Principaux éléments à prendre en compte pour sélectionner un connecteur adapté aux applications difficiles

Les connecteurs sont des composants essentiels des systèmes électriques et électroniques utilisés dans diverses applications. Par conséquent, la fiabilité et les performances d'un connecteur dans le produit souhaité sont essentielles. Si le connecteur n'est pas à la hauteur, le système peut tomber en panne ou fonctionner avec des performances moindres, ce qui peut nuire à la productivité, retarder les expéditions de produits, entraîner des pertes financières et ternir la réputation d'une entreprise. Le choix d'un connecteur est donc essentiel pour la réussite du produit final.

Conseils pour choisir des connecteurs

L'utilisateur doit tenir compte de plusieurs facteurs clés avant de choisir un connecteur adapté à une application. Sans connaissances approfondies ni expérience pratique, il est difficile pour un ingénieur novice de prévoir la multitude de facteurs à prendre en compte. Les concepteurs de systèmes débutants et peu expérimentés peuvent également avoir besoin d'aide pour choisir le connecteur optimal pour un produit qui doit fonctionner de manière fiable dans des environnements difficiles.

Forts de leurs décennies d'expérience dans un large éventail d'applications difficiles et de leurs connaissances approfondies dans la production d'une grande variété de connecteurs, les ingénieurs de Harwin ont identifié sept facteurs que les concepteurs de systèmes doivent prendre en compte avant de choisir un connecteur adapté à leur application respective. Il s'agit notamment des vibrations, des dimensions, de la complexité de la conception, des interférences électromagnétiques (EMI), de la vitesse de transmission des données, de la durabilité et de la fiabilité de la chaîne d'approvisionnement. En raison de l'évolution rapide qui touche des secteurs exigeants tels que l'industrie, l'IoT et les transports, la conception d'un système nécessite non seulement de s'adapter aux besoins actuels, mais aussi de prendre en compte les exigences futures.

Prise en compte des facteurs clés

Dans les applications industrielles et autres secteurs utilisant des machines lourdes, les systèmes sont exposés à des niveaux élevés de vibrations qui peuvent entraîner des dommages physiques et une perte d'intégrité du signal en raison du désalignement des broches. Les principaux fabricants, tels que Harwin, ont conçu et développé des connecteurs capables de résister à des vibrations pouvant atteindre 20 G, ce qui garantit la fiabilité et les performances des connecteurs dans des conditions exigeantes.

La tendance étant à la miniaturisation, la taille des connecteurs représente un autre facteur important. Les facteurs de forme compacts, les logements à montage en surface et la réduction du pas des broches constituent également des caractéristiques très prisées des fabricants de connecteurs. De même, grâce aux progrès technologiques, les connecteurs bénéficient d'une plus grande tolérance au désalignement.

Par ailleurs, avec la prolifération rapide des composants électroniques dans les systèmes modernes, les interférences électromagnétiques constituent un problème récurrent sur les cartes à circuit imprimé et les boîtiers de circuits dans l'industrie et d'autres environnements difficiles similaires. Outre le problème des interférences électromagnétiques sur les circuits imprimés et les boîtiers, l'utilisateur doit également s'assurer que le connecteur choisi permet d'atténuer les niveaux d'interférences électromagnétiques existants et à venir. Une pratique courante pour atténuer les interférences électromagnétiques dans les connecteurs consiste à les recouvrir d'un matériau conducteur qui agit comme un blindage. Pour créer une barrière efficace, le blindage conducteur est également mis à la terre.

De même, dans les applications où des interconnexions à haute densité et à haute vitesse sont nécessaires, comme dans l'automatisation industrielle et les fonds de panier de data centers, les performances en matière de perte d'insertion et de diaphonie peuvent également être considérées comme des critères de sélection importants.

La durabilité représente une autre caractéristique importante des connecteurs. Les concepteurs doivent déterminer le nombre de cycles de raccordement auxquels un connecteur sera soumis au cours de sa durée de vie. Sur la base de ces calculs, le concepteur doit décider si un connecteur standard est adapté à la tâche ou si un modèle dédié à haute fiabilité est nécessaire.

Les concepteurs doivent également s'assurer que le distributeur de connecteurs est fiable et digne de confiance, et qu'il applique la norme de l'Electronic Components Industry Association (ECIA) afin d'empêcher la mise sur le marché de composants contrefaits. Il est tout aussi important de choisir le bon fabricant de connecteurs, capable d'assurer la qualité et la fiabilité du produit dans les conditions les plus difficiles, tout en garantissant un approvisionnement de qualité à l'avenir.

