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Maggiore Sicurezza e Affidabilità con i Connettori Push-Pull e SPE.

Maggiore Sicurezza e Affidabilità con i Connettori Push-Pull e SPE

Nei sistemi elettronici, i connettori svolgono un ruolo essenziale, fornendo un mezzo di interconnessione affidabile e sicuro. I connettori consentono a diversi sistemi, moduli e dispositivi di comunicare e condividere dati o alimentazioni in modo sicuro ed efficiente. Inoltre, garantiscono flessibilità e facilità di manutenzione, in quanto i componenti possono essere facilmente aggiunti, rimossi o sostituiti senza dover rieseguire il cablaggio dell’intero sistema. I connettori circolari basati sulla tecnologia Push-Pull, ad esempio, garantiscono una connessione affidabile in ogni condizione operativa, inclusi urti e vibrazioni.

I connettori devono garantire il corretto funzionamento dei sistemi elettronici in ambienti difficili e impegnativi come le applicazioni automobilistiche, aerospaziali, militari e industriali. La qualità, la durata e le prestazioni dei connettori hanno un impatto diretto sulle prestazioni complessive, sulla sicurezza e sulla longevità delle apparecchiature e dei sistemi elettronici.

Questo articolo è focalizzato sui connettori circolari Push-Pull e Single-Pair Ethernet (SPE) prodotti da Yamaichi Electronics, azienda specializzata nella fornitura di soluzioni per la connessione elettrica, inclusi connettori standard e personalizzati.

Lo standard IEC 61076

Lo standard IEC 61076 comprende un insieme di specifiche relative ai connettori circolari utilizzati in vari settori, come industria, trasporti, automazione e telecomunicazioni. Lo standard copre diversi tipi di connettori, tra cui M12, M8 e RJ45, specificandone i requisiti meccanici, elettrici e ambientali. Una delle caratteristiche principali dello standard IEC 61076 è l’uso della codifica per evitare l’accoppiamento errato dei connettori. Ad esempio, i connettori circolari della famiglia M utilizzano un sistema di codifica basato su scanalature o tacche per garantire che solo i connettori compatibili possano essere collegati tra loro.

Lo standard definisce anche i requisiti prestazionali dei connettori, come la resistenza di contatto, la resistenza all’isolamento e la durata. Queste specifiche assicurano che i connettori siano affidabili e in grado di resistere a condizioni ambientali difficili, come vibrazioni, urti e ampie variazioni di temperatura.

All’interno della famiglia IEC 61076 esistono diversi standard secondari, ognuno dei quali riguarda tipi specifici di connettori e applicazioni. Ad esempio, lo standard IEC 61076-2-101 specifica le dimensioni e i requisiti meccanici dei connettori M12, mentre lo standard IEC 61076-2-012 definisce le specifiche per i connettori M12 Push-Pull con bloccaggio interno.

Ampiamente utilizzato dai produttori di connettori, lo standard IEC 61076 garantisce l’interoperabilità e l’intercambiabilità dei connettori di diversi produttori.

I connettori M12 Push-Pull di Yamaichi

I connettori M12 Push-Pull con bloccaggio interno, visibili in Figura 1, garantiscono un collegamento semplice e rapido senza bisogno di avvitare, consentendo un risparmio di tempo durante l’installazione fino al 75%.

Il connettore lato cavo si innesta in profondità nella presa del dispositivo attraverso dei ganci di bloccaggio richiedendo lo stesso spazio di un comune collegamento M12 con bloccaggio a vite. I ganci di bloccaggio, particolarmente lunghi, rendono la connessione meccanicamente robusta, con notevoli vantaggi quando il sistema è soggetto a carichi torsionali o forze di rotazione. Inoltre, tutti i principali componenti sono realizzati in metallo e i ganci di chiusura sono protetti dal corpo del connettore contro danni involontari, ad esempio nel caso in cui qualcuno calpesti il connettore non accoppiato.

Figura 1: Connettore M12 Push-Pull (Fonte: Yamaichi Electronics).
Figura 1: Connettore M12 Push-Pull (Fonte: Yamaichi Electronics)

Il sistema M12 offre un grado di protezione IP65/IP67 dall’acqua e dalla polvere e utilizza dei sistemi di tenuta indipendenti per i connettori push-pull e i connettori a vite. In questo modo, l’utilizzo misto dei connettori è possibile in modo affidabile e non sono necessarie guarnizioni speciali sul lato della presa: è sufficiente un O-ring standard.

