I connettori circolari sono dispositivi elettrici cilindrici di dimensioni variabili con superfici di accoppiamento circolari. Contengono più pin, o contatti, che si collegano alle parti applicabili per trasferire energia elettrica, segnali o dati. Possono anche essere chiamati interconnessioni circolari.
La gamma di prodotti moderni attualmente disponibile in questa categoria spazia dai semplici connettori circolari standard in plastica, metallo o materiale composito a molti altri tipi, tra cui DIN, metrici, ermetici, push-pull, a chiave, a segnale misto e versioni micro o nano. Sono disponibili opzioni ibride che combinano alimentazione, segnale e dati in un unico dispositivo.
La loro forma tubolare o cilindrica conferisce ai connettori circolari un rapporto resistenza/peso superiore a qualsiasi altra forma. Questa forza intrinseca consente di resistere agli elementi esterni, ai danni da impatto e al disaccoppiamento accidentale. Questa resistenza li rende utili e resistenti anche nelle applicazioni che richiedono frequenti cicli di accoppiamento.
Il numero di pin o contatti interni varia a seconda dell’applicazione e la disposizione dei contatti o delle chiavi interne assicura il corretto allineamento e inserimento in un dispositivo di accoppiamento. I connettori circolari sono spesso (ma non sempre) collegati da aree filettate sull’involucro. Questo collegamento a vite consente di bloccarli in modo semplice e sicuro e di mantenerli in posizione nonostante le vibrazioni o gli urti. Altri tipi di sistemi di connessione sono il bloccaggio a baionetta, il bloccaggio push/pull e il bloccaggio a scatto.
Componenti dei connettori circolari
- Contatti - sono i pin e le prese alloggiati internamente al connettore che si accoppiano tra loro per formare un collegamento elettrico.
- Isolante - è il materiale utilizzato per incapsulare i contatti e isolarli tra loro e dall’involucro del connettore.
- Involucro - è la copertura esterna del connettore e serve ad alloggiare i contatti e l’isolante.
- Accessori - sono i componenti aggiuntivi utilizzati per posizionare, guidare, bloccare, fissare o sigillare le parti del connettore.
I connettori circolari, grazie alle loro elevate prestazioni in presenza di vibrazioni, urti, temperature, pressioni e interferenze (EMI e RFI), sono sempre più utilizzati in molte applicazioni industriali che richiedono la trasmissione di energia elettrica, la trasmissione di segnali, il trasferimento di dati e la trasmissione di segnali misti (potenza + segnale + dati).
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Standard e tipi di connettori circolari
Connettori di tipo M (M5, M8, M12)
I connettori circolari di tipo M sono una serie di prodotti standard utilizzati per collegare sensori e attuatori in applicazioni industriali di rete. Sono progettati per funzionare in condizioni estreme. La denominazione “M” si riferisce alla dimensione della filettatura metrica dei dadi di accoppiamento e delle prese di accoppiamento, e quindi alla dimensione relativa dei connettori.
I connettori e i cavi circolari sono ulteriormente suddivisi in altre categorie in base alla forma del corpo di contatto. I vari codici assicurano che i cavi siano montati con i connettori corretti.
I connettori circolari sono progettati e prodotti in conformità a diverse organizzazioni di standard nazionali e internazionali.
- EN - Gli standard europei (norma europea) descrivono i dettagli dei connettori circolari in EN- IEC 61076.
- IP - Ingress Protection ratings sono definiti dalla norma IEC 60529 che riguarda la protezione contro l’ingresso di solidi e liquidi nel corpo del connettore.
Criteri di scelta dei connettori circolari
Sono numerosi i criteri da considerare quando si scelgono i connettori circolari per un nuovo progetto o per una riprogettazione. Il primo è se il progetto richiede un connettore circolare in plastica (CPC) o un connettore circolare in metallo (CMC).
- Genere (Maschio/Femmina): la parte maschile incorpora i pin di contatto che si inseriscono nelle prese del ricettacolo, o parte femminile.
