Meilleures pratiques pour sélectionner des connecteurs renforcés

Des connecteurs reliant les équipements essentiels entre eux sont requis pour garantir la distribution des données, des signaux ou de l'alimentation entre les différents composants d'un système. Par exemple, les connecteurs acheminent la sortie d'un microphone vers un amplificateur. De même, la connexion d'alimentations à des radars et autres systèmes de communication, et de capteurs à des processeurs de données pour transmettre des signaux analogiques ou numériques, ne constituent que deux des nombreuses utilisations des connecteurs dans les opérations quotidiennes.

Les technologies de connexion continuent d'évoluer au même rythme que les cas d'utilisation de ces composants essentiels. Même si le secteur militaire demeure l'un des plus grands marchés de demain pour les connecteurs, la demande ne se limite pas à ce seul secteur. À l'échelle mondiale, le marché des connecteurs renforcés devrait croître à un rythme soutenu avec un taux de croissance annuel composé de 3,5 % jusqu'en 2030, selon une étude de marché de Lucintel.

Avancées des technologies de connecteurs

Les connecteurs ont une longue histoire, qui a commencé avec un connecteur circulaire commandé pour l'avion Douglas DC-1 dans les années 1930. James Cannon d'ITT Cannon a développé le produit. Depuis lors, les technologies de connecteurs et les vastes gammes de produits disponibles ont évolué pour répondre à la demande de l'industrie. Retracer ces avancées dans les technologies de connecteurs donne un aperçu des nombreux cas d'utilisation des connecteurs dans l'industrie.

Des produits conçus pour les hautes températures

Les opérations militaires dans des conditions climatiques extrêmes ou les missions spatiales requièrent des connecteurs non seulement capables de supporter des températures extrêmes, mais également de résister à des cycles rapides entre deux états de température radicalement différents. Les avancées technologiques des connecteurs ont permis une composition matérielle qui tolère de telles conditions sans compromettre les performances.

Matériaux légers

Le poids a toujours été une considération importante dans les applications aérospatiales, où chaque gramme influe sur l'aérodynamisme et la consommation de carburant. Aujourd'hui, le sujet fait l'objet de nouvelles recherches, car les connecteurs sont utilisés dans les systèmes de conduite autonome, les véhicules électriques (VE), la robotique et l'automatisation industrielle. Les charges importantes et la durée de vie des batteries étant inconciliables, les connecteurs sont fabriqués avec des composites légers pour répondre aux contraintes d'ingénierie et de conception.

Conceptions modulaires

Les exigences en matière d'infrastructures évoluent fréquemment et les solutions d'aujourd'hui peuvent être obsolètes demain. Dans de tels cas, l'approche consistant à complètement remplacer les composants est à la fois coûteuse et inefficace. Les connecteurs modulaires résolvent ce problème en permettant de remplacer des composants de manière sélective. Les utilisateurs peuvent également combiner différentes configurations pour une plus grande flexibilité afin de répondre à des besoins personnalisés.

Miniaturisation des composants

L'adoption de capteurs dans de nombreux cas d'utilisation, y compris les systèmes automobiles, accroît le besoin de connecteurs dans un plus vaste choix de tailles. La miniaturisation aide les ingénieurs de conception à développer des circuits compacts pouvant s'intégrer dans des espaces plus restreints, un impératif dans une variété d'applications s'étendant du secteur militaire à l'aérospatiale et au-delà.

L'essor des connecteurs renforcés

La croissance de la demande en matière de technologies de connecteurs renforcés coïncide vraisemblablement avec l'essor des machines connectées dans le secteur industriel. L'IoT industriel requiert la collecte de données à partir de capteurs susceptibles de devoir résister à de nombreuses conditions difficiles.

Bien que l'on puisse facilement imaginer que les data centers sont le cœur de l'informatique et de l'information en temps réel, les décisions basées sur les données constituent le fondement de la plupart des opérations modernes. Les secteurs militaire, aérospatial, ferroviaire, gazier et pétrolier, agricole, robotique et de l'automatisation des usines dépendent tous de données en temps réel, mais les conditions opérationnelles et environnementales sur le terrain sont loin d'être idéales. L'équipement doit pouvoir supporter l'exposition à des températures extrêmes, à la saleté et à des vents violents sans perdre la vitesse et l'intégrité des signaux. Tous les équipements matériels — jusqu'aux connecteurs utilisés pour les communications, les réseaux, la transmission de données et d'alimentation sur le terrain — doivent être renforcés.

Spécifications exigeantes pour connecteurs renforcés

Tous les connecteurs renforcés ne sont pas identiques ; les caractéristiques des connecteurs sont déterminées par de multiples conditions de fonctionnement. Voici quelques bonnes pratiques à suivre lors du choix d'un connecteur :

