यह समझना कि उच्च गुणवत्ता वाले संपर्क मल्टी-पिन कनेक्टर्स के प्रदर्शन को कैसे बढ़ाते हैं

कनेक्टर किसी सिस्टम के विभिन्न भागों के बीच या सिस्टम और बाहरी दुनिया के बीच महत्वपूर्ण यांत्रिक और विद्युत कनेक्शन उपकरण हैं। कनेक्टर प्रकार का चुनाव कई कारकों पर निर्भर करता है, जिसमें विद्युत और यांत्रिक आवश्यकताएं, उद्योग मानक, प्रयोज्यता और विनिर्माण, संपर्कों की संख्या और प्रकार, मेटिंग और नॉन-मेटिंग स्थितियां, विश्वसनीयता लक्ष्य और नियामक आवश्यकताएं शामिल हैं। हालाँकि, क्लासिक डी-सब (अल्ट्रा स्मॉल डी-टाइप) कनेक्टर बॉडी दशकों से उपयोग में है और अभी भी कई अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा कनेक्टर है।

यद्यपि कनेक्टर्स की बॉडी शैली और संपर्क व्यवस्था ने बहुत अधिक ध्यान आकर्षित किया है, फिर भी संपर्कों का कनेक्टर्स के विद्युत और यांत्रिक प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जैसे-जैसे डिज़ाइन तेजी से जटिल होते जा रहे हैं और अनुप्रयोग आवश्यकताएँ अधिक होती जा रही हैं, डिजाइनरों को संबंधित मानकों और आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए संपर्क प्रौद्योगिकी में नवीनतम नवाचारों को समझने की आवश्यकता है, विशेष रूप से मजबूती, सम्मिलन बल और अवधारण बल, संपर्क प्रतिरोध और तापमान सहनशीलता के संदर्भ में।

यह आलेख डी-सब कनेक्टर्स के निरंतर उपयोग के कारणों पर ध्यान देने के साथ, कनेक्टर्स के विकास की प्रवृत्ति का एक संक्षिप्त अवलोकन प्रदान करता है। फिर, एम्फ़ेनॉल पॉज़िट्रॉनिक के उन्नत संपर्क पेश किए गए, और कनेक्टर के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उनका उपयोग कैसे किया जाए, इसका प्रदर्शन किया गया।

यूएसबी, ईथरनेट और डी-सब कनेक्टर का महत्व
यद्यपि पारंपरिक आरएस-232 इंटरफेस का उपयोग कम हो गया है और यूएसबी और ईथरनेट कनेक्टर के विभिन्न संस्करण उभर रहे हैं, क्लासिक 9-पिन डी-सब कनेक्टर (आमतौर पर डीबी-9 के रूप में जाना जाता है) और व्यापक डी-सब कनेक्टर श्रृंखला में अन्य कनेक्टर अभी भी इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम संचार में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। लगातार उपयोग के कई कारण हैं। हालाँकि USB और ईथरनेट कई इंटरकनेक्ट आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, ये दो व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले कनेक्टर प्रकार मल्टी वायर इंटरफेस के बजाय सीरियल इंटरफेस हैं। वे एक साथ डेटा और पावर संचारित कर सकते हैं, लेकिन सिग्नल प्रकार, अधिकतम वोल्टेज और वर्तमान मान और रेटेड पावर पर सख्त सीमाएं हैं।

डिज़ाइन के संदर्भ में, यूएसबी और ईथरनेट कई असंबद्ध सिग्नलों या कई समानांतर संपर्क पथों वाले इंटरफेस जैसे विभिन्न प्रारूपों को प्रभावी ढंग से संभाल नहीं सकते हैं। एक और महत्वपूर्ण विचार यह है कि मानक यूएसबी और ईथरनेट कनेक्शन का डिज़ाइन कई मामलों में यांत्रिक और विद्युत अखंडता और मजबूती के आवश्यक स्तर को पूरा नहीं करता है।