La presa da pannello può inoltre essere accoppiata con i tradizionali connettori M12 con chiusura a vite, garantendo elevata flessibilità e compatibilità con connettori M12 di terze parti.

Il sistema di bloccaggio push-pull offre significativi vantaggi, tra cui risparmio di tempo, miniaturizzazione, feedback aptico e acustico durante il bloccaggio, accoppiamento dei contatti manuale e rapido senza necessità di attrezzi particolari.

Dotati di schermatura contro le radiazioni elettromagnetiche, i connettori M12 Push-Pull garantiscono la trasmissione affidabile dei dati e sono disponibili con i codici A, B, D, X e L.

See the video about Y-Circ M Push-Pull.

Lo standard IEC 63171

Lo standard IEC 63171 comprende le norme che definiscono i connettori per Ethernet a coppia singola (SPE). Con un design compatto e robusto, i connettori SPE supportano il trasferimento di dati ad alta velocità anche su lunghe distanze.

La tecnologia SPE si sta diffondendo in vari settori grazie alla sua capacità di supportare il trasferimento dati ad alta velocità su distanze maggiori rispetto a quelle supportate dalle connessioni Ethernet tradizionali. Lo standard IEC 63171 definisce le dimensioni fisiche, le caratteristiche elettriche e i requisiti prestazionali dei connettori SPE. Queste specifiche assicurano che i connettori di diversi produttori possano essere utilizzati in modo intercambiabile, facilitando la progettazione e l’installazione di sistemi di rete basati su SPE.

Uno dei vantaggi principali dei connettori IEC 63171 è il loro design robusto, che li rende altamente resistenti a fattori ambientali quali temperatura, umidità e vibrazioni. Inoltre, i connettori IEC 63171 supportano la tecnologia PoDL (Power over Data Line, simile al Power over Ethernet), che consente di trasmettere l’energia elettrica sullo stesso cavo utilizzato per il trasferimento dei dati. Ciò semplifica l’installazione e riduce la necessità di cavi e fonti di alimentazione supplementari.

Per le applicazioni con requisiti addizionali, la norma IEC 63171-7 inclusa nello standard definisce i requisiti relativi alla trasmissione di segnali dati e alimentazioni. In particolare, si definiscono dei connettori ibridi M12 con 7 tipi di codifiche diverse.

I connettori SPE di Yamaichi

Sviluppato inizialmente per soddisfare i requisiti di connessione dati affidabile e robusta nell’industria automobilistica, lo standard Single Pair Ethernet (SPE) ha esteso le proprie aree di utilizzo, ricoprendo settori quali industria, apparecchiature elettriche ed elettroniche, sensori e dispositivi di industrial IoT (IIoT).

L’utilizzo di due soli contatti, rispetto ai quattro oppure otto tradizionalmente richiesti, consente di ottenere una considerevole riduzione dei costi e risparmio di spazio, peso e tempo durante l’assemblaggio. Riducendo il numero di fili, si diminuisce anche la probabilità di potenziali errori durante l’assemblaggio.

La famiglia di prodotti Y-SPE di Yamaichi Electronics comprende connettori industriali di tipo SPE conformi allo standard IEC 63171-x (Figura 2). La linea Y-SPE, che include connettori IP20 e M12 con protezione IP67 conforme allo standard IEC 63171-2 /-5 /-6 /-7, è in continua espansione e arriverà ad includere i connettori conformi alle diverse versioni dello standard.

Figura 2: Diversi tipi di connettori conformi allo standard IEC 63171-x (Fonte: Yamaichi Electronics).
Figura 2: Diversi tipi di connettori conformi allo standard IEC 63171-x (Fonte: Yamaichi Electronics)

Lo standard IEC 63171-7 definisce vari connettori ibridi IP6X M12 con diversi tipi di accoppiamento per applicazioni differenti. Yamaichi offre prese e spine per il Tipo 2 e per il Tipo 6 con meccanismo di bloccaggio a vite e push-pull secondo la normativa IEC 61076-2-012.

Stefano Lovati
Dopo aver conseguito la laurea in Ingegneria Elettronica al Politecnico di Milano, Stefano ha iniziato a lavorare, inizialmente, come progettista digitale e sviluppatore firmware. Negli anni ha maturato una solida esperienza nella progettazione di sistemi embedded, anche con prestazioni real-time, con applicazioni nei settori avionico, trasporti e telecomunicazioni. Stefano ha una profonda passione per tutto ciò che riguarda le tecnologie elettroniche e l'innovazione in generale, curando nel tempo libero la stesura di alcuni articoli tecnici inerenti il mondo dell'elettronica.