שדרגו בקלות מחברי D-Sub בעזרת מנגנון Push-Pull ללא-כלים

במשך עשרות שנים, מחברי D-subminiature‏ (D-sub) שימשו כממשק סטנדרטי עבור יישומים תעשייתיים. עם זאת, מחברי D-sub מסורתיים דורשים חיבורי הברגה גוזלי-זמן, המאיטים משמעותית את ההתקנה והתחזוקה. זה בעייתי במיוחד ביישומים הדורשים שינויי חיבורים תכופים, כגון ציוד בדיקה, קווי ייצור ופאנלי בקרה. המתכננים זקוקים לפתרון שישמור על אמינות ותאימות נרחבת של ממשקי D-sub תוך קיצור זמן החיבור והבטחת תאימות אלקטרומגנטית (EMC).

מאמר זה מספק הסבר קצר מדוע D-sub נותר רלוונטי בעולם של אפשרויות מחבר מודרניות. לאחר מכן, הוא מציג מנגנון חיבור D-sub של HARTING ומראה כיצד הוא הופך את ארכיטקטורת D-sub המסורתית לתהליך חיבור ללא-כלים, עם קליק נשמע בחיבור, ומקצר את זמן החיבור/ניתוק תוך שמירה על תאימות ואמינות.

מדוע מחברי D-sub עדיין חשובים

מחברי D-sub נמצאים כמעט בכל מקום באוטומציה ובקרה, רובוטיקה וכלי עבודה מכניים. ניתן למצוא אותם גם בתשתיות תחבורה, ציוד בדיקה ותקשורת, כולל מסילות ברזל, כלי מוליכים-למחצה ורשתות בקרה.

זה לא רק עניין של תשתיות ישנות. D-sub נותר אטרקטיבי בזכות מגוון רחב של אפשרויות הזמינות מספקים רבים. בנוסף למחברי אותות סטנדרטיים, המתכננים יכולים לגשת לתצורות מעורבות המשלבות אותות, הספקת-כוח וקואקס במארז יחיד, ההופך אותם לבחירה פרקטית עבור תכנים רבים. המחברים מגובים גם על ידי עשרות שנים של סטנדרטיזציה ובדיקות תאימות, מה שמוסיף ביטחון בתעשיות מוסדרות כמו תחבורה ורכבות.

למרות יתרונות אלה, רכיבי D-sub אינם פשוטים לפריסה ולתחזוקה כמו חלופות מודרניות של Push-Pull. עם זאת, החלפתם המלאה היא לעיתים רחוקות מעשית, שכן הטכנולוגיה משולבת עמוק בתשתית הקיימת. הצגת מחברים חדשים לצד תשתית D-sub קיימת גם היא בעייתית, מכיוון שהיא מסבכת את ניהול המלאי, הכלים וההדרכה.

שדרוג מחברי D-sub עם יכולות Push-Pull אמיתיות

מנגנון Push-Pull‏ D-Sub‏ של HARTING (איור 1) מציע פתרון משכנע לדילמה זו. בלב המנגנון נמצא כיסוי Push-Pull‏ המחליף את המעטה האחורי (Backshell‏) D-Sub‏ המסורתי. כיסוי זה מתחבר באמצעות בורגי נעילה שניתן להתקין בתוך זקפים קיימים.

איור 1: מנגנון נעילת D-sub‏ Push-Pull‏ כולל כיסוי Push-Pull‏ (1) המקיף את המעטה-האחורי (Backshell‏) ובורגי נעילה (2) שניתן להתקין בתוך זקפים קיימים (3). (מקור התמונה: HARTING, התאמה על ידי Kenton Williston)

על ידי החלפת בורגי קיבוע במנגנון נעילה עם קליק נשמע בחיבור, המתכננים מקבלים את הנוחות של מחברים מודרניים תוך שמירה על תאימות עם טכנולוגיית D-sub בת עשרות השנים. חשוב לציין שניתן להשתמש בהם בהתקנות קיימות ללא כל שינוי בציוד; יש לשדרג רק את מכלל הכבלים.

החיבור והניתוק הם פשוטים. עבור חיבור, הכיסוי נדחף ישר לתוך הברגים בצד ההתקן עד שהוא ננעל בקליק נשמע וטקטילי בבירור, המאשר התאמה בטוחה. עבור ניתוק, המשתמש פשוט מושך את הכיסוי, מנגנון הנעילה מתנתק ומשחרר את המחבר בתנועה חלקה אחת. כוח הנעילה הוא עקבי וחוזר, אפילו לאחר מאות מחזורי חיבור/ניתוק, מה שמבטיח ביצועים אמינים במהלך תחזוקה תכופה של הציוד.

