Un'introduzione completa ai connettori per circuiti stampati

Con l'avvento della tecnologia, si stanno introducendo sistemi elettronici complessi che richiedono un'elevata compattezza e precisione. Componenti PCBA su di essi. Per collegare due fili di un sistema complesso si utilizzano connettori speciali. Le ragioni per effettuare un collegamento possono essere molteplici, ad esempio per distribuire segnali di alimentazione o segnali di dati. L'uso dei connettori a morsettiera rende più professionale il percorso dei cablaggi complessi.

Che cos'è un connettore o una morsettiera PCBA

I connettori PCBA, noti anche come blocchi elettronici, terminali di montaggio o morsettiere, vengono montati sulla scheda PCB mediante la tecnologia di assemblaggio SMT o la tecnologia a foro passante della Assemblaggio di PCB società. Si tratta di dispositivi modulari e isolati che vengono montati su circuiti stampati e sono generalmente utilizzati per realizzare una connessione sicura tra più fili. Le morsettiere non solo sono utilizzate per unire due o più fili in un unico sistema elettronico, ma riducono anche la necessità di utilizzare saldatori, fili per saldare e nastri isolanti. Le connessioni effettuate tramite morsettiere sono più sicure, facili, veloci e affidabili di qualsiasi altra tecnica di connessione. 

Per separare i blocchi di morsettiere elettricamente adiacenti, essi sono costituiti da un corpo solido di materiale isolante, in particolare plastica o ceramica. La parte interna della morsettiera ha il compito di condurre il segnale attraverso il morsetto, quindi è costituita da un materiale conduttore, in particolare rame e materiale resistente alla corrosione. In genere, l'elemento portatore di corrente, tipicamente una barra o una striscia metallica, è alloggiato all'interno del corpo isolante di una morsettiera. Le morsettiere hanno in genere un design modulare e la loro disposizione di montaggio consente di montarle o smontarle facilmente su qualsiasi circuito stampato. 

Tipi di connettori PCBA

Di seguito sono riportati i diversi tipi di connettori per circuiti stampati in base ai metodi di cablaggio e all'utilizzo.

Classificazione basata sui metodi di connessione dei fili:

  • Morsettiera a vite

I terminali a vite sono chiamati anche terminali a vite o coprimorsetti; in base alle dimensioni e allo spessore del cablaggio, si dividono in P1/P2/P3/P4/P6, ecc. Questo tipo di connettore è il più diffuso negli impianti elettrici e consiste in un corpo isolato con viti che servono a trattenere i fili.  

Utilizzo: 1. Inserire il filo dalla parte inferiore del manicotto e collegarlo alla parte inferiore del conduttore metallico. 2. Far passare l'altro filo attraverso la scanalatura del filo e stringere il cappuccio rotante in modo che la testa del conduttore metallico trafigga il filo e si colleghi.

Morsettiera PCB a vite

  • Morsetti a molla

La differenza principale tra la morsettiera a gabbia elicoidale e la morsettiera a vite è solo il metodo di collegamento del filo. In genere si usa un piccolo cacciavite per spingere verso il basso una linguetta con molle, che fa spazio per il filo da inserire, e dopo aver rilasciato la linguetta la molla spinge indietro per tenere il filo in posizione. 

Connettori PCB con gabbia a molla

  • Morsettiere Connettore PCB

Come suggerisce il nome, si riferisce a una parte isolante che può trasportare più gruppi di componenti di collegamento reciprocamente isolati e fornire supporto e fissaggio. Le viti sono utilizzate per fissare i fili nelle morsettiere. Il corpo vero e proprio è ciò che le distingue dalle morsettiere a vite. Le morsettiere sono tipicamente utilizzate in applicazioni che non richiedono una guida DIN. Queste morsettiere vengono utilizzate soprattutto quando sono necessarie morsettiere di piccole dimensioni, ad esempio per la riparazione dei cavi.  

Morsettiera PCBA

  • Morsettiera a innesto

In questo tipo di morsettiera sono disponibili connettori a innesto maschio e femmina. Normalmente, i fili vengono collegati al lato maschio. Successivamente, le parti maschio e femmina possono essere collegate o scollegate inserendo il lato maschio nel lato femmina della morsettiera. Sono utilizzati soprattutto in applicazioni che richiedono il collegamento e lo scollegamento frequente dei componenti.

Morsettiera a innesto

  • Morsetti a pressione

Con l'accelerazione del processo di miniaturizzazione dei dispositivi elettronici, sempre più utenti utilizzano i blocchi push-in. Questo connettore è una variante di un connettore meccanico, solitamente autobloccante. Sono dotati di una o più porte che possono utilizzare un solo filo per porta; per scollegarli è sufficiente torcere e tirare il filo. La loro caratteristica principale è che possono essere riutilizzati con fili solidi della stessa dimensione o più piccoli.

Le morsettiere a pressione sono simili alle morsettiere a molla nell'aspetto. La differenza con gli altri tipi di morsetti è che questi hanno un punto che deve essere spinto. A volte è possibile fissare i fili con le dita, ma si consiglia di utilizzare un cacciavite. 

