Разъемы Mini-Clamp для промышленной автоматизации

Компания 3M хорошо известна как производитель промышленных и монтажных лент, абразивных материалов и клеев. Однако это далеко не полный спектр продукции, раскрывающий интересы компании. Более 50 лет компания развивает направление высокоскоростной передачи данных, представленное плоским и твинаксиальным плоским кабелем, I/O разъемами и кабельными сборками.

Задача передачи данных решается разработчиками в различных приложениях, от высокопроизводительных дата-центров, пультов управления железнодорожным составом и до сбора данных с контрольно-измерительных устройств.

Разъемы Mini-Clamp от компании 3M входят в линейку их предложений для группы I/O соединителей (разъемы ввода/вывода) и предназначены для самых разнообразных систем контроля технологических процессов, построенных на основе сенсоров, датчиков, сервоприводов и передаточных механизмов. Они обеспечивают безопасное и надежное электрическое соединение между датчиками, приводами и блоками управления, везде, где оборудование подключается посредством дискретных проводников. Разъемы используются для организации последовательных шин, которые, в отличие от параллельных шин, сокращают объем проводников, идущих от датчиков.

Инновационные особенности Mini-Clamp разъемов, в первую очередь, связаны с удобством монтажа и надежностью эксплуатации. В отличие от большинства широко используемых для подключения датчиков цилиндрических разъемов их монтаж не требует применения специального инструмента, а также предварительной подготовки провода (снятия изоляции или лужения).

Рис. 1 IDC контакт

Легкость и удобство монтажа объясняется использованием IDC технологии проколки провода. Эта технология была впервые применена компанией 3М более 50 лет назад и сегодня остается одной из самых передовых. Однако у многих клиентов она до сих пор вызывает недоверие. Под сомнение ставится стойкость таких разъемов к вибрации и надежность электрического контакта.

Основная причина такого недоверия – опыт работы с китайскими аналогами. Хорошо известные зажимы Scotchlok, работающие на основе IDC контакта, можно приобрести у любой китайской фабрики, несмотря на то, что это запатентованная торговая марка 3М.

Экономия на материалах, а именно на металле прокалывающего ножа, приводит к тому, что при защелкивании крышки разъема нож не может полностью разрезать изоляцию и контакта с проводником не происходит. Хочется подчеркнуть, что разъемы Scotchlok от 3М с IDC наколкой широко применяются как стандарт де-факто в телекоммуникационном оборудовании, а также при обслуживании лифтовой силовой части. Соединители Scotchlok защищают место контакта на весь срок службы кабеля – до 40 лет. Поэтому качество IDC разъемов от 3М не может вызывать сомнений.

Применение IDC технологии позволяет сократить суммарную стоимость инсталляции соединения в полевую промышленную шину. Монтаж не требует подготовки кабеля, не создает отходы (обрезки проводов и изоляции) и не связан с повторяющимися винтовыми соединениями. Все провода соединяются за один раз методом защелкивания крышки разъема с помощью пассатиж или плоскогубцев.

Рис.2 Для монтажа Mini-Clamp разъемов используются обычные плоскогубцы

Монтаж соединителей не оставляет обрезков провод или изоляции. Это особенно важно для производств, где есть чистые комнаты, например, при производстве полупроводников, ЖК дисплеев или медицинского оборудования.

Важнейшее требование, предъявляемое к разъемам, используемым на участках автоматизированного управления технологическими процессами, - это вибростойкость. Обычно защиту от вибраций обеспечивают различные методы фиксаций ответных частей соединителей. Для цилиндрических разъемов это чаще всего байонетное соединение. Однако это относится уже не столько к сенсорам, сколько к завершенным устройствам – преобразователям и средствам измерений. Сами же измерительные элементы поставляются с проводными выводами.

Разъемы для дискретных проводников имеют два слабых момента, подверженных вибрации – это контакт обжимной клеммы с ответным штыревым контактом и сочленение корпусов розетки и вилки при вибрации. Первая проблема решается посредством использования специальных вибростойких обжимных контактов, вторая – подбором ответных частей с ключами-защелками.

Соединители Mini-Clamp оснащены дополнительной защитой от натяжения проводников. Качество соединения также достигается наличием специальных направляющих как внутри, так и снаружи корпуса. На внутренней стороне защелкивающейся крышки сделаны специальные пазы – направляющие, которые удерживают провод и выполняют разгрузочную роль амортизатора. Кроме того, крышка фиксатора выполнена из прозрачного пластика, что помогает проводить визуальный контроль качества соединения. Внешние направляющие на корпусе гарантируют правильное сочленение ответной части соединителя, а боковые защелки на розетках удерживают разъемы даже в условиях механического стресса и вибрации.

При использовании соединителей в условиях повышенной загрязненности воздуха и пыли рекомендуется использовать дополнительные крышки. Выпускаются пылезащитные крышки 37803-1000-00 для трехконтактных розеток и 37804-1000-00 для четырехконтактных розеток.