• Application finale : il est important de déterminer si le connecteur sera utilisé dans un environnement médical (auquel cas il devra peut-être résister à la stérilisation), dans une zone de guerre ou sous l'eau. Les connecteurs CA/5015 d'ITT Cannon, par exemple, constituent des interconnexions robustes, conçues pour les applications les plus exigeantes. Développés à l'origine pour l'aviation commerciale, ces connecteurs sont désormais largement utilisés dans les secteurs de l'armée, des transports, de l'industrie et des équipements lourds.
• Poids du système final : le poids peut affecter les performances d'un connecteur simplement en augmentant la pression aux extrémités et en entraînant l'usure. Le poids est également important pour les systèmes alimentés par batterie comme les robots ou les machines semi-autonomes, car la puissance nécessaire pour transporter un poids supplémentaire peut réduire la durée de vie des batteries. Le poids détermine également le matériau du boîtier des connecteurs. Les boîtiers en aluminium léger réduisent le poids final.
• Cybersécurité et besoin de furtivité : les opérations militaires exigent des systèmes capables de ne pas être détectés par l'ennemi. Cela requiert des techniques de blindage spéciales dans des connecteurs renforcés. Les capots entièrement métalliques préservent les signaux électroniques et empêchent les interférences électromagnétiques. La série CA/5015 d'ITT Cannon offre une gamme étendue de capots avec des connexions utilisant des fils individuels ou des câbles gainés en versions blindées ou non blindées.
• Forme des connecteurs : les connecteurs sont disponibles dans une variété de formes, y compris circulaires, rectangulaires, lames, modulaires, et plus. Les connecteurs circulaires sont la variante la plus courante pour la transmission d'alimentation, de signaux ou de données. Les broches sont plus faciles à aligner lors du raccordement et la conception circulaire garantit l'étanchéité compacte. Les connecteurs circulaires sont dotés de nombreuses broches ou contacts disposés selon un modèle de grille spécifique pour s'adapter aux différents types de connexions nécessaires, comme l'alimentation ou les données.

Types de systèmes de verrouillage

Une fois que le connecteur relie deux systèmes, il doit être verrouillé afin que la connexion ne se desserre pas et n'affecte pas la transmission de l'alimentation et des données ou la qualité du signal. Les systèmes de verrouillage les plus courants incluent un mécanisme de couplage fileté de type vis pour maintenir les connexions fermement en place, et un mécanisme push-pull où les connexions sont verrouillées par pression et déverrouillées par traction. Les connecteurs tels que le TBF10SL-4PS-B d'ITT Cannon (Figure 1) sont dotés d'un mécanisme à baïonnette, avec des broches et des rainures qui se verrouillent par simple rotation.

Le mécanisme de couplage fileté offre une résistance supérieure aux vibrations, ce qui est particulièrement utile dans les applications aérospatiales et militaires.

Figure 1 : Le connecteur circulaire renforcé TBF10SL-4PS-B d'ITT Cannon utilise un mécanisme de verrouillage à baïonnette. (Source de l'image : ITT Cannon, LLC)

Cycles de raccordement

Le cycle de raccordement est le processus par lequel la fiche et la prise se connectent et se déconnectent. Le branchement et le débranchement répétés de l'équipement peuvent provoquer l'usure des fils dans le connecteur. C'est pourquoi les connecteurs sont répertoriés en fonction du nombre de cycles de raccordement qu'ils peuvent supporter. Une unité fiable peut supporter des centaines de tels raccordements sans dommages significatifs.

Protection contre les infiltrations

La Commission électrotechnique internationale (CEI) a institué une série de normes pour évaluer l'efficacité de la protection des équipements électriques contre des dangers tels que la saleté et l'eau. Ces classifications sont particulièrement importantes dans les opérations militaires, où les équipements doivent fonctionner dans des conditions très difficiles, par exemple en présence de poussière et de grêle, et où les performances sont constamment mises à l'épreuve. Une exposition répétée au sable abrasif ou à l'eau peut corroder les câbles électroniques, détériorer la transmission des signaux et créer des problèmes qui empêchent des connexions solides. Les environnements extrêmes exigent généralement que les connecteurs présentent un indice de protection IP68 ou supérieur.

Les connecteurs répondant aux spécifications militaires (MIL-SPEC) satisfont à ces exigences et à bien d'autres encore. Les connecteurs circulaires respectent généralement les normes MIL-SPEC telles que MIL-DT-5015, auxquelles répondent les connecteurs CA/5015 d'ITT Cannon (Figure 2). Ces connecteurs circulaires fonctionnent bien sur une large de températures s'étendant de -55°C à +200°C.

Figure 2 : Les connecteurs CA/5015 d'ITT Cannon sont des solutions robustes et polyvalentes pour les environnements exigeants. (Source de l'image : ITT Cannon, LLC)

Les connecteurs CA/5015 d'ITT Cannon conviennent parfaitement aux applications de défense, ferroviaires, aérospatiales et industrielles, ainsi que pour l'automatisation des usines et la robotique. La série offre cinq polarisations différentes permettant aux utilisateurs de s'assurer que les composants sont raccordés dans l'orientation correcte afin d'éviter d'endommager les circuits. Les connecteurs sont disponibles dans une variété d'options de placage : cadmium, étain-zinc (placage J), zinc-nickel bleu, zinc-cobalt noir et compositions de nickel. Les connecteurs sont également conformes à la directive RoHS (Restriction of Hazardous Substances), une réglementation de l'Union européenne régissant l'utilisation de certains matériaux dangereux dans les équipements électriques et électroniques.

Conclusion

Le fonctionnement vital des équipements électroniques et électriques dans les environnements difficiles est impératif dans de nombreux secteurs, y compris la fabrication discrète, les installations pétrolières et gazières, les technologies solaires et éoliennes, et les opérations industrielles telles que l'exploitation minière. Étant donné que de nombreuses opérations industrielles et militaires actuelles s'appuient sur les données en temps réel, le matériel informatique et les capteurs ont besoin de composants éprouvés pour prendre en charge une infrastructure de terrain robuste. Les connecteurs renforcés tels que ceux de la série CA/5015 d'ITT Cannon jouent un rôle clé dans la réalisation de cette mission et répondent aux besoins des opérations basées sur les données dans tous les secteurs.