- Terminazione: in questo modo il filo o il cavo si accoppiano con i contatti conduttivi del connettore.
- Tensione e corrente nominale: la tensione o la corrente massima che il connettore è in grado di sopportare. La corrente nominale è il flusso di elettricità, espresso in ampere (A).
- Frequenza di inserzione: la regolarità di connessione e disconnessione del connettore (nota anche come cicli di accoppiamento). Cicli di accoppiamento frequenti possono richiedere un connettore più robusto o un accessorio di protezione del cavo.
- Tipo di montaggio: modalità di montaggio del connettore, tra cui montaggio su cavo, montaggio su pannello o montaggio su scheda.
- Stile di accoppiamento o di bloccaggio: come il connettore verrà accoppiato in modo sicuro.
- Tipo di raccordo posteriore: l’involucro del connettore viene infilato sul lato del cavo di un connettore circolare per fornire un supporto sicuro al cavo.
- Fattori ambientali: il connettore sarà esposto a liquidi, gas o soggetto a immersione? Il connettore deve essere protetto da segnali EMI o RFI? Il connettore verrà a contatto con sostanze chimiche caustiche, vibrazioni eccessive o urti frequenti? Le risposte a ciascuna di queste domande contribuiranno a determinare la qualità, le caratteristiche e gli accessori necessari.
- Accessori: i produttori di connettori offrono diversi tipi di accessori che aumentano la funzionalità dei loro prodotti. L’elenco di questi elementi è piuttosto lungo, ma alcuni esempi includono guarnizioni, contenitori e tappi per bloccare liquidi e gas, scaricatori di tensione e morsetti per proteggere la disconnessione dei cavi, involucri posteriori per proteggere le connessioni, flange, guarnizioni e gommini per l’installazione e impugnature per facilitare l’inserimento e la rimozione dei cavi.
- Spine e prese: sebbene gli standard industriali siano diversi, in genere le prese e i jack sono associati a connettori montati a pannello, mentre le spine sono connettori che fanno parte di gruppi di cavi.
Connettori IEC: standard e applicazioni
I connettori IEC rientrano nella grande famiglia dei connettori di alimentazione e sono utilizzati per permettere il passaggio di corrente, ad esempio dalla rete elettrica verso un apparecchio elettronico.
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I connettori di alimentazione sono indispensabili in tutti gli apparecchi alimentati a corrente, siano essi alimentati da una fonte in corrente continua o corrente alternata. A seconda della configurazione, essi vengono installati sui dispositivi e/o sui cavi di alimentazione.
I connettori IEC si distinguono dagli altri per l’aderenza alle specifiche dell’International Electrotechnical Commission (Commissione elettrotecnica internazionale), che elabora gli standard internazionali nel settore dell’elettrotecnica. Tali specifiche assicurano che i cavi di alimentazione forniti con le apparecchiature elettroniche rispettino determinati requisiti di sicurezza. Ad esempio, i cavi non devono superare una certa tensione (250 Volt in corrente alternata) o una determinata corrente nominale (16 Ampere).
Per riconoscere un connettore IEC è importante verificare che il marchio IEC sia stampato sul connettore di alimentazione. Come vedremo è possibile riconoscerli a “vista” dalla forma che assumono le varie tipologie.
Per quanto riguarda l’uso dei connettori IEC, questi sono ampiamente utilizzati nei data center, negli uffici e nelle fabbriche, oltre che negli edifici pubblici e residenziali.
Tipi di connettori IEC
I connettori IEC si dividono in due categorie principali che vengono identificate come connettori IEC femmina e connettori IEC maschio. Individuare quali appartengono alla prima categoria e quali alla seconda è semplice, basta guardarne la forma. I connettori IEC femmina hanno forma cava per accogliere i connettori IEC maschio.
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Ciononostante, le due tipologie si riconoscono anche dal numero di classificazione.
