רועי פנחס, טלסיס
מחברים הנם חלק בלתי נפרד מהתכנון המכאני של כל מוצר הקיים היום בשוק.
בתכנון מכאני של מוצר חדש תמיד כל האופציות פתוחות של השולחן ואז מתחילים להגיע דגשים שמשפיעים על הצורה גודל וצורת החיבורים שהתכנון אמור לעמוד בו.
אנשי השיווק רוצים שזה יהיה יפה, קטן ומושך את העין.
מהנדסי המכאניקה יבקשו להשתמש במחברים קיימים ואופציות שכבר נבדקו על ידם בעבר. מהנדסי האלקטרוניקה ידרשו מהירות, זרם גדול ואינספור פרמטרים שאולי יכולים לצוץ בתכנון (לרוב לתכנונים עתידיים).
אנשי התפעול יידרשו נוחות שימוש, זול, פשוט, חיי מדף ארוכים ועוד…
במאמר זה תמצאו סריקה של סוגי המחברים השונים אשר קיימים בשוק וסוג השווקים אשר כל אחד בתחומו משתמש ביומיום.
אין מאמר זה נכנס לעומקם של מבנה המחבר, מבנה הפין, חומרים מהם עשויים השניים או איזה בדיקות עוברים המחברים והכיצד בודקים כל פרמטר.
IP68, Pre-Wired CAT 5
IP68, Wire to Wire, USB
IP68, Wire to Wire, Fire Wire
איך לבחור את המחבר המתאים ביותר?
היום קיימים כמעט אינספור אופציות למחברים בפורמטים שונים ומגוונים:
למחבר בין מעגל מודפס למעגל מודפס (Board to Board), מחבר לחוט (Wire to Wire), מחבר ממעגל מודפס לחוט (Wire to board), מחבר לזרם גבוה, מחברי RF, מחברים צבאיים, מחברים נגד מים, מחברים לתקשורת מהירה,מחברים רפואיים ועוד.
מחבר
(Board to Board)
מחברי בורד לבורד נועדו להעביר מידע, זרמים ומתחים שונים בין שני המעגלים המודפסים. לכל מעגל מודפס יש רכיבים המבצעים פונקציות ספציפיות, כגון עיבוד, אחסון, ו-I/O. ראשי אל מחברי לוח להשלים את המסלולים החשמליים בין PCBs ולאפשר להם לתקשר..
מחברים אילו מגיעים בסוגי חיבור שונים: Vertical to vertical, Right angle to vertical, Board to board – Edge card.
אופציות אילו נותנות גמישות רבה למתכנן לתכנן את המוצר כראות עיניו.
מחבר מחוט לחוט
(Wire to Wire)
מחבר לחוט קיים לחבר בין שני מקטעים של חוטים. ברוב האפליקציות שישתמשו בסוג של מחבר זה על מנת לתת נוחות תפעול יומיומית או שבועית בעת מתן שירות, בדיקה למכשיר וכיול.
במחברים אילו וגם בשאר יש לציין שהפינים הם אילו שייקבעו את כמות הזרם ומספר הניתוקים בעוד שהחומר ממנו עשוי המחבר ייקבע את טווח הטמפרטורות בו מחבר זה יכול לעמוד.
לכשנתכנן באיזה מחבר נשתמש ייכנסו השיקולים הבאים:
איזה עובי חוט, כמה פעמים ניתן לנתק ולחבר את המחבר (Mating cycles), מספר המגעים, צפיפות המגעים, נעילה של המחברים, מספר השורות של המגעים וכו..
מחבר מחוט למעגל מודפס (Wire to board)
מחבר זה נועד לחבר בין המעגל המודפס לבין מכלולים נוספים אשר נמצאים במוצר. מכלולים אילו ניתן למצוא במוצרי צריכה רבים כגון: מדפסות, מחשבים ניידים, טלוויזיות וכד.
לרוב מחברי I/O יהיו מחוברים בתצורה זו (USB, DVI, HDMI,Ipass, RF).