Harwin fait partie de ces fabricants fiables présents sur le marché. La société a développé la gamme Kontrol de connecteurs durables, fiables et résistants aux chocs et aux vibrations, qui prennent en charge différents nombres de broches et facteurs de forme pour les applications critiques exigeantes pour lesquelles aucune défaillance n'est tolérée.

Pour répondre à l'évolution des besoins, Harwin continue d'enrichir le portefeuille Kontrol M55 en améliorant ses performances. Parmi les nouveautés, on trouve un pas de 1,27 mm, qui permet de gagner de la place sur les circuits imprimés encombrés (Figure 1). Conçus pour résister à des niveaux de vibration élevés dans les applications industrielles et embarquées, les connecteurs M55 sont entièrement protégés et comprennent des languettes de retenue supplémentaires qui leur permettent de résister à des vibrations pouvant atteindre 20 G pendant plus de 12 heures. Ils sont également conçus et testés pour résister à des chocs importants et sont équipés de mécanismes de verrouillage qui garantissent une connexion sécurisée. Parmi les autres fonctionnalités clés, citons un nombre de 500 cycles de raccordement, une vitesse de transmission des données de 3 Gbps, un courant nominal de 1,2 A par contact, des logements à montage en surface (CMS) et une large plage de températures de fonctionnement de -55°C à +125°C.

Figure 1 : Harwin élargit la gamme Kontrol en ajoutant des connecteurs robustes à une rangée et des assemblages de câbles à la famille de 1,27 mm. (Source de l'image : Harwin)

Afin de s'adapter à de nombreuses dispositions de conception, les connecteurs M55 SM sont disponibles en montages sur circuits imprimés verticaux et horizontaux, avec la possibilité de choisir parmi différents nombres de broches offrant une évolutivité pour différents besoins en matière de signal et d'alimentation.

Pour offrir une option de superposition des cartes sur un circuit imprimé où l'espace vertical est restreint, la série Kontrol propose le support vertical M55-6002042R avec 20 contacts dans une configuration 10 + 10 (Figure 2). Ce connecteur SM à double rangée présente une hauteur de 6,25 mm et est équipé de chevilles de positionnement et de languettes de retenue pour une meilleure résistance à la soudure.

Figure 2 : Le modèle Kontrol M55-6002042R de Harwin est conçu pour permettre la superposition de cartes à circuit imprimé. (Source de l'image : Harwin)

Pour les connexions carte-à-carte, une embase horizontale robuste avec 80 contacts dans une configuration 40 + 40 est disponible. À l'instar des autres modèles, le connecteur carte-à-carte M55-7108042R SM offre une construction robuste avec un espacement fin et une durabilité industrielle adaptée aux environnements difficiles. 

Autre modèle de la série Kontrol, le M55-8201242 (Figure 3) est un connecteur de câble IDC femelle à double rangée et 12 positions qui utilise un câble plat de calibre 30 AWG avec un pas de 0,635 mm pour créer des assemblages de câbles prêts à l'emploi. Les loquets intégrés du connecteur sécurisent le raccordement et garantissent des performances optimales dans des conditions difficiles dans les applications industrielles et autres applications exigeantes similaires.

Figure 3 : Le connecteur de câble IDC M55-8201242 utilise un câble plat de 30 AWG pour créer un assemblage de câble prêt à l'emploi. (Source de l'image : Harwin)

Pour une plus grande tolérance de positionnement, nécessaire lorsque plusieurs connecteurs sont utilisés pour relier les deux mêmes circuits imprimés, Harwin a lancé ses connecteurs flottants Flecto (Figure 4). Il s'agit d'une interconnexion électromécanique carte-à-carte pour les données et/ou l'alimentation. Ces connecteurs sont conçus pour permettre un mouvement sur les axes X, Y et Z du connecteur mâle. Conçus pour résister à un désalignement maximal de ±0,8 mm par rapport à l'axe central, ces connecteurs carte-à-carte à pas fin et à nombre de broches élevé offrent un alignement parfait, une transmission de données à haute vitesse, des options mixtes signal et alimentation, une grande fiabilité de contact et de multiples options de montage. Contrairement aux connecteurs traditionnels, les connecteurs flottants sont dotés d'un mécanisme à ressort qui leur confère l'élasticité nécessaire pour soulager les contraintes exercées sur les joints de soudure et les broches de contact.

Figure 4 : Les connecteurs flottants Flecto permettent un mouvement pour une tolérance de positionnement accrue. (Source de l'image : Harwin)

Conclusion

Outre le choix du connecteur adapté aux conditions difficiles rencontrées dans les applications industrielles et autres applications exigeantes similaires, il est tout aussi important de privilégier un fournisseur certifié et fiable, tel que Harwin. Les deux vont de pair pour garantir un fonctionnement fiable du composant sélectionné dans les environnements les plus difficiles.