- I connettori con numero pari sono IEC femmina (ad esempio i connettori IEC C20).
- I connettori con numero dispari sono IEC maschio (ad esempio i connettori IEC C13).
Altra differenza sostanziale riguarda la polarizzazione o la non polarizzazione del connettore. Un connettore IEC polarizzato presenta un lato squadrato, mentre un connettore IEC non polarizzato è tondo su entrambi i lati.
Per una maggiore fruibilità, in alcuni contesti di applicazione difficili i connettori IEC assumono anche la caratteristica forma ad “L”. Per facilitare il montaggio e lo smontaggio, poi, sono disponibili in commercio terminali a vite.
Esempi di connettori IEC maschio e femmina e loro utilizzi:
- IEC C1 e IEC C2: si utilizzano per fornire corrente a piccoli apparati elettrici.
- IEC C5 e IEC C6: vengono utilizzati nell’alimentazione dei notebook, dei videoproiettori portatili e di alcune versioni di computer desktop.
- IEC C7 e IEC C8: usano questa tipologia di connettori IEC maschio e femmina le console gioco, i carica batterie e alcune tipologie di apparecchiature Audio/Video (A/V). Sono disponibili in commercio versioni polarizzate (con un lato squadrato) e versioni non polarizzate.
- IEC C13 e IEC 14: alimentano stampanti da ufficio, monitor e PC.
- IEC C15 e IEC C16: molto simili nella forma ai connettori C13 e C14, si differenziano per la presenza di un incavo alla base. Sono indicati per le apparecchiature elettriche che generano temperature elevate (fino a 120 °C).
- IEC C17 e IEC C18: questi connettori sono privi della messa a terra e si usano per le apparecchiature audio e nei dispositivi medici.
- IEC C19 e IEC C20: sono indicati per le workstation, l’alimentazione dei server e dei router progettati per reti di grandi dimensioni.
- Connettori IEC antenna: il connettore si applica al cavo coassiale per collegare all’antenna l’uscita RF del televisore.
Presa IEC filtrata: a cosa serve e utilizzo
Una presa IEC filtrata appartiene alla famiglia dei filtri, composti da un circuito elettronico progettato per attenuare frequenze specifiche o intervalli di frequenze.
L’utilizzo sistematico dei filtri negli impianti di distribuzione della corrente elettrica, protegge i macchinari da fenomeni transitori elettromagnetici provenienti dalla rete e dalle interferenze elettromagnetiche generate internamente dall’apparecchio stesso. L’obiettivo dei filtri è ridurre al minimo la possibilità di danneggiare gli strumenti collegati.
Filtrare alcune frequenze elettromagnetiche è vitale nel settore degli apparecchi elettromedicali. Le prese IEC filtrate sono, infatti, impiegate nelle terapie intensive degli ospedali o negli ambulatori dove si utilizzano apparecchiature di monitoraggio e controllo.
Una presa IEC filtrata è indispensabile anche nel settore audio e video, dove alcune frequenze possono incidere negativamente sulla qualità audio/video delle riprese o registrazioni (sale di registrazione, studi televisivi, ecc.).
Le prese filtrate IEC risultano utili anche installate negli edifici a uso residenziale, dove evitano interferenze e il danneggiamento di forni a microonde e altri elettrodomestici sensibili.
Adattatori, sdoppiatori e prolunghe per cavi interni del PC
Analizziamo questo primo problema. La scheda madre può avere comunque delle porte USB 3.0 già installate, ma per poter collegare le porte sul pannello frontale del case, ci potrebbe essere solo il connettore delle USB 2.0.
Può capitare che la scheda madre abbia un solo connettore USB 2.0 interno. Per risolvere questo problema, puoi acquistare uno sdoppiatore USB 2.0 interno della NZXT. Si collega in modo molto semplice.
