تاریخچه كانكتور در جهان

تاریخچه كانكتور در جهان

 

در طول جنگ جهانی دوم نیاز به یك روش قابل اطمینان در اتصال و جداشدن سریع مدارهای الكتریكی و الكترونیكی احساس می شد. تولید قطعات هواپیماهای نظامی و توسعه سریع الكترونیك پیشرفته و سیستم های اتصالی, تقاضا برای انواع جدید كانكتورها با وزن سبك و حجم كم و شرایط نگهداری ساده را زیاد كرده بود.

در جولای 1949 كانكتور MIL-C-5015 به یك كانكتور استاندارد برای كاربردهای هوایی و همچنین برای اساس نگه دارنده در الكترونیك و سیستم­های اتصالی تكامل یافت. دلیل آن نیز طراحی ساده، قیمت نسبتاً ارزان و قابلیت كار خوب دردرجه حرارت استاندارد بود.

در سالهای بعد, این طراحی قدیمی به دلیل طراحی و مواد بهتر, بهبود یافت و وزن و فضای اشغال شده كاهش پیدا كرد. هنوز هم كانكتورهای MIL-C-5015 در اندازه­های مختلف تولید می­شوند و برای كاربردهای زیادی مفید و سودمند هستند. در سال 1969 دو نوع ویژگی جدید (MIL-C-005015) و  (MIL-C-83723) برای تعیین كانكتورهای از نوع آزاد شونده از پشت كه مشابه با كانكتورهای MIL-C-5015 بود ، نوشته شد .

تلاش برای مینیاتوری كردن

طراحی كانكتورها به روشهای زیادی در طول جنگ جهانی دوم توسعه پیدا كرد . توسعه اصلی در اوایل سال 1950 مقدمه­ای برای تولید كانكتورهای مینیاتوری شد. كانكتورهای (MS3130) DM و MS3110 مقدمه­ای بر عملكرد عالی مینیاتورهای امروزی بودند. آنها به دلیل یك پارامتر سوم, سبكتر و كوچكتر از كانكتورهای MIL-C-5015 هستند و در MIL-C-26482 تعریف شده­اند .

MIL-C-26482 همچون MIL-C-5015 باعث ایجاد ویژگیهای دیگری شده است و كانكتورهایی را تعریف می­كند كه با كلاسهای اصلی جفت می­شوند و یا جایگزین آنها می­گردند. گرایش به سیستم­های از پشت آزاد شونده در اوایل 1960 با دو ویژگی جدید در MIL-C-0026482 (سری دوم) و  MIL-C-83723 (سری اول) پدید آمد. بعلاوه در اواسط 1971 یكسری ویژگیهای جدید و كامل در MIL-C-81703 برای كانكتورهای فشاری – كششی به غیر از MIL-C-26482نوشته شد، كه تنها كوپلینگ­های بایونتی در آن اضافه شده بودند. پلاگ­های (كانكتورهای متصل به سیم) پنل استوانه­ای نیز در همان زمان به این استاندارد اضافه شدند.

كانكتورهای مینیاتوری با اشتیاق مورد قبول واقع شدند ، و انواع گسترده كانكتورهای استوانه­ای همچون بایونتی، فشاری ـ كششی، رزوه­ای و Rack-and-Panel توسعه پیدا كردند. كانكتورهای مستطیلی هم مانند كانكتورهای استوانه ای توسعه یافتند ولی روند مصرف آنها كمتر از كانكتورهای استوانه ای است.

مواد بهتر

 بعد از تولید كانكتورهای مینیاتوری در آنها از مقرهای با جنس برتر به جای مقرهای كانكتورهای          MIL-C-5015 استفاده شد. در ابتدا پلاستیك های سفتی مانند ملامین به جای مقرهای نئوپرنی جایگزین شدند و از سال 1960 به بعد سیلیكون جایگزین آنها گشت. برتری سیلیكون­ها عبارتند از: محدوده مقاومت حرارتی بزرگتر از(-67°F) - 55°c تا (+392°F)+200°c, دوام بهتر, اطمینان,  پایداری و آب­بندی بیشتر. تركیب نرم­تر سیلیكون امكان ایجاد یك آب بندی ضد رطوبت پین تا پین را به وجود می­آورد.