Morsettiere PCBA push-in

  • Morsettiera IDC

Il connettore a spostamento di isolamento, o IDC, è stato utilizzato per la prima volta nel settore delle telecomunicazioni. È una delle suddivisioni della categoria dei dispositivi di connessione. L'applicazione più comune è il cablaggio delle schede madri dei computer e, con l'aggiornamento di questa tecnologia, sempre più veicoli autonomi lo utilizzano nei cablaggi.

Utilizzo: Prima dell'inserimento, non è necessario rimuovere l'isolamento del filo. All'interno della morsettiera, due lame affilate rimuoveranno l'isolamento per realizzare il collegamento del filo desiderato. 

Morsettiera IDC

Classificazione in base all'uso del connettore:

  • Morsetto di terra

I terminali collegati alle apparecchiature elettroniche con messa a terra sono chiamati terminali di terra e sono per lo più morsettiere a vite, generalmente utilizzate per collegare il filo alla terra.

A causa della necessità di contatto con la terra, il materiale di questo connettore per circuiti stampati è quasi tutto rame, ma esistono anche terminali di transizione rame-alluminio. Poiché questo tipo di terminale è realizzato con materiali più costosi e ha capacità anticorrosione, il suo prezzo è più elevato ed è ampiamente utilizzato in settori avanzati come l'industria petrolchimica e i binari dei tram ad alta velocità.

Connettore terminale di terra PCBA

  • Morsetto con fusibile Morsetto a blocco

Questo tipo di morsettiera non richiede l'uso di un circuito di protezione della corrente esterno, poiché è dotata di un fusibile interno. Il fusibile è in serie con i fili in entrata e in uscita. Alcuni di questi morsetti sono dotati di un LED di segnalazione di guasto del fusibile che aiuta a visualizzare il fusibile interno. 

PCBA Morsetto con fusibile Morsetto a blocco

  • Morsettiera per termocoppia

Un blocco per termocoppie accetta i conduttori delle termocoppie per effettuare un collegamento. Una tipica morsettiera non può essere utilizzata per collegare i conduttori delle termocoppie, perché ogni volta che un conduttore della termocoppia si collega a un materiale conduttore si forma una giunzione indesiderata.

Morsettiera per termocoppia PCB

I terminali dei connettori PCB sono sicuri?

Le morsettiere sono solitamente realizzate in plastica, il che significa che sono elettricamente sicure al tatto, in quanto limitano l'accesso ai terminali sotto tensione che possono presentare alcune tensioni. Le morsettiere migliorano anche la sicurezza degli impianti elettrici. A tal fine, isolano, mettono a terra e proteggono altri componenti dell'impianto elettrico. I connettori a morsettiera consentono inoltre un accesso più sicuro ai terminali sotto tensione e possono essere utilizzati come punti di prova per misurare tensioni o altri parametri elettrici in modo elettricamente protetto. In questo modo, le morsettiere rendono più facile e sicuro il collaudo durante la ricerca di guasti nei sistemi elettrici. Di seguito viene fornita un'introduzione ai materiali di produzione del connettore:

  • Plastica termoindurente EP

Offre un'eccellente stabilità fisica e un'elevata resistenza alla fiamma. Il principale svantaggio dell'utilizzo di questo materiale è la scarsa tenacità. 

  • Policarbonato termoplastico PC

Offre proprietà altamente isolanti. Stabilità geometrica, buona tenacità e buona resistenza termica sono alcuni dei vantaggi offerti da questo materiale, ma a causa dell'elevata tenacità, le sollecitazioni superiori a certi limiti possono causare rotture e incrinature. 

  • Poliestere termoplastico PBT

Il vantaggio principale dell'utilizzo di questo materiale è che offre un'elevata resistenza alla fiamma, stabilità geometrica ed eccellenti proprietà elettriche. 

  • Nylon rinforzato con fibra di vetro PA-F

Questo materiale offre un basso assorbimento d'acqua e un'elevata rigidità ed è adatto all'uso nella protezione ad alta tensione.

Applicazione della morsettiera PCBA

L'applicazione principale delle morsettiere è generalmente quella dei quadri elettrici e degli impianti elettrici, per collegare i fili a punti specifici di un circuito in modo semplice e sicuro. Semplificano il cablaggio dell'impianto elettrico consentendo di collegare e scollegare facilmente i fili. In genere si trovano in: 

  • Pannelli elettrici 
  • Dispositivi elettrici 
  • Messa a terra elettrica 
  • Componenti che richiedono collegamenti e scollegamenti frequenti 
  • Sui componenti che si guastano o devono essere sostituiti
  • Punti di terminazione del motore
Conclusione

Quando si progetta un sistema elettrico complesso, le sbarre collettrici e le barre di distribuzione PCBA I morsetti si rivelano strumenti preziosi. Sul mercato sono disponibili vari tipi di morsettiere. I morsetti per circuiti stampati rendono più facile e comodo il collegamento, oltre a consentire un maggior numero di connessioni in uno spazio ridotto e in modo più professionale.

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