Rodzaje wiązek przewodów w elektronice

Wiele wielopłytowych PCB nie będzie używać złączy płyta-płyta ani prostych przewodów do łączenia PCB ze sobą. W przypadku tylko dwóch płyt, które muszą się ze sobą połączyć, wystarczy pojedynczy kabel lub złącze płyta-płyta. Jednak wiele produktów będzie używać wielu PCB, które wszystkie łączą się ze sobą, i liczba kabli zaangażowanych może szybko stać się nie do opanowania wewnątrz obudowy. Rozwiązaniem, aby utrzymać wszystkie te przewody i kable w porządku, może być bardzo proste: zbuduj wiązkę przewodów.

Wiązki przewodów występują w różnych kształtach i rozmiarach i mogą stać się dość skomplikowane zarówno mechanicznie, jak i elektrycznie. Chociaż wymaga to trochę wysiłku projektowego i montażowego, aby stworzyć wiązkę przewodów, która będzie działać w obudowie, wiązki przewodów są warte tego wysiłku. Jest to szczególnie prawdziwe, gdy produkt wchodzi w fazę montażu i musisz zabezpieczyć swoje okablowanie przed błędami. Więc jeśli zastanawiasz się, jakiego rodzaju wiązki przewodów możesz użyć w swoim produkcie, przyjrzyj się tym opcjom.

Pakiety kabli punkt-punkt

Najprostszy typ wiązki przewodów wykorzystuje pakiety kabli punkt-punkt i łączy je razem w jedną wiązkę. Pęczki kabli mogą być pakowane razem za pomocą klejów, taśm, osłon lub siatek. Kable używane w tych wiązkach mogą być kablami dostępnymi w sprzedaży, kablami na zamówienie lub kombinacją tych dwóch. Topologia połączeń, która zwykle wynika z tego, to punkt-punkt ze względu na bezpośrednie połączenia za pomocą tych kabli.

Kable rozgałęzione

Okablowanie wychodzące z złącza może być rozgałęzione, gdzie pojedyncze złącze ma okablowanie rozdzielające się na dwa różne miejsca docelowe. Mogłoby to być użyte do posiadania pojedynczego gniazda na jednej PCB łączącego się co najmniej z dwoma innymi PCB. Jest to bardziej zaawansowany typ wiązki przewodów, który obejmuje mieszanie i dopasowywanie złączy i gniazd na różnych płytach.

Prosty kabel rozgałęziony

Kabel elastyczny drukowany (FPC)

Taśmy elastyczne mogą być również używane jako wiązki przewodów, co pozwoliłoby na mieszanie złączy krawędziowych, złączy montażu powierzchniowego, a nawet złączy przelotowych do interfejsu z grupą PCB. Złącza elastyczne mają przewagę, ponieważ są bardzo płaskie, więc mogą być użyteczne w produktach o bardzo niskim profilu. W niektórych produktach wiązka przewodów w standardowej wiązce przewodów po prostu nie zmieści się w projekcie, więc kabel elastyczny staje się bardzo atrakcyjną opcją.

Niestandardowe elastyczne kable używane jako wiązki mogą mieć wiele rozgałęzień prowadzących do gniazd na różnych PCB.

Używając elastycznego kabla jako wiązki przewodów, należy stosować te same zasady projektowania co dla elastycznego PCB. Główna różnica polega tutaj na wyborze złącz na elastycznym kablu. Złącza na elastycznych kablach, które są podłączane do gniazd na PCB, generalnie nie powinny być montowane powierzchniowo, jeśli taśma elastyczna ma być wielokrotnie podłączana i odłączana. Powodem jest to, że elastyczny poliamid może łatwo oddzielić się od padów SMD. Zamiast tego, należy wybrać złącza SMD, które mają pomocnicze mocowanie przelotowe lub przelotową zakładkę spawalniczą, ponieważ zapobiegnie to pęknięciu lutowia w pobliżu wtyczki złącza i umożliwi wielokrotne łączenie i rozłączanie kabla.

Części do wiązek przewodów: Złącza i Zaciski

Jeśli chcesz zbudować wiązkę przewodów, taką jak przy użyciu rozdwojonych kabli, będziesz musiał wybrać gniazda i pasujące złącza, aby wykonać wymagane połączenia. Dostawcy złącz zazwyczaj nie określają swoich złącz wtykowych jako używanych do wiązek przewodów. Zazwyczaj są to złącza zaciskowe, które pozwalają montażystom na dołączenie przewodu, a następnie zbudowanie zespołu kablowego lub wiązki przewodów. Na przykład, spójrz na poniższe złącze Molex.