در كانكتورهای اولیه از لحیم كاری در انتهای سیم­ها استفاده می‌شد . با این حال به یك روش بهتراز لحیم كاری كه قابلیت­ تحمل درجه حرارت آن نسبت به سیلیكون­ها برتری داشته باشد, نیاز بود. روش‌های مكانیكی اتصال انتهای سیم ها (روش انتهای پرس شده جواب این مشكل بود.

طراحی بهتر

مینیاتوری شدن سیستم­های الكتریكی و به دنبال آن افزایش پیچیدگی سیستم­های هواپیما، داده‌ها، سیستم­های دریایی، رادار موشك، سیستم­های كنترل و سیستم­های اتصالی و اطلاعاتی، تقاضای بیشتری را برای اتصالات كوچكتر در واحد حجم و وزن ایجاد كرده است. پین‌ها, اكثراً بر اساس اندازه سایز و ابعاد كانكتورها طراحی می­گردند. و مقرهای سیلیكونی با خواص دی الكتریك بهتر و با بهینه نمودن تكنیك‌های ساخت, این امكان را فراهم می‌سازند.

 

به همان اندازه كه تعداد پین‌ها افزایش می­یابند، تعداد برنامه­های عایق كاری، جداسازی و حفاظتی نیز افزایش می­یابند. بنابراین قطرهای تماس پین­ها كاهش یافته و متعاقباً ظرفیت حمل جریان نیز كاهش می‌یابد. لذا كانكتورهای مینیاتوری نیاز به  اصلاحاتی در طراحی­شان دارند تا به این مشكل فایق آیند. این تغییرات و اصلاحات به همراه مصرف مواد بهتر در ساخت كانكتورهای مینیاتوری نتیجه بسیار بهتری را از كانكتورهای قبلی داده ­است. به عنوان مثال قطر نامی كوچكترین پین اتصالی استفاده شده در یك نوع كانكتور مینیاتوری برابر 0.04in  در مقایسه با 0.062 اینچ در كانكتــور Mil-C-5015 می‌باشد. با این وجود كانكتور نوع مینیاتوری به خوبی یا حتی بهتر از كانكتور نــوع Mil-C-5015 در تمام زمینه ها ایفای نقش می كند.

 كانكتورهای زیر مینیاتوری در عصر فضا

در واقع اندازه و وزن كانكتورهای مینیاتوری تا 3/1 اندازه و وزن كانكتورهای Mil-C-5015 كاهش پیدا كرده است، همانند كانكتورهای با تعداد پین بیشتر، اندازه و وزن سنگین­ترین زیرمینیاتور هم به وسیله عامل "سه به یك" كاهش پیدا كرده است, یا به عبارت دیگر اندازه و وزن زیرمینیاتورها برای یك تعداد پین ثابت، به 9/1 كانكتورهای Mil-C-5015 كاهش پیدا كرده است. به عنوان مثال یك كانكتور مینیاتور می‌تواند تعداد 32 پین سایز 20 را در بدنه سایز 18 جای دهد در حالیكه یك زیرمینیاتور می‌تواند تعداد 58 پین سایز 22 را در همان ابعاد بدنه در خود جای دهد.

دو ویژگی كانكتورهای زیرمینیاتور نظامی به فاصله 5 ماه (یكی در اكتبر 1966 و دیگری در مارس 1967) برای كانكتورهای با نوع كوپلینگ با یونیتی تهیه شد, كه قابل جفت شدن از داخل نبودنـد.   Mil-C-38999 كه برای یك سیستم پین آزاد شونده از پشت استفاده می‌شد برای آزاد كردن پین مجزا (ICR) در سیستم های زیرمینیاتور به كار رفت. در مقایسه, Mil-C-81511 اولین روش منحصر بفردی است كه همه پین‌ها را در یك زمان, قفل و یا آزاد می‌كند، كه به نام آزادشدن دسته‌ای پین‌ها (GCR) معروف است. بعداً در اكتبر 1971 یك ویژگی دیگر در Mil-C-0081511D به كانكتورهای ICR اضافه گشت.

