еще одна важная деталь: при большом количестве контактов для удобства монтажа контакты для пайки проводом располагают в несколько ярусов (конусом) (рис.6).
Любому специалисту интересны результаты работы коллег и конкурентов. Для этого на сайте www.odu.ru представлены примеры конкретных разработок с разъемами, выполненных в самых разных странах, в том числе в России. Отметим следующие сферы применения для металлических разъемов ODU MINI-SNAP в нашей стране: военная аппаратура, в том числе радиостанции; приборы неразрушающего контроля (вихретоковой, магнитометрической, ультразвуковой диагностики и др.); медицинская техника.
Российские разработчики выполняют множество интересных проектов. Остановимся на двух примерах в области медицины, где используются разъемы ODU MINI-SNAP L и ODU MINI-SNAP K соответственно.
Так, известный нейрохирург, д. м.н. Д.И.Пицхелаури из Института нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко предложил идею управления операционным микроскопом без помощи рук. Она была реализована компанией Астратех (электронная часть) и ООО "Толикети" в системе МАРИ (рис.7). Устройство управляется (перемещается вокруг операционного поля) головой хирурга. Он изменяет оптические параметры микроскопа, касаясь губами джойстика. Сейчас система сертифицирована в России и ЕС.
Совместная разработка компаний "Биософт-М", ЗАО "ЗИТЦ-МТ", ФГБУ "ФНЦТИО им. ак. В.И.Шумакова", НИИ СП им. Н. В. Склифосовского, ННИИПК им. Е. Н. Мешалкина и ООО "Дона-М", – носимый аппарат вспомогательного кровообращения для левого желудочка сердца АВК-Н (рис.8). Он предназначен для обеспечения жизнедеятельности пациента в ожидании трансплантации сердца при проведении операций по его двухэтапной замене. Аппарат реализуется в имплантируемом варианте, может также использоваться в экстракорпоральном исполнении, например, в онкологии. Важно, что такое небольшое устройство позволяет пациенту вести привычный образ жизни.
Так как семейству разъемов ODU AMC, разработанному для носимой аппаратуры в рамках программы "Солдат будущего", предполагается посвятить отдельную статью, приведем только основные факты. Семейство ODU AMC включает в себя ODU AMC PUSH-PULL (с защелкой); ODU AMC BREAK-AWAY (разрывные); ODU AMC HD (высокая плотность контактов); ODU AMC EASY-CLEAN (легкая очистка) (рис.9). Все эти разъемы разработаны в соответствии с требованиями военных стандартов, отличаются прекрасным экранированием и наличием совмещенного цветового и механического кодирования. В новой серии ODU AMC HD есть не только обычная вставка USB 2.0, но и комбинированные: USB 2.0 + питание и USB 3.0 + питание. Для 16-, 27- и 40-контактных разъемов (в них диаметр контактов составляет 0,3 мм) компания ODU предлагает дополнительный сервис – розетки с установкой на гибкие или гибко-жесткие печатные платы.
Ранее отмечалось, что пластиковые разъемы ODU представлены двумя сериями: ODU MEDI-SNAP и ODU MINI-SNAP PC (пластиковый аналог ODU MINI-SNAP F). Как видно из названия, серия ODU MEDI-SNAP предназначена прежде всего для медицинской аппаратуры, что подразумевает повышенные требования к электробезопасности, в том числе 100%-ную защиту от случайного касания и возможность стерилизации. Интересны такие решения, как разъем для сетевого питания (220 В, 9 А) и разъем с жидкостной вставкой (до 2 бар, рис.10).
Разъемы ODU MEDI-SNAP чаще всего применяются в пульсоксиметрах, мониторах пациента, дефибрилляторах-мониторах, увлажнителях дыхательной смеси для искусственной вентиляции легких, при подогреве кроваток для недоношенных детей.
Еще одна серия – ODU MINI-SNAP PC (рис.11) – интересна наличием экранированных разъемов, уровень защиты здесь IP50 или IP67. Они широко используются в контрольно-измерительной и медицинской аппаратуре, а также благодаря малой массе – в российских БПЛА. Среди вариантов медицинского применения можно отметить дефибрилляторы (разъем с высоковольтными вставками), устройство подогрева инфузионных растворов, инфузионные системы, прибор для лечения гингивита и др.
В заключение напомню прописную истину, – скупой платит дважды. Какой бы замечательной ни была схемотехническая идея, не стоит экономить на соединителях, ведь они обеспечивают надежность всей системы. Проверенное временем качество разъемов и соединительных систем компании ODU обеспечит вашим устройствам возможность долгой бесперебойной работы.
очему предпочтение отдают разъемам с защелкой? Защелкивание, в отличие от байонетного или винтового соединения, не требует дополнительных действий, надежную и быструю фиксацию можно обеспечить одним движением. При соединении двух частей разъема выступающие части (лепестки) заходят в специальные углубления (канавки) в ответной части. При вытягивании разъема за кабель лепестки расходятся в сторону, что приводит к дополнительной фиксации соединения (рис.1а). Если же потянуть за корпус кабельной части, лепестки выходят из канавок, обеспечивая легкость размыкания (рис.1б).