מחבר לזרם גבוה
מחברים לזרם גבוה אמורים לתת מענה להספקים גבוהים אשר דרושים למערכת או למוצר אשר תכננו. מחברים אילו מתאפיינים בפינים אשר המבנה שלהם הוא כזה המאפשר להם להעביר זרם גדול (60A, 75A and 150A). פינים אילו נקראים (Blades).הבלייד מאופיין במבנה מיוחד של פין, עוביו, החומר ממנו הוא עשוי מאפשרים לו לשאת זרמים אילו.
במחברים לזרם גבוה ישנה הפרדה בין מתחי זרם ישר לזרם חילופין. בנוסף פין ההארקה יהיה ארוך יותר מפיני המתח.
מחברי זרם גבוה לרוב יהיו בתצורה של (Board to board), מספר הפעמים של הניתוקים יהיה עד מאות בודדים בניגוד למחברים אחרים אשר יכולים להגיע לאלפים ומאות אלפים של פעמים.
מחברי RF
מחברי RF נועדו להעברת מידע בתדרים גבוהים החל מתדרי UHF- 0.3GHz דרך SMC- 10Ghz ועד SMP-50GHz. מחברים אילו בעלי סיכוך והתנגדות אוהמית מתואמת על מנת להעביר את האות באיכות הטובה ביותר ללא רעשים. בתדרים גבוהים מסוג זה יש משמעות לרעש המתווסף לקו אותו אנו מעבירים איכות המחבר נקבעת על פי מידת הרעש המצטבר (תוספת הרעש).
מחברים צבאיים
מחברים עבור השוק הצבאי דורשים איכות גבוהה באופן עקבי וביצועים אמינים בתנאים קשים (אבק, לחות, טווח טמפרטורות גדול, הרעדות, לחץ ברומטרי). חלק מהמוצרים בשוק זה הם תלויי חיים ולכן הבדיקות שמחברים אילו עוברים הם קפדניות ביותר.
הבדיקות נקבעות לרוב לפי סטנדרט צבאי של ארה”ב (MIL-STD) וכוללות סדרה של בדיקות לפי הMIL שבו הוא אמור לעמוד.
מחברים אילו מתאפיינים באורח חיים ארוך ואמינות ללא דופי מכאן שהמחירים שלהם לרוב יהיו גבוהים מהשוק האזרחי.
מחברים נגד מים
מחברים נגד מים מאופיינים לפי סטנדרט (IP). סטנדרט זה אינו מוסדר בצורה מלאה ולכן כל יצרן מעביר למחברים אילו סדרת בדיקות לפי רעות עיניו. יש לסייג זאת על ידי כך שישנם פרמטרים מינימליים על מנת להצהיר סטנדרט IP כזה או אחר.
IP-65- משמש כנגד השפרצה של סילוני מים –(זרם לא חזק).
IP-67- משמש לטבילה במים מעומק של 15ס”מ ועד 1 מטר.
IP-68- משמש לטבילה במים ארוכה עם לחץ ברומטרי לפי בדיקת היצרן.
מחברים רפואיים
בדומה למחברים הצבאיים, הרפואיים נדרשים לעמוד סטנדרט בדיקות שלרוב מאופיין על ידי גוף הבריאות הפדרלי של ארה”ב (FDA-Food and Drug Administration).
כפי שציינתי בתחילת מאמר זה ישנם עוד הרבה נישות ותתי נושאים אשר כלולים בנושא מחברים כגון:
הרכב החומרים שממנו עשוי המחבר, בטיחות במחברים, צורות פינים, הרכב חומרים של פינים, סוגי בדיקות, אופן והמכשירים אשר משמשים לבדיקות ועוד.
במאמר הבא ננסה לטפל לעומק בסוג אחד כל פעם של מחבר ולרדת לעומקם ביתר פירוט.
רועי פנחס הינו מהנדס אפליקציות בחברת טלסיס (נציגים של Molex, Bulgin and Micross)
