Che si tratti di impianti di climatizzazione e di unità di trattamento aria della moderna impiantistica tecnica o di controllori compatti nelle classiche applicazioni industriali, le strutture intelligenti di automazione richiedono sistemi funzionalmente integrati. I produttori di dispositivi si trovano - quindi - ad affrontare la sfida di sviluppare soluzioni universali per compiti specifici e condizioni ambientali particolari. La nuova tecnica di connessione diretta SKEDD, sviluppata da Phoenix Contact, porta aria nuova nel collegamento di circuiti stampati.
Maggiore flessibilità
L’innovativa tecnica di connessione diretta SKEDD, termine che in svedese significa “è fatto”, consente per la prima volta di collegare e scollegare conduttori in una qualunque posizione del circuito stampato. I connettori SKEDD di tipo SDDC 1,5 ed SDC 2,5 di Phoenix Contact non necessitano di alcuna presa base aggiuntiva e possono essere inseriti manualmente utilizzando i fori stagnati a contatto passante. Grazie a questa soluzione, i connettori SKEDD assicurano diversi vantaggi. Finora la tecnica di connessione consisteva in un un processo di saldatura irreversibile, limitando con ciò le funzionalità del circuito stampato e di tutto il dispositivo. Ora la tecnica di connessione diretta SKEDD rende superfluo il processo di saldatura aggiuntivo, richiedendo unicamente la previsione dei necessari fori sulla scheda ed evitando inoltre di sottoporre il circuito stampato ad ulteriori sollecitazioni termiche. Attualmente, molti circuiti stampati vengono prima sottoposti al processo Smd e poi alla saldatura ad onda di morsetti per circuiti stampati o custodie base. Se questa seconda fase di saldatura può essere evitata, l’utente risparmia i costi del processo e dei relativi componenti. Oltre a ciò, diventano superflue anche la logistica e la progettazione della disposizione delle prese base. Il processo di saldatura Smd offre anche il vantaggio di risparmiare i costi di attrezzaggio e lo spazio per i feeder. Di conseguenza, il venir meno delle custodie base fa guadagnare spazio nella linea Smd a favore di altri componenti, rendendo possibile, teoricamente, la produzione di ulteriori moduli di assemblaggio su un unico impianto, senza la necessità di conversioni.
Collegamento meccanico affidabile per circuiti stampati
I produttori di circuiti stampati, così come quelli di dispositivi, traggono immediati vantaggi da questa tecnica che, oltre al risparmio di costi, offre la possibilità di usufruire di un unico layout
di circuito stampato per diverse varianti di dispositivi e, allo stesso tempo, di attuare in modo flessibile collegamenti specifici per la trasmissione di segnali, dati o di potenza. I contatti SKEDD rappresentano un’evoluzione della tecnica di inserimento a pressione senza richiedere ulteriori requisiti al circuito stampato. La zona di contatto consiste in due profili di contatto a molla leggermente piegati verso l’esterno, in grado di adeguarsi in modo ottimale ai fori a contatto passante. Inserendo il contatto nel foro, i profili vengono compressi, stabilendo un collegamento meccanicamente ed elettricamente sicuro. I rivetti posti ai lati del connettore aumentano la stabilità meccanica e il meccanismo di bloccaggio è predisposto per essere utilizzato in circuiti stampati dello spessore standard di 1,6 mm e per supportare fino a 25 cicli di connessione.