К преимуществам такой фиксации относятся быстроразъемность соединения, характерный звук при срабатывании, возможность соединения вслепую, уменьшение габаритов разъема, небольшое усилие смыкания и размыкания, ресурс – не менее 2 тыс. (у ODU MEDI-SNAP) или 5 тыс. циклов соединений.
Разъемы ODU с защелкой выпускаются как в металлических (серии ODU MINI-SNAP, ODU AMC), так и в пластиковых (ODU MINI-SNAP PC, ODU MEDI-SNAP) корпусах (см. таблицу).
Разъемы ODU MINI-SNAP в металлических корпусах представлены пятью сериями: L, K, B, F и S, причем используются три разные системы кодирования: "паз и выступ" для L, K, B, "полудуги – направляющие" для F и кодирование самим диэлектриком (контактным блоком) для серии S.
Иногда заказчики сомневаются в механической прочности системы кодирования "паз и выступ" в сравнении с кодированием с помощью полудуг–направляющих. Но испытания подтверждают преимущество системы "паз и выступ" по допустимому предельному значению крутящего момента (он возникает при каждом соединении, когда приходится прокручивать разъем до совмещения маркирующих точек). Неслучайно наиболее востребованными сериями, в том числе для военных применений, являются ODU MINI-SNAP L, K, B, а также ODU AMC, где используется система кодирования "паз и выступ".
Если необходимо обеспечить аварийное отсоединение разъемов, например для наушников, то вместо защелки применяют так называемые разрывные (BREAK-AWAY) разъемы – ведь неправильно выбранный тип соединения может стоить человеку жизни. Разрывные разъемы представлены в сериях ODU MINI-SNAP L, K, F, а также в ODU AMC. Внешне они мало отличаются от вариантов с защелкой, но их можно разомкнуть за кабель.
Серии ODU MINI-SNAP L, K и В различаются конструкцией защелки (рис.2). Серия L – самое простое и экономичное решение, а в сериях K и B предусмотрены дополнительные элементы конструкции для механической защиты защелки.
При схожести разъемов с защелкой у каждой серии есть своя изюминка, которая поможет определиться с правильным выбором. Так, в серии ODU MINI-SNAP L представлены разъемы минимальных габаритов (размер 00 с диаметром кабельной части 6,4 мм), с вставками на 2, 3 и 4 контакта. В этом размере также имеются блочные разъемы типов G8 и GL, обеспечивающие степень защиты IP68 в разомкнутом состоянии по отношению к приборной части. Разъемы серии ODU MINI-SNAP L широко используются в приборах неразрушающего контроля.
В случае повышенных требований к габаритам часто выбирают соединители ODU MINI-SNAP В – у них минимальный диаметр из всех разъемов семейства ODU MINI-SNAP с уровнем защиты IP68.
Серию ODU MINI-SNAP K охотно используют в аппаратуре специального назначения благодаря уровню защиты IP68, усиленной конструкции защелки, наличию разрывных разъемов и сертифицированных вставок для передачи данных.
Серия ODU MINI-SNAP S наиболее интересна коаксиальными разъемами (COAX), прежде всего размера 00. Эти миниатюрные соединители предназначены для работы на частотах до 1,8 ГГц, имеют волновое сопротивление 50 Ом, рассчитаны на ток 3–7 А и совместимы с кабелями RG174/RG178/RG188/RG316. Представленные в разных форм-факторах, они находят широкое применение в датчиках приборов неразрушающего контроля, а также в портативной военной технике и беспилотных летательных аппаратах (БПЛА).
Обратим внимание на некоторые конструкции разъемов ODU MINI-SNAP. Так, в сериях K и B представлена популярная у российских разработчиков приборная часть типа G4 (рис.3). В серии ODU MINI-SNAP L есть приборные розетки с угловым расположением контактов и фиксацией как на плате, так и на корпусе (тип GG) (рис.4).
Для реализации межблочного соединения предназначены панельные вилки типа AA (рис.5) и AD в сериях L и K, причем тип AA имеет уровень защиты IP50 для серии L и IP68 для серии K, а AD – IP68 в обоих случаях, в том числе в разомкнутом состоянии.
Для разъемов серий ODU MINI-SNAP L и K, как наиболее востребованных в нашей стране, и с учетом российских климатических условий, специалистами компании ODU была подтверждена работа при низких температурах до –55 °C, с количеством циклов соединений не менее 2 тыс. Именно такие соединители часто используются в радиостанциях и другой военной аппаратуре без особых ограничений по массе.
Наконец, в сериях ODU MINI-SNAP L, K, B представлены разъемы с сертифицированными вставками для высокоскоростной передачи данных, от USB 2.0 до Ethernet CAT 6A 10 Гбит:
• размер 0: USB 2.0, Ethernet CAT 5 100 Мбит;
• размер 1: Ethernet: CAT 5 100 Мбит, CAT 5E 1 Гбит;
• размер 2: Ethernet: CAT 6A 100 Мбит, CAT 6A 10 Гбит.
Внешне они выглядят как обычные сигнальные, разница лишь в контактных вставках. На меньших скоростях для Ethernet иногда используют обычные восьмиконтактные разъемы.