تلاش‌های وسیع صنعتی بدست آمده در كانكتورهای زیرمینیاتور با طرح‌های متعدد در مورد كانكتورهای پیشین ادامه دارد. خصوصیات دی الكتریك مقرهای جدید بهبود پیدا كرده است. پین‌های كوتاه‌تر بدون اینكه استحكامشان را از دست بدهند قطرهای كوچكتری را نیاز دارند, مزیت بیشتر، دوام بهتر، روكش كاری مقاوم به خوردگی و روغن كاری بهتر, همه دست به دست هم می دهند تا محصول بهتری داشته باشیم.

 كانكتورهای میكرومینیاتور

قدم بعدی كاهش اندازه كانكتورهای میكرومینیاتورها است. طراحان برای طراحی‌های ویژه‌ای كه اندازه و وزن كانكتورهای زیرمینیاتور را به 3/1، كانكتور های  مینیاتوری را به 9/1 و كانكتورهای    Mil-C-5015 را به 27/1 كاهش دهند (برای یك تعداد پین) در تلاش هستند. با این وجود قبل از اینكه یك كانكتور میكرومینیاتور به واقعیت بپیوندد, مشكلات مهمی در ساخت این كانكتورها وجود دارد. كانكتورهای میكرومینیاتور حتماً باید دارای خصوصیات الكتریكی و مكانیكی همسان و یا بهتری از كانكتورهای بزرگ باشند و نیز باید قادر به قبول سیستم اندازه 24 باشند. در نتیجه دانستیه پین های كانكتور افزایش می یابد. كنترل كیفی به خصوص در زمینه مواد و فرآیندهای ساخت باعث رسیدن به ابعاد جدیدی در میكرومینیاتور سازی می‌گردد. از مرحله شروع كار یعنی مرحله نقشه كشی و طراحی, وضعیت كنترل باید وجود داشته باشد (حفظ عملكرد یكنواخت تولید) و این امر تا مرحله بازبینی نهایی در حین ساخت نیز باید ادامه یابد. همچنین برای تضمین یك كانكتور قابل اطمینان‌تر طراح سیستم‌ها باید در حین سرویس هر كانكتور وضعیت كنترل را ادامه دهد.

كمك كانكتورهای از پشت آزاد شونده به استاندارد سازی

 در اوایل 1960 انجمن صنایـع هوافضا (AIA) اعلام كرد كه كمیته بین المللی استانـداردهای هوافضـا (NASC) یك خانواده كانكتورهای مینیاتوری با قابلیت نگهداری و كنترل بهتر را توسعه داده است . در ویژگی اصلی آن به از "پشت آزاد شونده" بودن اشاره‌ای نشده بود. در آن نیاز به كانكتوری بود كه ورودی تنگ شونده در قسمت جلوی آن برای پین‌ها و سوكت‌ها وجود داشته باشد. ترتیب فیزیكی‌ای كه پاسخگوی این نیاز است قاعدتاً سیستمی است كه اجازه عبور سیم از حفره ورودی را در پشت كانكتورها بدهد. در نتیجه كانكتورهای از پشت آزادشونده (NAS 1599) و پین‌های نوع پرسی قابل جا زدن و در آوردن (NAS1600) با ابزارهای نصب, توسعه پیدا كردند. عملكرد دقیق این نوع كانكتورهای "AIA" باعث امیدواری شد.

در اوایل 1970 كانكتورهای از پشت آزادشونده تقریبا" شامل كلیه ویژگی‌های اصلی‌ای كه در اتصالات با روش‌های قدیمی لحیم كاری و در كانكتورهای از جلو آزادشونده وجود داشت، بودند. این امر امكان نقل و انتقالات ساده تر از یك سیستم به سیستم دیگر بدون تاخیر زمانی زیاد و هزینه اضافی را ایجاد می كرد.

استاندارد سازی

تاریخچه كانكتورها تقریباً یكسری تغییرات ثابتی را نشان می‌دهد. مقاومت در مقابل شرایط سخت‌تر محیطی تعیین كننده است, همچنین فشار ثابتی برای تولید تعداد پین‌های بیشتری در واحد سطح وجود داشته است. محدودیت فضا ووزن هر ساله بیشتر شده است. دقیقاً با بهبود جنس و تكنیك‌های تولید برتر امكان تولید و طراحی كانكتورهای بهتری فراهم گردیده است.