Verifiche secondo la norma per applicazioni ferroviarie e per gli elettrodomestici
Oltre alle richieste prove di omologazione e di qualificazione, i connettori ad innesto diretto SKEDD di Phoenix Contact soddisfanno i più elevati requisiti in termini di sicurezza meccanica ed elettrica. A titolo di esempio, le famiglie SDDC 1,5 e SDC 2,5 sono qualificate secondo la norma Cei En 60335-1 (Sicurezza degli apparecchi elettrici d’uso domestico e similare) per particolari esigenze di protezione antincendio. Tale norma riguarda elettrodomestici quali lavastoviglie, lavatrici ed apparecchiature da cucina portatili, motorizzazioni per tende e veneziane, impianti di riscaldamento e di climatizzazione nonché pompe di calore e di circolazione nel settore residenziale e commerciale. Due verifiche comprovano l’idoneità dei componenti elettrici e del materiale isolante in poliammide. In una prima prova, il materiale viene sottoposto al test del filo incandescente ad una temperatura di 850 °C per la durata di 30 secondi. Il test dell’indice di infiammabilità del filo incandescente o Glow-Wire Flammability Index, si intende superato se, dopo la rimozione del filo incandescente, la durata di persistenza della fiamma del circuito di prova rimane sotto i 30 secondi. La seconda prova misura la temperatura di accensione del filo incandescente ed è definita Gwit (Glow-wire ignition temperature). Applicando un filo incandescente con una temperatura di 775 °C al circuito di prova in plastica il materiale può sviluppare una fiamma per una durata al di sotto dei 5 secondi, ma non deve accendersi. I connettori SDC 2,5 a singola fila sono inoltre qualificati ed omologati secondo la Cei En 61373 (Applicazioni ferroviarie - Materiale rotabile - Prove d’urto e di vibrazioni) per circuiti stampati con superficie Hal (Hot air levelling). Tale standard richiede severi requisiti di protezione da vibrazioni ed urti ai dispositivi e componenti utilizzati in applicazioni ferroviarie. Durante l’esecuzione del test, i connettori vengono sottoposti per 15 ore (5 ore per ogni asse ortogonale) a vibrazioni casuali con una frequenza da 1 a 150 Hz e con un’accelerazione effettiva fino a 5,72 m/s2. L’interruzione dei contatti non deve superare 1 µs.
Molteplici soluzioni
Le prove previste dalla normativa dimostrano l’affidabilità della tecnica di connessione diretta anche in condizioni ambientali gravose o in presenza di elevati requisiti di sicurezza. Ciò significa che i connettori diretti SKEDD sono adatti sia per le classiche applicazioni industriali sia per le applicazioni dell’impiantistica tecnica e dell’ingegneria ferroviaria. Con le proprie gamme prodotti SDDC 1,5 ed SDC 2,5, Phoenix Contact offre soluzioni per numerose applicazioni quali sistemi di climatizzazione in veicoli su rotaia, rilevatori di fuoco e di fumo o grandi elettrodomestici. Entrambe le serie sono dotate di connessione Push-in a molla che non richiede utensili: i conduttori rigidi e quelli flessibili con capocorda possono essere inseriti e collegati direttamente senza apertura del vano morsetto. Le prese di prova integrate consentono un pratico controllo funzionale anche sotto carico. I connettori diretti della famiglia SDC 2,5 a singola fila sono predisposti per sezioni di conduttori fino a 2,5 mm2 e gestiscono correnti fino a 320 V. I connettori a doppia fila SDDC 1,5 offrono un’efficace soluzione di connessione per le elevate densità di segnale nelle applicazioni di misurazione, controllo e regolazione.
Cablaggio flessibile ed efficiente
La combinazione tra la connessione Push-in a molla e la tecnica di connessione diretta SKEDD offre nuova flessibilità nel cablaggio di dispositivi, gestibile oggi in modo affidabile ed efficiente senza necessità di attrezzi specifici. I connettori SKEDD non richiedono custodie base e possono essere inseriti manualmente attraverso i fori stagnati a contatto passante. In questo modo, i produttori di circuiti stampati e di dispositivi sono in grado di realizzare numerose varianti di dispositivi con collegamenti specifici per la trasmissione di segnali, di dati e di potenza, utilizzando pochissimi layout di circuiti stampati. Le varie prove hanno dimostrato come, sia nelle applicazioni con elevate esigenze di protezione contro le vibrazioni, come nell’ingegneria ferroviaria, sia nei settori con particolari requisiti antincendio come nella tecnologia dei dispositivi domestici, i connettori diretti con tecnologia SKEDD rappresentano una nuova e interessante soluzione.