Разъемы Mini-Clamp выпускаются с шагом 2 мм и имеют цветовую кодировку: цвет корпуса указывает на размер провода, который можно установить в данный разъем. Варианты цветов крышки корпуса: красный, желтый, оранжевый, зеленый, синий и серый. Диаметр монтируемых проводов составляет от 0.6 до 2 мм (20-26 AWG).

Разъемы Mini-Clamp представлены несколькими сериями. Серии 371 и 373 обеспечивают соединение провод-провод, а серия 372 – провод-плата. Все модели перечислены в таблицах 1, 2.

Разъемы выпускаются на 3 и 4 контакта, это вилки и розетки для монтажа на кабель. Для решений провод-плата предлагаются розетки на плату как для SMD монтажа, так и монтажа в отверстие. В такую розетку можно подключить сразу до четырех кабельных вилок, что значительно экономит площадь печатной платы. Розетки на плату имеют дополнительные фиксирующие боковые контакты для их удерживания на плате при стыковке с ответной частью. Такие фиксирующие контакты могу располагаться симметрично по обоим сторонам розетки (тогда на плате требуется пять или шесть отверстий с шагом 2 мм) или же не симметрично, когда один контакт будет иметь шаг, отличный от 2 мм.

Основные особенности разъемов Mini-Clamp:
— соответствие всем требованиям для разъемов промышленной автоматизации
— вибростойкость, пылезащита, миниатюрность, большое количество циклов сочленения
— простой, быстрый и надежный монтаж по IDC технологии
— встроенные направляющие для разгрузки проводов от натяжения
— возможность установки в один разъем проводов различного диаметра
— не требуют специального инструмента для монтажа, обжим любыми пассатижами
— боковые фиксаторы корпуса для крепкого сочленения розетки и вилки
— компактный дизайн корпуса экономит пространство платы или блока
— высокое число циклов сочленения
— соответствие RoHS

Таблица 1. КАБЕЛЬНЫЕ ВИЛКИ СЕРИИ MINI-CLAMP, IDC ШАГ 2 ММ

Таблица 2. КАБЕЛЬНЫЕ РОЗЕТКИ СЕРИИ MINI-CLAMP II, IDC ШАГ 2 ММ

* маркировка OPE указывает на наличие защелок для панельного монтажа

Таблица 3. РОЗЕТКИ НА ПЛАТУ СЕРИИ MINI-CLAMP II, IDC ШАГ 2 ММ

Наименование	Кол-во рядов  /  контактов
Монтаж в отверстие, вертикальный
37203-62x-003 PL*	1/3
37204-62x3-004 PL	1/4
37206-62x3-003 PL	2/6
37208-62x3-004 PL	2/8
37212-62x3-003 PL	4/12
37216-62M3-004 PL	4/16
SMT монтаж, угловой
37203-1xE0-003 PL	1/3
37204-1xE0-004 PL	1/4

* варианты маркировки: М/2–без фиксирующих выводов, А–с ассиметричными выводами, В–с симметричными выводами

Технические характеристики

Материал: термопластик, усиленный стекловолокном, прозрачная крышка из термопластика
Огнестойкость: UL 94V-0
Подсоединяемые провода: медные, 7-19 жил, 0,14-0,5 кв.мм или 20-26 AWG
Рабочий ток: 3А
Рабочее напряжение: 32В
Напряжение пробоя: 1000В rms
Сопротивление изоляции: >1x10⁶ при 600В DC
Диапазон рабочих температур: -20…+85°С (1A)
Пайка волной и паяльником до 390°С

Заключение
Разъемы Mini-Clamp от компании 3М являются альтернативным решением для монтажа оборудования с дискретными проводниками на 3 и 4 контакта. Они призваны заменить стандартные обжимные контакты, что позволит сократить время монтажа и отказаться от использования обжимных контактов и дорогостоящих инструментов. Дополнительные возможности разъемов, такие как фиксаторы и пылезащитные крышки, допускают их применение в условиях вибрации и повышенного пылеобразования.

Разъемы Mini-Clamp представлены несколькими сериями. Серии 371 и 373 обеспечивают соединение провод-провод, а серия 372 – провод-плата.

Система обозначений

1. Серия:
 371 – вилка на провод
 373 – гнездо на провод
 372 – гнезда на плату
2. Количество контактов: 03-3, 04-4
3. Сечение провода: А – 20-24AWG/0.25-0.5кв.мм, В – 24-26AWG/0.14-0.25кв.мм
4. Внешний диаметр проводника:
 16— 1.2–1.6 мм
 20— 1.6–2.0 мм
 12— 1.0–1.2 мм
 10— 0.8–1.0 мм
5. Цвет:
 5 – синий
 6 – серый
 3 – оранжевый
 1 – желтый
 2 – оранжевый
6. Монтажные особенности: OPE – гнездо с защелками на панель