Connettori scheda-scheda per la fabbrica intelligente

La “fabbrica intelligente” è la parola chiave che come nessun’altra ha spinto il settore della produzione industriale e dell’automazione negli ultimi cinque anni. Sulle sue implicazioni sono unanimi anche mercati solitamente molto diversi come gli USA, l’Europa e la Cina: la produzione industriale deve diventare più interconnessa (Industrial Internet of Things), più efficiente (Industry 4.0), più intelligente (Made in China 2025) e di conseguenza più competitiva a livello internazionale. In questo percorso, i connettori scheda-scheda rappresentano un passo significativo.

Dispositivi interconnessi in modo intelligente

Fattore trainante di questa maggiore competitività dovrebbe essere lo sviluppo di mezzi di produzione in grado di elevare il livello di performance, di aumentare la flessibilità delle linee e di ridurre i costi di produzione. Per l’anno 2020 diverse analisi prevedono quasi 20 miliardi (IDC, 2016), quasi 30 miliardi (Gartner Inc., 2017) o addirittura fino a 50 miliardi (CISCO IBSG, 2011) di dispositivi connessi in rete.

Di questo elenco faranno parte anche numerosi dispositivi intelligenti per la produzione industriale – come ad esempio controllori, alimentatori, I/O, HMI e simili.

Questi dispositivi, negli ultimi anni, hanno aumentato il proprio livello di intelligenza. I loro componenti elettronici, come ad esempio i processori, sono divenuti più efficaci e numerosi, oltre che caratterizzati da costi di produzione sempre più bassi. Come i loro componenti, anche i dispositivi elettronici industriali sono divenuti più piccoli, più potenti e più numerosi, permettendo di distribuire sul campo una sempre maggiore quantità di intelligenza, originariamente concentrata in un’unità centrale e strettamente gerarchica.

Intelligentemente miniaturizzato, collegato in modo affidabile: i connettori scheda-scheda sono utilizzati per il collegamento di circuiti stampati all’interno di dispositivi

Requisiti elevati

Con il crescente numero di utenze sul campo aumenta anche la necessità di farle comunicare in rete, dotandole di elettronica e di interfacce appropriate per la trasmissione di segnali, dati e potenza, e proteggendole da condizioni ambientali avverse. In questo contesto, le interfacce elettromeccaniche svolgono un ruolo decisivo, essendo la chiave per sviluppare ulteriormente il potenziale di miniaturizzazione e rendere i dispositivi più affidabili e flessibili nelle applicazioni industriali. Tuttavia, sporco, vibrazioni, elevate temperature e radiazioni elettromagnetiche impongono elevati requisiti ai componenti passivi.

Flessibilità totale

Phoenix Contact risponde a queste esigenze con una nuova gamma di connettori scheda-scheda con passi da 0,8 mm e 1,27 mm. Entrambe le versioni sono ideali per la connessione interna al dispositivo di più circuiti stampati. Le varianti orizzontali e verticali consentono ai produttori di dispositivi di realizzare configurazioni di circuiti stampati in posizione ortogonale o complanare, offrendo, quindi, layout elettronici flessibili per applicazioni diverse.

Tutti i connettori scheda-scheda sono progettati per correnti fino a 1,4 A e tensioni fino a 500 V AC, con soluzioni con numero di poli variabile da 12 ad 80. In moduli compatti, la protezione contro l’inversione di polarità è particolarmente importante per evitare danni ai contatti durante l’inserimento e per garantire connessioni stabili a lungo termine all’interno del dispositivo. Tutti i connettori scheda-scheda sono conseguentemente polarizzati: la speciale geometria del corpo isolante impedisce affidabilmente inserimenti errati di connettori maschio e femmina.

I contatti disposti in modo bifacciale di entrambe le versioni realizzano il collegamento sulle superfici in oro, garantendo una forza di contatto ottimale in ogni momento, anche in caso di forti sollecitazioni fino a 50 g. Ulteriore vantaggio del robusto design è rappresentato dalla possibilità di realizzare fino a 500 cicli di inserimento e di estrazione senza compromettere la stabilità elettromeccanica.

La serie Finepitch 1.27 non schermata è adatta ad altezze di impilamento (stack) da 8 a 13,8 mm, consentendo, grazie ai connettori femmina preassemblati con cavi flat, anche applicazioni wire-to-board, qualora le distanze tra i circuiti stampati lo richiedano.