Итак, основные параметры разъемов ODU MINI-SNAP:
• не менее 5 тыс. циклов соединений;
• уровень защиты IP50 и IP68;
• до 40 контактов;
• позолоченные контакты;
• хромированный латунный корпус;
• контакты под пайку проводом, на плату и под обжим;
• сертифицированные вставки для передачи данных;
• разъемы с защелкой или разрывные.
И еще одна важная деталь: при большом количестве контактов для удобства монтажа контакты для пайки проводом располагают в несколько ярусов (конусом) (рис.6).
Любому специалисту интересны результаты работы коллег и конкурентов. Для этого на сайте www.odu.ru представлены примеры конкретных разработок с разъемами, выполненных в самых разных странах, в том числе в России. Отметим следующие сферы применения для металлических разъемов ODU MINI-SNAP в нашей стране: военная аппаратура, в том числе радиостанции; приборы неразрушающего контроля (вихретоковой, магнитометрической, ультразвуковой диагностики и др.); медицинская техника.
Российские разработчики выполняют множество интересных проектов. Остановимся на двух примерах в области медицины, где используются разъемы ODU MINI-SNAP L и ODU MINI-SNAP K соответственно.
Так, известный нейрохирург, д. м.н. Д.И.Пицхелаури из Института нейрохирургии им. акад. Н.Н.Бурденко предложил идею управления операционным микроскопом без помощи рук. Она была реализована компанией Астратех (электронная часть) и ООО "Толикети" в системе МАРИ (рис.7). Устройство управляется (перемещается вокруг операционного поля) головой хирурга. Он изменяет оптические параметры микроскопа, касаясь губами джойстика. Сейчас система сертифицирована в России и ЕС.
Совместная разработка компаний "Биософт-М", ЗАО "ЗИТЦ-МТ", ФГБУ "ФНЦТИО им. ак. В.И.Шумакова", НИИ СП им. Н. В. Склифосовского, ННИИПК им. Е. Н. Мешалкина и ООО "Дона-М", – носимый аппарат вспомогательного кровообращения для левого желудочка сердца АВК-Н (рис.8). Он предназначен для обеспечения жизнедеятельности пациента в ожидании трансплантации сердца при проведении операций по его двухэтапной замене. Аппарат реализуется в имплантируемом варианте, может также использоваться в экстракорпоральном исполнении, например, в онкологии. Важно, что такое небольшое устройство позволяет пациенту вести привычный образ жизни.
Так как семейству разъемов ODU AMC, разработанному для носимой аппаратуры в рамках программы "Солдат будущего", предполагается посвятить отдельную статью, приведем только основные факты. Семейство ODU AMC включает в себя ODU AMC PUSH-PULL (с защелкой); ODU AMC BREAK-AWAY (разрывные); ODU AMC HD (высокая плотность контактов); ODU AMC EASY-CLEAN (легкая очистка) (рис.9). Все эти разъемы разработаны в соответствии с требованиями военных стандартов, отличаются прекрасным экранированием и наличием совмещенного цветового и механического кодирования. В новой серии ODU AMC HD есть не только обычная вставка USB 2.0, но и комбинированные: USB 2.0 + питание и USB 3.0 + питание. Для 16-, 27- и 40-контактных разъемов (в них диаметр контактов составляет 0,3 мм) компания ODU предлагает дополнительный сервис – розетки с установкой на гибкие или гибко-жесткие печатные платы.
Ранее отмечалось, что пластиковые разъемы ODU представлены двумя сериями: ODU MEDI-SNAP и ODU MINI-SNAP PC (пластиковый аналог ODU MINI-SNAP F). Как видно из названия, серия ODU MEDI-SNAP предназначена прежде всего для медицинской аппаратуры, что подразумевает повышенные требования к электробезопасности, в том числе 100%-ную защиту от случайного касания и возможность стерилизации. Интересны такие решения, как разъем для сетевого питания (220 В, 9 А) и разъем с жидкостной вставкой (до 2 бар, рис.10).
Разъемы ODU MEDI-SNAP чаще всего применяются в пульсоксиметрах, мониторах пациента, дефибрилляторах-мониторах, увлажнителях дыхательной смеси для искусственной вентиляции легких, при подогреве кроваток для недоношенных детей.
Еще одна серия – ODU MINI-SNAP PC (рис.11) – интересна наличием экранированных разъемов, уровень защиты здесь IP50 или IP67. Они широко используются в контрольно-измерительной и медицинской аппаратуре, а также благодаря малой массе – в российских БПЛА. Среди вариантов медицинского применения можно отметить дефибрилляторы (разъем с высоковольтными вставками), устройство подогрева инфузионных растворов, инфузионные системы, прибор для лечения гингивита и др.
В заключение напомню прописную истину, – скупой платит дважды. Какой бы замечательной ни была схемотехническая идея, не стоит экономить на соединителях, ведь они обеспечивают надежность всей системы. Проверенное временем качество разъемов и соединительных систем компании ODU обеспечит вашим устройствам возможность долгой бесперебойной работы.
Отзывы читателей
