Polscy producenci i dystrybutorzy złączy śrubowych

W wielu popularnych i profesjonalnych aplikacjach złącza śrubowe pełnią rolę interfejsu łączącego elektronikę ze światem zewnętrznym. Komponenty umieszczone na płytce drukowanej zawsze trzeba w jakiś sposób połączyć z elementami wykonawczymi, czujnikami i regulatorami, koniecznie jest też doprowadzenie napięcia zasilającego i wielu innych sygnałów z przełączników, czujników, itd.

Coraz większy stopień skomplikowania urządzeń elektronicznych, nowe zastosowania i aplikacje powodują, że liczba sygnałów, jakie docierają do urządzeń lub są przez nie generowane stale rośnie. Zjawisko to jest jedną z przyczyn, dla której złącza śrubowe zyskały w ostatnich latach sporą popularność i znajdują się obecne w ofercie wielu firm elektronicznych.

Właściwości złączy śrubowych

W najprostszym wykonaniu złącza te przeznaczone są do montażu przewlekanego w płytce drukowanej i pozwalają na podłączenie kabla. Oprócz tej podstawowej opcji dostępny jest cały szereg wersji specjalistycznych, które zostały dopasowane do specyficznych wymagań aplikacyjnych.

Złącza śrubowe do płytki drukowanej wykonywane są najczęściej w formie modułowej. W wersji najprostszej charakteryzują się one możliwością spinania elementarnych złączy dwu- lub trójstykowych w dłuższe listwy po to, aby dopasować liczbę końcówek stosownie do potrzeb.

W innych wersjach modułowość dotyczy całego złącza, a więc obudowy i styków, które można wybierać z bogatych zestawów tworząc konstrukcje indywidualne. Takie rozwiązania przydają się szczególnie w sytuacjach, gdzie ilość dostępnego miejsca w obudowie jest ograniczona i jedno złącze służy do transmisji zarówno zasilania o dużej mocy, jak i słabych sygnałów z czujników.

Kolejna modyfikacja, która znacznie zwiększa liczbę dostępnych na rynku wersji i wykonań złączy, wiąże się z pozycją kabla i śruby zaciskającej w stosunku do płytki drukowanej. Podstawowy typ złącza ma śrubę umieszczoną w pionie, która mocuje kabel układający się poziomo. Inne rozwiązania tworzą wszystkie możliwe kombinacje tego układu łącznie z takimi, gdzie kabel wchodzi do złącza pod określonym kątem, co jest użytecznie, gdy łączone są dwie płytki drukowane znajdujące się blisko siebie. Różne położenia śruby w stosunku do położenia płytki pozwalają zastosować złącza np. w ciasnej obudowie, umieszczając je blisko ścianki.

Wiele zalet, jakimi charakteryzują się złącza śrubowe i ich bogaty asortyment dostępny na rynku powoduje, że konstruktorzy chętnie sięgają po te elementy, nie zastanawiając się nawet, nad możliwością skorzystania z innych rozwiązań elementów łączeniowych. Jest to szczególnie istotne w urządzeniach narażonych na drgania, sygnałach wysokiej częstotliwości, niskonapięciowych sygnałach z czujników, na przykład z termopar lub czujników ciśnienia oraz w aplikacjach, które wymagają częstego montowania i demontowania kabli.

Ograniczenia te wynikają z wad podstawowej konstrukcji opierającej się na sprężystej blaszce, która popychana śrubą zaciska kabel w metalowym gnieździe. Drgania i negatywny wpływ środowiska na stan powłoki galwanicznej pokrywającej styki osłabia z czasem jakość połączenia, dlatego wielu producentów stosuje rozwiązania niwelujące znaczenie tych wad.

Są to konstrukcje windowe, w których element dociskający jest znacznie solidniejszy i precyzyjnie prowadzony wewnątrz wyprofilowanej konstrukcji metalowej oraz kilka rozwiązań, w których śruba została zastąpiona sprężyną zakleszczającą przewód. Złącza tego typu charakteryzują się dużą odpornością na wibracje i można je poznać po tym, że demontaż przewodu wymaga odsunięcia styku za pomocą wkrętaka lub przycisku.

Wykonanie to zapobiega też możliwości zniszczenia kabla przez zbyt mocne zaciśnięcie śruby. Jest to jedna z częstych awarii, która pojawia się, gdy do złącza dużego, a więc przeznaczonego do mocowania kabla o dużym przekroju, użyty zostanie cienki przewód sygnałowy.

Nowością na rynku są złącza śrubowe przeznaczone do montażu powierzchniowego. Nie umożliwiają one montażu kabli o dużej średnicy ani też nie pozwalają na transmisję sygnałów o dużej mocy, jednak mogą być montowane automatycznie. Coraz więcej konstrukcji elektronicznych opiera się całkowicie na wykorzystaniu elementów SMD, dlatego pojawienie się takich złączy na rynku było w zasadzie tylko kwestią czasu.

Pojawiające się zmiany w budowie złączy dotyczą również obudowy. Jej kształt modyfikuje się tak, aby uniemożliwić przypadkowe dotknięcie styku, co chroni przed porażeniem. Popularne są też wykonania dwuczęściowe w których istnieje możliwość rozłączenia całego złącza bez konieczności demontażu kabli.

Opcja ta jest szczególnie wygodna w przypadku, gdy istnieje konieczność częstego demontażu urządzenia, np. w serwisie. Obudowa może zawierać osłonę prowadzącą, której zadaniem jest trzymanie kabla i nie dopuszczenie do pękania drutu w miejscu styku. Przydatnym drobiazgiem jest także dodanie pola, które umożliwia opisanie styków.

Specjalistyczne rozwiązania wykorzystują również ruchome osłony przewodu, dzięki którym ograniczony zostaje dostęp do metalowych części, co redukuje możliwość przypadkowych zwarć, np. od postrzępionego kabla. Złącza śrubowe do druku występują w różnych wielkościach, co wiąże się z maksymalnymi dopuszczalnymi wartościami prądów i napięć. Odstęp pomiędzy wyprowadzeniami zmienia się od 2,5 do 10mm, dostępne są wersje z rastrem metrycznym i calowym. Maksymalny prąd dla typowych komponentów wynosi około 50A.

Terminal block

Omawiane w raporcie złącza śrubowe realizujące połączenie kabel – płytka drukowana określane są w literaturze zagranicznej terminem terminal-block. Nazwa ta oddaje pełnioną funkcję, która związana jest ze zdolnością do łączenia pojedynczych elementów złączy w większą całość i realizacją styku urządzenia ze światem zewnętrznym. Pod względem parametrów elektrycznych złącza terminal-block lokują się na pograniczu złączy sygnałowych i zasilających, co nadaje im uniwersalny charakter.