استاندارد كردن قطعات

 نیاز به "بیشتر و بهتر" شدن بی شك ادامه خواهد یافت. افزایش فشار برای استانداردكردن عناصر كانكتور مانند پین ها باعث شده است كه "سیستم‌های اتصالی" بر اساس ضرایب و عملكرد مشابه به همراه ابزارهای نصب و تكنیك‌ها, استاندارد شوند.

یك برنامه قدرتمند استاندارد سازی در فوریه1970 در MIL-STD-1353 به نام "كانكتورهای الكتریكی و سخت افزارهای اتصال، انتخاب و مصرف" تهیه شد. بعد از سال 1973 این سند تقریباً به صورت انحصاری برای استفاده در كانكتورهای آزادشونده از پشت پیشنهاد شد. سیستم های پین قابل جازدن و درآوردن نوع پرسی به غیر از كانكتورهای برای كلیه كانكتورها استفاده می‌شوند. نوسان در مسیر سیستم نگهداری یك پین آزاد شونده از پشت, باعث ایجاد و معرفی ابزار متنوعی برای جفت شدن شده است در این میان آن ابزاری كه باعث ایجاد اجزاء الكتریكی مانند رله‌ها و سوئیچ‌ها هستند، در خانواده جانكشن ها یك عملكرد معكوس دارند. هنگامی كه مفهوم ترمینال‌های جانكشنی در اوایل 1970 پذیرفته شد, باعث شد كه رویای ساده سازی كلیه ترمینالها به یك واقعیت تبدیل گردد. همچنین این مفهوم عملكردهایی را به وجود آورد كه از طریق آنها هر قسمت از صنایع الكتریكی به روش‌های ویژه­ای توسعه پیدا كردند و راه‌های استاندارد سازی به وسیله سیستم‌های اتصالی بوجود آمدند.

سیستم استانداردسازی

تا هنگام استاندارد سازی مشكل اصلی این بود كه از اجزاء و قطعات هیچ اطلاعاتی در دسترس نبود و صنایع الكتریكی با نبوغ و نوآوری مشكلات خود را پوشش می‌دادند. نیاز به یك سیستم الكتریكی اتصالات, مركب از كانكتورها و جانكشن‌ها با عملكرد مشابه و با ابزاربندی و نصب‌ یكسان, احساس می‌شد.

اگر چه سیستم ترمینال‌های مجتمع نیاز به توسعه طراحی و كوشش برای ساخت توسط تهیه كننده‌ها دارد, اما مونتاژ و نگهداری آنها بسیار ساده‌تر می‌باشد. مشكلات, طراحی و ساخت با تكرار و بوجود آمدن مهارت در كارگرها و سهولت كاربرد تجهیزات، حل شد. بنابراین پرسنل مونتاژ و نگهداری تنها نیاز به حداقل دستورات، تعداد ابزار و زمان كم برای نصب یك وسیله و حفظ عملكرد آن داشتند.

یك مرحله مهم در ITS بعد از سال 1960 هنگامی روی داد كه كمیته نظامی                    MIL-T-81714/IWTS و كمیته بین المللی هوافضا (NAS 1748,ITS) ویژگی‌های سیستم‌های ترمینالی كه در آنها ابزاربندی و نصب به یك شكل انجام می گرفت را انتشار دادند, كه عبارت بودند از: MS3191 و MS3198 شامل ابزارهای پرس و NAS1664 شامل ابزارهای جازدن/ درآوردن. اما متاسفانه پین­ها دارای استاندارد متفاوتی بودند, (MIL-C-39029 و NAS 1749).

ابزار بندی سیستم ترمینال های مجتمع (ITS) معمولا" برای نصب پین ها در كانكتورهای چند پینه كه در انتهای ترمینال‌های شان ضربات ناگهانی دارند، طراحی شده اند. هنگامی كه ابزارهای جازدن/ درآوردن برای كانكتورهای از پشت آزادشونده پیشرفت كرد (در شماره نوع NAS 1599) یك آزادی كامل برای درآوردن و اضافه كردن سیم‌ها بدون صدمه زدن به سیم‌های مجاور پدید آمد. این همان قابلیت انعطافی است, كه عملكرد كانكتورهای چند پینه را مانند جانكشن های ترمینالی مقاوم محیطی می كند.