Massima libertà: i connettori orizzontali e verticali consentono la disposizione dei circuiti stampati in posizione mediana, ortogonale e complanare

Robustezza meccanica grazie alla tecnologia ScaleX

La serie Finepitch 0,8 mm offre soluzioni particolarmente compatte per la trasmissione di dati ad elevata velocità fino a 16 Gbps. A seconda dell’applicazione e del grado di protezione richiesto, sono disponibili versioni non schermate nonché versioni con metalli di schermatura laterale per la massima integrità dei dati.

I contatti ermafroditi della gamma di prodotti più compatta consentono altezze di impilamento da 6 a 12 mm. Il sistema di contatto ScaleX di nuova concezione non solo garantisce una stabilità meccanica particolarmente elevata ma consente anche un’elevata tolleranza nel caso di connettori maschio e femmina disposti in posizioni di produzione o di montaggio diverse. Il campo di aggancio della gamma Finepitch 0,8 è di +/-0,7 mm per asse, le tolleranze angolari in caso di inserimento arrivano fino a +/-4° in direzione longitudinale ed a +/-2° in direzione trasversale, valori che consentono di compensare lo scostamento meccanico tra i circuiti stampati.

Sistema di contattazione ScaleX: i contatti disposti su entrambe le facce garantiscono un’elevata stabilità e consentono fino a 500 cicli di inserimento e di estrazione

Soluzione semplice per processi SMT

I nuovi connettori scheda-scheda della gamma Finepitch sono ideali per l’integrazione nei processi SMT completamente automatizzati. Speciali superfici ad ali di gabbiano (gullwing) sagomate e stagnate forniscono un’elevata area di contatto sulle piazzole di saldatura, migliorando la stabilità meccanica tra il connettore e la superficie del circuito stampato. Le superfici di saldatura sono progettate in modo da consentire la saldatura ottimale, necessaria quando il circuito stampato ha componenti in SMD su entrambi i lati. Le versioni non schermate consentono anche l’ispezione ottica automatica (AOI) e vengono fornite in confezionamento su nastro secondo i requisiti di processo.

Conclusione

I connettori scheda-scheda della gamma Finepitch da 0,8 mm e 1,27 mm offrono soluzioni ideali per la connessione flessibile di più circuiti stampati all’interno di dispositivi destinati all’industria elettronica. I sistemi di contatto particolarmente robusti consentono diverse disposizioni dei circuiti stampati ed altezze di impilamento, supportando in questo modo la progettazione di dispositivi flessibili e modulari. Con ciò, Phoenix Contact segue la tendenza alla progressiva miniaturizzazione e modularizzazione dell’intelligenza sul campo. Per i produttori di dispositivi ne deriva il grande vantaggio di disporre di interfacce di dispositivi testate ed affidabili per la trasmissione di segnali, dati e potenza da un’unica fonte e, quindi, di poter offrire dispositivi altamente adattivi per la fabbrica intelligente, indipendentemente dal luogo di utilizzo e dalle condizioni del mercato locale.

Finepitch – dati tecnici

  • Passo: 0.8 mm e 1.27 mm
  • Correnti: fino a 1,4 A
  • Tensioni: fino a 500 V AC
  • Velocità di trasmissione dei dati (FP 0.8): fino a 16 Gbit/s
  • Numero di poli: da 12 a 80 poli
  • Versioni schermate e non schermate
  • Altezze di impilamento (stack): da 6 a 12 mm (FP 0,8) o da 8 a 13,8 mm (FP 1,27)

 Finepitch – i vantaggi in sintesi

  • Collegamenti meccanici ed elettrici affidabili
  • Design flessibile: diverso numero di poli, design costruttivi ed altezze di impilamento con elevata sicurezza di corrispondenza
  • Tecnologia ScaleX: elevata compensazione delle tolleranze e protezione dei contatti
  • Connettori a perforazione di isolante IDC con cavo flat consentono, un utilizzo immediato nel dispositivo

Franco Canna

Giornalista professionista ed esperto in creazione e gestione di contenuti digitali e social media. Grande appassionato di tecnologia, collabora dal 2001 con diverse testate B2B nel settore industriale scrivendo di automazione, elettronica, strumentazione, meccanica, ma anche economia e food & beverage, oltre che con organizzatori di eventi, fiere e aziende. E’ segretario e membro del Consiglio Direttivo della sezione milanese di ANIPLA, l’Associazione Nazionale Italiana per l’Automazione.

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