इन और उन कारणों से, डी-सब कनेक्टर अभी भी व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इस प्रकार का बाहरी डिज़ाइन 1950 के दशक की शुरुआत में दिखाई दिया और इसके कई फायदे हैं। इसमें इलेक्ट्रोमैग्नेटिक इंटरफेरेंस (ईएमआई) और रेडियो फ्रीक्वेंसी इंटरफेरेंस (आरएफआई) को पूरी तरह से ढालने का कार्य है, जो एक मजबूत यांत्रिक संरचना के साथ एक सीलबंद या लगभग सीलबंद आवास प्रदान करता है, और इसके दो डॉकिंग भागों को एक छोटे शीर्ष तार के माध्यम से एक दूसरे से लॉक किया जा सकता है। डी-सब कनेक्टर बॉडी या हाउसिंग में कम से कम छह मानक आकार होते हैं, जो विद्युत संपर्क पिन स्थिति और प्रकारों के लिए लचीले विकल्प प्रदान करते हैं। सभी पिन स्थितियों पर समान संपर्क प्रकार के साथ कनेक्टर हाउसिंग प्रदान करने के अलावा, "कॉम्बो-डी" डी-सब एक एकल कनेक्टर हाउसिंग (चित्रा 1, शीर्ष) के भीतर स्वतंत्र सिग्नल और पावर संपर्कों को मिश्रित करने का भी समर्थन करता है।

कॉम्बो-डी अल्ट्रा स्माल कनेक्टर शैली छवि (बड़ा करने के लिए क्लिक करें)
चित्र 1: कॉम्बो-डी अल्ट्रा छोटा कनेक्टर कई सिग्नल और पावर पथ संयोजनों का समर्थन करता है (जैसा कि चित्र में दिखाया गया है); डी-सब कनेक्टर मानक आवास आयाम और संपर्क व्यवस्था को अपनाता है (जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है)। (छवि स्रोत: एम्फ़ेनॉल पॉज़िट्रॉनिक)

एक एकल डी-सब विभिन्न मानक मिश्रण और मैच व्यवस्था (चित्र 1, नीचे) का समर्थन कर सकता है। वे सिग्नल, पावर, परिरक्षण, उच्च वोल्टेज, थर्मोकपल और फाइबर ऑप्टिक संपर्क विकल्पों के साथ मानक घनत्व दो पंक्ति और उच्च घनत्व तीन पंक्ति संस्करण प्रदान करते हैं।

संपर्क प्रौद्योगिकी में नवाचार
डी-सब केसिंग का लाभ कनेक्टर कहानी में एक महत्वपूर्ण कथानक है, और विद्युत संपर्क और उनके गुण भी कनेक्टर की सफल असेंबली की कुंजी हैं। पिछले कुछ वर्षों में, संपर्क प्रौद्योगिकी ने सामग्री, डिज़ाइन, विद्युत और यांत्रिक गुणों में कई सुधार किए हैं।

इसमें एम्फ़ेनॉल पॉज़िट्रॉनिक की पेटेंटेड पॉसीबैंड संपर्क तकनीक (यूएस पेटेंट नंबर 7115002) शामिल है। पॉसीबैंड इनोवेटिव कॉन्टैक्ट डिज़ाइन को अपनाता है, जो पारंपरिक डिज़ाइन से अलग है और कई प्रमुख मापदंडों में उच्च प्रदर्शन प्राप्त करता है।

पॉसीबैंड बाहरी दबाव तत्व को कनेक्शन की यांत्रिक और विद्युत क्रियाओं को पूरी तरह से अलग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (चित्र 2)। दबाव तत्व पुरुष पिन को आंतरिक गुहा की ओर दबाने के लिए एक बल लगाता है, जिससे एक लंबी सीधी विद्युत संपर्क रेखा बनती है, जिससे यांत्रिक क्रिया पूरी होती है। संपर्क तार की लंबाई को बदला जा सकता है, जिससे डिजाइनर कनेक्शन के इंटरफ़ेस प्रतिरोध को अनुकूलित कर सकते हैं। प्रवेश द्वार पर मजबूत और अक्षुण्ण गोलाकार संरचना संपर्कों की यांत्रिक मजबूती को बढ़ा सकती है।

एम्फेनॉल पॉज़िट्रॉनिक पॉसीबैंड पेटेंट डिज़ाइन छवियों को अपनाता है (बड़ा करने के लिए क्लिक करें)
चित्र 2: पॉसीबैंड एक पेटेंट डिज़ाइन को अपनाता है जो कनेक्शन की यांत्रिक और विद्युत क्रियाओं को अलग करता है। (छवि स्रोत: एम्फ़ेनॉल पॉज़िट्रॉनिक)

पॉसीबैंड के अंदर स्प्रिंग क्लिप (चित्र 3, बाएं) असेंबली में एक छोटा लेकिन महत्वपूर्ण घटक है और इसके प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। यह लचीली बेरिलियम कॉपर मिश्र धातु शीट पुरुष संपर्क पर सामान्य बल उत्पन्न कर सकती है, जिससे दृढ़ और विश्वसनीय संपर्क बंधन प्राप्त हो सकता है (चित्रा 3, दाएं)। साथ ही, प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने या उससे अधिक करते समय, यह औसत प्रविष्टि बल को भी कम कर सकता है।

