Waarom kiezen voor hefboomaansluitklemmen in printplaten

Gedrukte printplaten, de bouwstenen van elektronische circuits, bestaan uit een aantal componenten. Aansluitklemmen zijn zo'n onderdeel dat twee draden of een draad en een printplaat met elkaar verbindt in elektrische of elektronische circuits. Verschillende elektrische, mechanische en andere factoren bepalen de selectiecriteria voor klemmenblokken.

Het computerecosysteem dat het gebruik van aansluitklemmen stimuleert

Naarmate meer bedrijven, zelfs bedrijven die traditionele productielijnen exploiteerden, datagestuurd worden, groeit Industrial IoT (IIoT) om deze verandering te accommoderen. Het aantal IoT-apparaten wereldwijd zal naar verwachting 40 miljard bedragen in 2030.

Naast de opkomst van het internet van de dingen, zorgen de volgende trends voor een grotere vraag naar een verscheidenheid aan elektrische en elektronische componenten:

• Industry 4.0 en 5.0: IIoT en robots zijn hoekstenen van geavanceerde productie. Beide vereisen veel sensors en elektronische apparatuur om machinegegevens te lezen en informatie door te geven voor verwerking. De groei van de industriële automatisering stimuleert de vraag naar elektronische schakelingen en dus ook naar aansluitklemmen.
• AI en edge computing: IIoT-operaties hebben gegevens voor verwerking naar de cloud geleid, maar dat is aan het veranderen door de behoefte aan realtime, split-second besluitvorming. Het gebruik van AI aan de rand heeft de vraag naar krachtige computers doen toenemen, wat op zijn beurt geavanceerde en complexe schakelingen vereist.
• Ontkoling en elektrificatie van de economie: Naarmate de drang naar decarbonisatie toeneemt, zullen meer elektrische circuits in gebruik worden genomen via een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder elektrische en hybride voertuigen en elektrische elektriciteitsnetten.

In deze bredere context van de groei van elektrische en elektronische circuits zal de vraag naar aansluitklemmen ook toenemen. De wereldwijde markt voor aansluitklemmen zal tegen 2027 naar verwachting $5,2 miljard bedragen, en groeien met een CAGR van 5,7%.

Aansluitmechanismen voor aansluitklemmen

Aansluitklemmen kunnen worden ingedeeld in verschillende categorieën en een van hun onderscheidende kenmerken is het mechanisme dat wordt gebruikt om verbindingen te maken. Een schroefblok gebruikt een schroef om een draad op zijn plaats te houden. Een drukknopmechanisme houdt in dat je een knop indrukt, een draad inbrengt en de knop loslaat zodat de draad vastklemt.

Bij een indrukaansluitklem duwt de gebruiker de draad er gewoon in en een veerklem vergrendelt hem. Zo werken de aansluitklemmen met hefboom voor printplaten van de 2601-serie van WAGO met de gepatenteerde Push-In CAGE CLAMP-aansluittechniek®. Om de verbinding te maken, duwt de gebruiker de draad op zijn plaats. Om de draad vrij te maken, draait de gebruiker de hendel omhoog, waardoor de druk op de klem vermindert (Afbeelding 1). Door de eenvoudige opklap- en neerklapbediening is de hefboomaansluitklem eenvoudig en snel te gebruiken.

Afbeelding 1: Hendels op aansluitklemmen zorgen voor snelle en eenvoudige aansluitingen dankzij een eenvoudig mechanisme dat draden vastklemt en op hun plaats houdt. (Bron afbeelding: WAGO)

Voordelen van hefboomverbindingen

Het klemmenblok met hefboombediening biedt een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van andere vergrendelingsmechanismen:

• Zonder gereedschap: Doordat je geen schroevendraaier hoeft te gebruiken om de draden aan te spannen, verloopt de montage sneller en efficiënter. Toepassingen waarbij de bedrading vaak moet worden gewijzigd, zoals in veldinstallaties of laboratoriumprototypes, hebben vooral baat bij de hefboomaansluitklem.
• Minder belasting op draden: Apparatuur gaat waarschijnlijk langer mee omdat draden niet zijn vastgeschroefd en daardoor minder onderhevig zijn aan slijtage. Het aansluiten en opnieuw verbinden van draden is eenvoudiger en minder belastend voor circuits, wat de levensduur ten goede komt.
• De juiste hoeveelheid kracht: Inschroefmechanismen voor aansluitklemmen lopen het risico dat ze te vast worden aangedraaid. Verhoogde druk door te strak aandraaien kan draden sneller beschadigen, waardoor de levensduur van elektrische en elektronische onderdelen afneemt. Indrukaansluitklemmen met een hendelontgrendeling maken gissen overbodig naar de hoeveelheid kracht die nodig is om draden op hun plaats te houden.
• Sterkere en consistentere verbindingen: Inschroefmechanismen lopen ook het risico op losse verbindingen, wat leidt tot defecte signalen en gegevensverlies. Het gebruik van een aansluitklem met push-in-klemtechnologie garandeert consistente verbindingen die niet veranderen met de expertise van de technicus. Consistentie en volledig contact maken deze aansluitklemmen bijzonder nuttig in omgevingen met veel trillingen, zoals industriële productie en ruimtevaart.
• Flexibiliteit en compatibiliteit: Wanneer IoT-sensors geïntegreerd worden met grotere elektrische circuits, zullen ze waarschijnlijk een niet-uniforme mix van draden opleveren, die allemaal verbindingen nodig hebben om gegevens en signalen door te geven. Het gebruik van indrukaansluitklemmen met een hendelontgrendeling is compatibel met verschillende soorten draad - massief, geslagen of fijndradig.
• Gebruiksvriendelijk: Dankzij de hendelontgrendeling voor aansluitklemdraden is het gemakkelijker om te zien of de aansluiting vergrendeld of ontgrendeld is. Visuele en tactiele aanwijzingen maken het gebruik eenvoudiger en verkleinen de kans op fouten bij het instellen van uitgebreide schakelingen.

Inspectie en onderhoud zijn ook eenvoudiger door de modulaire structuur van elke blokunit. Modulaire ontwerpen zorgen er ook voor dat draden sneller kunnen worden verwisseld. Technici hoeven niet hele printplaten te verscheuren en te vervangen wanneer ze wijzigingen aanbrengen; in plaats daarvan kunnen ze zich richten op de specifieke secties waaraan moet worden gewerkt en modules selectief vervangen.

De juiste aansluitklem kiezen

Naarmate schakelingen complexer worden en er meer vraag naar is, zal het vinden van de juiste aansluitklem voor het aansluiten van draden zich waarschijnlijk richten op eenheden die kunnen presteren onder extreme omgevingsomstandigheden en kunnen worden verpakt in kleinere vormfactoren.

De criteria waarmee rekening moet worden gehouden voordat een aansluitklem wordt gekozen, zijn onder andere de stroom en spanning die de circuits moeten verdragen. Ontwerpers laten meestal wat ruimte in de getallen (150% van de benodigde waarde) voordat ze een product selecteren. Het aantal polen bepaalt het aantal circuits dat de aansluitklem kan bevatten. De toelaatbare spanning/stroom van het klemmenblok, kruip, enz. bepalen de pitch van de klem, dat is de afstand tussen het midden van de ene pool en de volgende (Afbeelding 2). Tot slot moeten ontwerpers ervoor zorgen dat de behuizing voor de aansluitklem geschikt is voor de draden, een maat die meestal wordt gespecificeerd in American Wire Gauge (AWG).

Afbeelding 2: De pitch van de aansluitklem, een van de selectiecriteria voor circuitontwerpers, is de afstand tussen het midden van de ene pool en de volgende. (Bron afbeelding: WAGO)

Voordat je een aansluitklem kiest, moet je de elektrische prestaties, mechanische parameters en andere aspecten in overweging nemen. Zo zijn bijvoorbeeld de aansluitklemmen met hefboom voor printplaten van de 2601-serie van WAGO compact en gereedschapsloos, zodat een snelle en eenvoudige aansluiting van draad van 26 AWG tot 14 AWG mogelijk is. Op basis van de gepatenteerde Push-In CAGE CLAMP®-aansluittechnologie van WAGO worden massieve en fijnaderige geleiders met adereindhulzen aangesloten door ze in de klem te duwen.

Met de mogelijkheid om verticaal of horizontaal op de printplaat te worden aangesloten en met een pinafstand van slechts 3,5 mm neemt de 2601-serie minimale printplaatruimte in beslag. Met de 2601-serie is het WAGO-assortiment aansluitklemmen met hefboom ideaal voor apparaataansluitingen in het veld, ongeacht de vermogensklasse. De gereedschapsloze bedrading is intuïtief voor wereldwijd gebruik en de hefboomtechnologie zorgt ervoor dat het contactpunt altijd veilig is. De serie vindt toepassingen in voedingen, besturingsborden, apparaatfabricage/apparaataansluitingen, interfacemodules, sensors, smart homes en besturingsborden.

Conclusie

Aansluitklemmen zijn cruciaal voor het vaststellen van de integriteit en prestaties van complexe elektrische en elektronische circuits. Bij de keuze moeten ontwerpingenieurs rekening houden met verschillende factoren, zoals de toepassing, spannings- en stroomtoleranties en mechanische verbindingsmechanismen. Indrukaansluitklemmen met een hendelontgrendeling zijn bijzonder gemakkelijk om mee te werken omdat ze snelle, consistente en betrouwbare aansluitingen leveren.