Il connettore USB 2.0 proveniente dalla scheda madre va collegato al connettore bianco del dispositivo. Il dispositivo permette di ottenere 3 connettori interni USB 2.0 ed anche 2 porte USB.
Di solito gli alimentatori hanno un cavo di alimentazione ATX per le CPU ad 8 poli (4+4 pin). Altre schede madri possono avere altri 4 pin oltre agli 8 pin classici. In tal caso i 4 pin sono aggiuntivi ed è consigliato alimentarli solo se fai overclock estremi.
Se nel tuo caso hai una scheda madre con connettore CPU a 4 poli, puoi benissimo utilizzare il cavo di alimentazione ad 8 poli dell’alimentatore, collegandolo sul connettore a 4 poli, lasciando gli altri 4 pin del cavo liberi. In questo modo potrai anche ordinare meglio i cavi interni al case, passando ad esempio i vari collegamenti dietro lo scomparto della scheda madre.
Le schede video disponibili in commercio possono avere differenti connettori di alimentazione. Una scheda video superiore potrebbe avere un connettore da 6+2 pin (8 pin totale).
Se non hai un connettore PCI-E da 6 pin, puoi fare nel seguente modo. Se vuoi collegare la scheda video in altre posizioni, hai bisogno di una prolunga PCI Express X16.
Questa prolunga si collega ad un’estremità alla scheda madre, nell’apposito slot PCI Express X16, mentre all’altra estremità va collegata la scheda video.
Le schede video sono ormai molto ingombranti e spesso occupano 2 slot. Per poter utilizzare lo slot PCI Express X1 puoi adoperare una prolunga appositamente progettata.
Per poter posizionare una scheda video in verticale, hai bisogno di un case che supporti questa caratteristica. Ti indico un prodotto della Cooler Master, dichiarato compatibile con i seguenti modelli di case: MasterCase 5, MasterCase Pro 5, MasterCase Maker 5, MasterCase Maker 5t, MasterCase Pro 6, MasterBox 5, MasterBox 5 White, MasterBox 5 MSI Edition, MasterBox 5t.
Se la scheda video è molto pesante, magari a causa di un sistema di dissipazione elaborato, in alcuni casi si può notare una lieve inclinazione della scheda quando viene installata nello slot PCI Express. Per evitare eventuali problemi, è possibile utilizzare dei supporti che permettono di sostenere il peso della scheda video evitando inclinazioni.
Se sono a 4 pin significa che ci sarà un controllo sulla velocità eseguito automaticamente dalla scheda madre. In questo caso la velocità della ventola varia grazie al quarto pin che permette la modulazione del segnale (PWM). In caso contrario, se le ventole hanno un connettore a 3 pin significa che la rotazione è gestita tramite la tensione (DC). Il terzo pin serve solo a segnalare la velocità RPM.
In questo caso a volte si può regolare la velocità con il software Speedfan, ma non sempre funziona. Se la ventola ha un connettore a 3 pin e la tua scheda madre ha un connettore a 4 pin, puoi benissimo collegare il cavo lasciando un pin vuoto sulla scheda madre. Se ti trovi nel caso contrario, quindi la ventola ha un connettore da 4 pin e la scheda madre da 3 pin, potrai sempre collegare la ventola lasciando il pin con il cavo blu, relativo al controllo PWM, scollegato.
Potrebbe rivelarsi molto utile uno sdoppiatore o splitter che permette di alimentare due ventole da un unico connettore presente sulla scheda madre. Se il tuo alimentatore ha un cavo di alimentazione SATA, puoi utilizzare il seguente cavo per sdoppiarlo in due oppure in 4 cavi SATA, a seconda delle tue necessità.
Se il tuo alimentatore è di vecchia generazione e non ha altre prese di alimentazione SATA, puoi utilizzare il seguente adattatore che trasforma un cavo molex in SATA.
Di solito i vari adattatori e sdoppiatori hanno un prezzo basso e ti possono aiutare tantissimo nell’ottenere il giusto cavo di cui necessiti.