एम्फेनॉल पॉज़िट्रॉनिक पॉसीबैंड स्प्रिंग क्लिप (बाएं) संपर्क क्षेत्र में सामान्य बल छवि प्रदान करता है (दाएं)
चित्र 3: पॉसीबैंड स्प्रिंग क्लिप (बाएं) विद्युत संभोग सतह के संपर्क क्षेत्र को अधिकतम करने के लिए संपर्क क्षेत्र (दाएं) में सामान्य बल प्रदान करता है। (छवि स्रोत: एम्फ़ेनॉल पॉज़िट्रॉनिक)

पॉसीबैंड बेस संपर्क पीतल से बने होते हैं और संपर्कों पर तारों को कसने में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। यह सामग्री को एनीलिंग करने की आवश्यकता को भी समाप्त कर देता है, जिससे न केवल लागत बढ़ जाती है, बल्कि विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान ठीक से न संभाले जाने पर दीर्घकालिक समस्याएं भी पैदा हो सकती हैं।

पारंपरिक संपर्क डिज़ाइनों की तुलना में, पॉसीबैंड प्रणाली पुरुष और महिला संपर्कों के बीच संपर्क क्षेत्र को भी बढ़ाती है, जिससे अधिक विश्वसनीय विद्युत अखंडता प्राप्त होती है। सूक्ष्म स्तर पर, संपर्क इंटरफ़ेस से गुजरने वाले अधिक विद्युत मार्ग हैं। संपर्क क्षेत्र बढ़ने से कंपन के दौरान असंततता की संभावना कम हो जाती है।

अंतर्ज्ञान के विपरीत, पॉसीबैंड प्रणाली सम्मिलन बल को बढ़ाए बिना एक बड़ा संपर्क क्षेत्र प्रदान करती है; इसके विपरीत, पॉसीबैंड डिज़ाइन अधिक सुसंगत सम्मिलन बल प्रदान करता है, जिससे औसत सम्मिलन बल कम हो जाता है।

पॉज़िट्रॉनिक उत्पादों ने यूनाइटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ़ डिफेंस लॉजिस्टिक्स एजेंसी (डीएलए) की योग्य उत्पाद सूची (क्यूपीएल) में प्रवेश किया है, जिसका अर्थ है कि उन्होंने संबंधित उत्पाद पहचान, योग्यता और आवधिक सत्यापन परीक्षण सहित आवश्यकताओं को पूरा किया है। पॉसीबैंड SAE AS3902 और MIL-DTL-24308 विनिर्देशों का अनुपालन करता है, और GSFC S-311-P4/08 और GSFC S-311-P4/10 की उच्च 40g संपर्क पृथक्करण परीक्षण आवश्यकताओं को भी पूरा करता है।

संपर्क आकार और प्रतिरोध
पॉसीबैंड संपर्क मानक आकार 20 और 22 का उपयोग करते हैं। पहला अमेरिकी वायर गेज (एडब्ल्यूजी) तारों 20, 22 और 24 पर लागू होता है, जबकि बाद वाला एडब्ल्यूजी तारों 22, 24, 26, 28 और 30 पर लागू होता है।

संपर्क 22 का अधिकतम प्रतिरोध 0.005 ओम (Ω) है, जबकि संपर्क 20 का संगत प्रतिरोध 0.004 ओम है। कम संपर्क प्रतिरोध के कारण, I2R हानि छोटी है, जिसके परिणामस्वरूप कम स्व-हीटिंग होती है, जो डिजाइनरों को बिजली आपूर्ति के लिए संपर्क 22 और 20 का उपयोग करने का अवसर प्रदान करती है।

कुछ इंजीनियर संपर्कों की थर्मल विशेषताओं को नहीं समझते हैं, या कनेक्टर्स के डिजाइन और चयन के बाद के चरणों में केवल इस कारक पर विचार करते हैं। हालाँकि, कनेक्टर और सिस्टम प्रदर्शन के मूल्यांकन में गर्मी एक महत्वपूर्ण कारक बनी हुई है। पॉसीबैंड 20 (चित्र 4, शीर्ष) और 22 (चित्र 4, निचला) संपर्कों का तापमान वृद्धि और वर्तमान संबंध विभिन्न संपर्क विन्यासों के तहत पूरी तरह से सुसंगत हैं।