در اواسط 1970 یك سیستم اتصالی جدید شروع به پیشرفت كرد. نام آن سیستم, پیشرفت ترمینال‌های عمومی (CTS) بود, كه مربوط به كانكتورها و جانكشن‌هایی كه دارای پین‌های مادگی كوتاه بودند، می‌شد. این پین‌ها در MIL-C-39029 تعریف شده­اند. MS27726 (سیستم ترمینال‌های سیمی مجتمع شده برای استفاده در اجزاء الكتریكی) كه برای طراحی اجزاء CTS و عملكرد مورد انتظارشان تعریف شده بود در اواسط 1974 به وسیله MIL-STD-1549 (سیستم ترمینال‌های عمومی برای قطعات الكترونیكی و الكتریكی) جایگزین شد.

با تداوم پیشرفت در تكنولوژی كانكتورها، اصول بهبود یافته طراحی در تولید جانكشن ها نیز به كار رفت كه نتیجتاً باعث پیشرفت زیاد در عملكرد مكانیكی و الكتریكی شد, تا جایی كه صرفه جویی در فضا و وزن را به وجود آورد.

یك سیستم اتصال ایده آل

با توسعه و پذیرش تدریجی سیستم ترمینال مجتمع, صنایع كانكتورهای الكتریكی به نقطه­ای رسید كه می‌توانست به طور جدی شروع به هدفمندنمودن سیستم اتصالات ایده آل كند. برای این كار باید اعمال زیر انجام می شد:

1 ـ سبكی : در صورتی كه سبكی به اندازه كافی نباشد حتی باید از عناصری كه ایجاد وزن می‌كنند اجتناب كرد.

2 ـ كوچكی: بدون نیاز به بزرگ شدن برای نصب  و نگهداری مناسب.

3 ـ نگهداری: با حداقل زحمت.

4 ـ قابل اطمینان بودن.

تمام موارد بالا می‌توانند در سبك شدن وزن سیم­ها در یك سیستم ترمینالی مجتمع كه از سیم بندی جاسازی شده[8] استفاده می‌كند، خلاصه شوند.

سیم‌های با وزن كم

مشكلی كه همراه رساناهای مسی است این است كه اگر چه ویژگی‌های آنها اجازه كوچكتر شدن سیم را می‌دهد اما نیازهای مكانیكی و الكتریكی آنها تغییر نمی‌كند. بنابراین در نصب نمی توان آنها را به همان نسبت نازكتر كرد. بشر آروزهای قدیمی‌ای برای استفاده از مواد سبك وزن مانند سدیم و آلومینیوم در سیم‌های الكتریكی  ترمینال‌ها داشته است.

آلومینیوم در 8 اندازه به طور موفقیت آمیزی استفاده شد. اندازه‌های كوچكتر, امروزه یك مشكل مكانیكی دارند, رساناهای الكتریكی (EC) گرید آلومینیوم در مقایسه با سیم­های مسی شكننده‌تر هستند.

به هر حال مدارهای سیگنالی (تقریباً 85% سیم بندی‌های هوافضا) نیاز به EC های غیر آلومینیومی دارند. آلومینیوم با استحكام بالا ممكن است استفاده شود، این مواد از مس آنیل شده قوی‌تر هستند. بعضی از این مواد محكم تر هستند و دارای مقاومت بیشتری در مقابل صدمات وارده از بارهای دستی می باشند و حتی دارای یك سوم وزن مس هستند.

سیم بندی جا سازی شده

سیم بندی بی تردید بزرگترین مشكل برای مونتاژ قطعات الكتریكی در جابجایی و جایگزینی می‌باشد. سیم‌ها همچنین در طی نصب و نگهداری نسبت به صدمه‌های دستی آسیب‌پذیر می­باشند.    سیم‌ها معمولاً هنگامی كه اجزاء الكتریكی نیاز به بازبینی، سرویس، خارج كردن و یا نصب دارند، بیرون كشیده می‌شوند. راه حل, این مشكل استفاده از ترمینال‌هایی است كه نیاز به یك مكانیك برای دسترسی به سیم و ترمینال‌ها به منظور كار برروی نصب آن نداشته باشد. سیم بندی سیم‌ها باعث در امان ماندن آنها از آسیب می‌شود و شاید حتی پنهان نیز بشوند. به این دلیل سیم بندی جا سازی شده شده مورد قبول می‌باشد.

 



 

 

 

h2drvqSgPl