מנגנון Push-Pull‏ הוא ורסאטילי, עם כיסויים הזמינים הן בגרסות פלסטיק והן בגרסות פלסטיק מצופה מתכת. אלה מוצעים בגודלי מעטה (Shell‏) 1, 2 ו-3 כדי להתאים למחברים סטנדרטיים עם 9, 15 ו-25 מיקומים. הכיסויים תומכים בקוטרי כבל של עד 14 מילימטרים (מ"מ) ומגיעים עם פתח אחד עד שלושה פתחים כדי לשרת כיווני כבלים שונים.

אפשרויות בורגי נעילה הן גמישות באופן דומה. קיימות גרסות עבור תבריגי הן ‎4-40 UNC‏ והן M3, עם פתרונות הרכבה קדמית ואחורית כדי להתאים לתכני פאנלים נפוצים.

מאפיינים עיקריים של כיסויי D-sub Push-Pull

הכיסוי 09670090200‏ (איור 2) ממחיש את המאפיינים הסטנדרטיים של תכן Push-Pull‏ מפלסטיק. כיסוי בגודל E זה תומך במחברים בעלי 9 מיקומים וכולל שתי כניסות כבלים, אחת בחלק העליון ואחת בזווית של 45° בצד. לוחית עיוורת מסופקת עבור איטום הכניסה שאינה בשימוש.

איור 2: ה-09670090200‏ הוא כיסוי פלסטיק טיפוסי מסוג D-sub Push-Pull. הוא מגיע עם לוחית עיוורת עבור סגירת פתח הכבל שאינו בשימוש. (מקור התמונה: HARTING)

מהדק כבל פנימי עם ברגים כלול גם הוא, ומבטיח ריתוק בטוח של כבלים בקוטר של עד 7.5 מ"מ. על ידי עיגון הכבל בתוך הכיסוי, המהדק מפחית את הלחץ המכני על חיבורי הלחמה ומגעי לחיצה, ותומך באמינות לטווח ארוך.

גוף הכיסוי עשוי חומר תרמופלסטי עמיד, המספק מארז קשיח שעבר בדיקות רעידות וזעזועים לפי תקן IEC 61373‏, Category 1‏, Class B‏. החומר עומד בדירוג דליקות UL 94 V-0‏ ובטמפרטורות מ-55°C- עד 125°C+.

הכיסוי הוא בדירוג IP30 עבור הגנה בסיסית מפני נגיעה מקרית ופסולת. בהתאם לתקני D-sub, מנגנון הנעילה מוגדר ל-500 מחזורי חיבור/ניתוק או יותר.

מאפיינים אלה הופכים את כיסוי 09670090200‏ למתאים היטב עבור ממשקים בעלי 9 מיקומים הנמצאים בשימוש נרחב. מקרי שימוש אופייניים כוללים יציאות טוריות RS-232 וחיבורי אותות בקרה, שבהם גודל קומפקטי ותפעול אמין הם חיוניים.

אפשרויות עבור EMC ומעצור מתיחה בכבלים

כיסויי D-sub Push-Pull זמינים עם מגוון אפשרויות מעבר לתצורה הבסיסית, כולל פתרונות לסביבות רועשות חשמלית ותצורות הדורשות מעצור-מתיחה משופר בכבלים. דוגמה אחת היא ה-09670250210‏ (איור 3), המצופה מתכת כדי לשפר את ה-EMC. גרסות מסוככות אלו הן בעלות ערך ביישומים כגון אוטומציה של מפעלים עם מנועים גדולים, מערכי בדיקת RF או ציוד איתות לרכבות.

איור 3: דגם 09670250210 הוא כיסוי D-sub Push-Pull‏ מצופה מתכת,המתוכנן עבור שימוש בסביבות רועשות חשמלית. הוא מגיע עם שתי לוחיות עיוורות מצופות מתכת. (מקור התמונה: HARTING)

כיסוי בגודל B זה תומך במחברים בעלי 25 מיקומים וכולל שלושה כניסות כבלים ושתי לוחיות עיוורות מצופות מתכת. כמו דגמי הפלסטיק, הוא משלב מהדק כבל פנימי עבור ריתוק בטוח של הכבל.

המארז ממתכת משיג את אותו חוסן מכני כמו כיסויים תרמופלסטיים סטנדרטיים, כולל עמידות בפני רעידות וזעזועים בתקן IEC 61373. עם זאת, תחום טמפרטורות הפעולה שלו הוא צר יותר, בין 20°C- ל-90°C+, ודירוג הדליקות שלו הוא UL 94 HB.