To złącze (numer części Molex 5055651401) używa zacisków do mocowania przewodów, które mogą być zintegrowane z niestandardową wiązką przewodów.

Wiązkę przewodów można łatwo zbudować z tego złącza, używając kontaktów zaciskowych, które wsuwa się do złącza. Kontakt zaciskowy zaciska się na przewodzie, co pozwala przewodowi wsunąć się i zabezpieczyć wewnątrz korpusu złącza. Gdy złącze jest połączone z jego gniazdem na PCB, wymagane połączenie elektryczne zostaje ukończone.

Dla montażysty wiązek przewodów, dokumentacja PCB i produktu będzie musiała zawierać te części dla komponentów przewodów i wiązek w BOM. Będziesz musiał uwzględnić:

• Numer części dla pasującego złącza w wiązce przewodów
• Numer części dla wymaganych kontaktów zaciskowych
• Numer części dla przewodów, w tym rozmiar przewodu

To może być uwzględnione w pełnym BOM produktu. Lubię również zawierać te informacje bezpośrednio w schemacie dla łączącego PCB, aby nie było wątpliwości co do tego, jakie jest pasujące złącze, zacisk lub przewód. Niektóre zaciski wymagają specjalnych narzędzi zaciskowych z własnym numerem części, który również powinien być uwzględniony w dokumentacji.

Te materiały będą musiały zostać dostarczone do montażysty wiązek przewodów, aby można było uzyskać kompletną wiązkę przewodów. Wiązka przewodów powinna prawdopodobnie również posiadać własną specyfikację materiałową, a także potrzebować szczegółowego rysunku pokazującego połączenia pinów na każdej wtyczce, jak również numery części dla kompatybilnych zacisków. Dokumentacja wiązek przewodów może być trudna i może wymagać ręcznego rysowania z powodu braku standaryzacji. Skontaktuj się z producentem kabli lub wiązek przewodów, aby upewnić się, że dostarczasz im dokumentację, której potrzebują do poprawnego montażu Twojej wiązki przewodów.

Wykorzystaj współpracę MCAD do wymiarowania okablowania

Przy budowie niestandardowej wiązki przewodów lub zestawu kabli, projektanci historycznie uciekali się do przeciągania kabli przez prototypową obudowę za pomocą nawiniętego drutu, a nawet używając sznurka. Następnie wiązka musiałaby być montowana ręcznie, aby sprawdzić, czy zmieści się w obudowie. Jeśli jako wiązki używano kabla elastycznego, wówczas należałoby zbudować prototyp elastyczny, co może być dość kosztowne przy użyciu cienkich taśm poliimidowych.

Oczywiście jest to kosztowne i czasochłonne, szczególnie gdy próbuje się jedynie oszacować długość okablowania wewnątrz obudowy. Dzisiejsze zespoły projektowe powinny zamiast tego wykorzystać aplikacje MCAD i modele 3D obudowy, aby oszacować i wymierzyć okablowanie. Te narzędzia mogą łatwo rysować okablowanie o różnych kształtach i rozmiarach, jak również wstawiać zgięcia, aby zobrazować ścieżki kabli wewnątrz wiązki przewodów.

Wiązka przewodów zaprojektowana w SolidWorks

Dodatkową korzyścią jest to, że pozwala to również na eksperymentowanie z umiejscowieniem złączy w modelu mechanicznym 3D PCB wewnątrz obudowy. Modele 3D złączy, takie jak modele STEP, są szeroko dostępne od większości producentów złączy i mogą być szybko użyte w aplikacjach ECAD i MCAD.

Zakładki spawalnicze na tym złączu z zatrzaskiem (numer części Samtec PES-04-01-S-VT-LC) zapewniają dodatkowe wzmocnienie dla wszelkich złączy interfejsowych montowanych na elastycznym kablu.

Niezależnie od tego, czy potrzebujesz zbudować elektronikę mocy czy zaawansowane systemy cyfrowe dla produktów komercyjnych, użyj kompletnego zestawu funkcji projektowania PCB i światowej klasy narzędzi CAD w Altium Designer®. Aby zaimplementować współpracę w dzisiejszym środowisku interdyscyplinarnym, innowacyjne firmy korzystają z platformy Altium 365™, aby łatwo udostępniać dane projektowe i wprowadzać projekty do produkcji.

Dotknęliśmy tylko powierzchni możliwości, jakie oferuje Altium Designer na Altium 365. Rozpocznij swoją darmową wersję próbną Altium Designer + Altium 365 już dziś.