עבור יישומים הדורשים מקום רב יותר בתוך המארז או זקוקים למעצור מתיחה חיצוני, המתכננים יכולים להשתמש במהדק כבל חיצוני InduCom‏. ה-61030000141‏ (איור 4) הוא אופציה מייצגת. הוא תואם כיסוי 09670250210 מצופה מתכת ויכול להתמודד עם חוטים בקטרים הנעים בין 5 מ"מ ל-7 מ"מ, ומכיל 9 עד 37 חוטים.

איור 4: מהדק הכבל 61030000141 יכול לספק מעצור-מתיחה חיצוני עבור כיסויי Push-Pull. (מקור התמונה: HARTING)

גודלי המהדק מגיעים ל-14 מ"מ, מה שמספק גמישות עבור מגוון של צמות כבלים. על ידי הזזת מעצור המתיחה אל מחוץ לכיסוי, אביזרים אלה גם מפנים מקום פנימי לחיווט, דבר שיכול להיות מועיל בעבודה עם מספר כניסות כבלים או כבלים מסוככים.

אפשרויות בורג נעילה Push-Pull‏ D-sub

יתרון עיקרי של מנגנון Push-Pull‏ D-sub הוא יכולת השדרוג שלו בהתקנות קיימות. לדוגמה, בורג הנעילה 97000002050‏ (איור 5, למעלה) הוא בורג עם תבריג 4-40 UNC שניתן להבריג לתוך זקפי מחבר קיים באמצעות מברג ראש-שטוח סטנדרטי. הבורג משלב אוגן כדי להבטיח שהוא מוכנס לעומק הנכון. לאחר התקנת הברגים, ניתן לחבר את כיסוי Push-Pull‏ המתאים (איור 5, למטה) למחבר D-sub הישן.

איור 5: ניתן להבריג את בורג הנעילה 97000002050 לתוך זקפים קיימים (למעלה) כדי לבצע שדרוג; לאחר מכן ניתן לחבר את כיסוי Push-Pull‏ (למטה). (מקור התמונה: HARTING, התאמה על ידי Kenton Williston)

HARTING מציעה גם מגוון בורגי נעילה עבור התקנות חדשות, כולל פתרונות עבור הרכבה קדמית ואחורית. ה-97000002053‏ (איור 6) הוא דוגמה טיפוסית המיועדת עבור יישומי הרכבה אחורית. מכלל עם תבריג M3 זה יכול להתאים לעובי פאנלים של 0.8 עד 1.3 מ"מ וכולל בורג עם זקף נעילה משולב, טבעות ואום.

איור 6: ה-97000002053 הוא מכלל בורג נעילה עבור יישומים בהרכבה אחורית. (מקור התמונה: HARTING)

דוגמה נוספת היא ה-97000002039‏ (איור 7). בדומה ל-97000002053, לבורג זה יש תבריג M3 והוא מיועד לפאנלים בעובי של 0.8 עד 1.3 מ"מ. עם זאת, דגם זה מיועד עבור יישומים בהרכבה קדמית.

איור 7: בורג הנעילה 97000002039 מיועד עבור יישומים בהרכבה קדמית ותואם למערכת הקידוד של HARTING. (מקור התמונה: HARTING)

מאפיין בולט של ה-97000002039 הוא תאימותו למערכת הקידוד של HARTING. מערכת זו מוסיפה מוסיפה אביזרי פלסטיק עם קידוד למכלל המחבר כדי להבטיח שניתן יהיה לחבר רק מחברים תואמים. לזקפים הנלווים למערכת זו יש חתך רוחב עגול במקום התבנית המשושה המסורתית, וגם בורגי הנעילה מאמצים את אותה צורה מעגלית לצורך תאימות.

ביחד, אפשרויות ברגים אלו מאפשרות שימוש באותו תכן כיסוי Push-Pull‏ D-Sub‏ הן בשדרוגים והן בהתקנות חדשות במגוון רחב של תצורות פאנל. זהו היתרון העיקרי של מנגנון Push-Pull‏: כמו מחבר D-sub מסורתי, הוא ניתן להתאמה עבור הצרכים של יישומים רבים.

סיכום

מחברי D-sub ממשיכים למלא תפקיד חשוב במערכות תעשייתיות, אך חיבורי הבורג המסורתיים שלהם עלולים להאט את ההתקנה והתחזוקה. מנגנון D-sub Push-Pull של HARTING מאפשר למתכננים לשמור על היתרונות המוכחים של מחברים אלה ללא החיסרון של חיבור וניתוק איטיים. עם מגוון רחב של אפשרויות ויכולת שדרוג קלה, ניתן לפרוס את המנגנון במגוון רחב של יישומים חדשים וקיימים.