เข้าใจการเลือกคอนเนคเตอร์และสายเคเบิลสำหรับการใช้งานด้านอวกาศ

ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ยานอวกาศโคจรรอบโลกได้กลายเป็นอุตสาหกรรมหลักที่มีการใช้งานในตลาดขนาดใหญ่ ซึ่งส่งผลให้มีการติดตั้งดาวเทียมจำนวนมากพร้อมภารกิจที่หลากหลายซึ่งปฏิบัติการอยู่ในวงโคจรระดับต่ำ ปานกลาง และพ้องคาบโลก (LEO, MEO, GEO) หากไม่คำนึงถึงขนาด แหล่งกำเนิด หรือภารกิจ ดาวเทียมทั้งหมดเหล่านี้มีปัจจัยร่วมอย่างหนึ่งในรายการวัสดุ (BOM) คือ ความต้องการคอนเนคเตอร์ไฟฟ้าจำนวนมากและการเดินสายเคเบิลสำหรับสัญญาณและพลังงาน

แม้ว่าอุปกรณ์เหล่านี้อาจไม่มีปัจจัยของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออนบอร์ดแบบแอคทีฟหรือภารกิจด้านดาวเทียมในวงกว้างที่หวือหวาน่าดึงดูใจ แต่ประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความคงที่ของอุปกรณ์นั้นมีความสำคัญต่อการออกแบบ การใช้งาน และอายุขัยของดาวเทียม ด้วยเหตุนี้ การเลือกและการประยุกต์ใช้การเชื่อมต่อที่เหมาะสมจึงเป็นปัจจัยสำคัญต่อความสำเร็จของภารกิจ นอกจากอุปกรณ์เหล่านั้นจะต้องมีฟังก์ชันพื้นฐานแล้ว ยังต้องมีขนาดเล็กและน้ำหนักเบา ในขณะเดียวกันก็ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือและความทนทานเฉพาะที่จำเป็นสำหรับการปล่อยและโคจรในอวกาศ

ในศตวรรษที่ 21 มีความต้องการการเชื่อมต่อจำนวนมาก คอนเนคเตอร์และสายเคเบิลที่มีคุณสมบัติสำหรับการทำงานในอวกาศเป็นส่วนประกอบมาตรฐานนั้นมีจำหน่ายโดยผู้ขายผ่านทางผู้จัดจำหน่าย ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญจากเมื่อหนึ่งหรือสองปีที่แล้วที่เป็นส่วนประกอบเฉพาะและมักจะต้องสั่งทำเป็นพิเศษ

บทความนี้กล่าวถึงข้อกำหนดของคอนเนคเตอร์และสายเคเบิลที่มีคุณสมบัติสำหรับการทำงานในอวกาศ และการเลือกใช้งานอย่างเหมาะสม จากนั้นจะแนะนำโซลูชันที่ใช้งานได้จริงจาก Harwin ที่ช่วยรับรองความสำเร็จของภารกิจ

ข้อกำหนดสายเคเบิลและคอนเนคเตอร์สำหรับใช้งานในอวกาศ

เมื่อภารกิจหลักของ NASA มียานอวกาศลึกลับหรือดาวเทียมสื่อสาร/ดาวเทียมนำทาง การปล่อยดาวเทียม LEO, MEO, GEO ได้กลายเป็นเหตุการณ์ที่แทบจะเป็นเรื่องปกติ การปล่อยดาวเทียมเหล่านี้ทำให้มีการใช้ดาวเทียมหลายสิบดวงขึ้นไป รวมถึงดาวเทียม CubeSat ขนาดเล็กที่เป็นที่นิยมซึ่งพัฒนาขึ้นในมหาวิทยาลัย โรงเรียนมัธยมศึกษาตอนปลายบางแห่ง และแม้แต่กลุ่มนักวิทยาศาสตร์สมัครเล่น

อย่างไรก็ตามอวกาศเป็นสภาพแวดล้อมที่รุนแรงสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภท โดยปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ได้แก่ การเชื่อมต่อที่ไม่ต่อเนื่อง ประสิทธิภาพข้อกำหนดย่อย หรือแม้แต่การชำรุดเสียหายในทันที ปัญหาเหล่านี้เริ่มต้นจากแรงสั่นสะเทือนจากการปล่อยตัวไปจนถึงความหนาวเย็นและสุญญากาศของวงโคจรและอื่นๆ

ปัญหาเหล่านี้ทำให้มีต้องการคอนเนคเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมาก รวมข้อจำกัดในการออกแบบและการใช้งานคอนเนคเตอร์ ปัญหาทั้งหมดรวมกันเป็นหนึ่งเดียวตามลำดับความสำคัญด้านความน่าเชื่อถือ และความสามารถที่จะซ่อมแซมหรือเปลี่ยนอะไหล่ขณะโคจร นอกเหนือจากขนาด น้ำหนัก การกระแทก และการสั่นสะเทือนแล้ว ปัญหาอื่น ๆ ได้แก่ กำจัดแก๊สออก สนามแม่เหล็กตกค้าง อุณหภูมิสุดขั้วและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ การแผ่รังสีคอสมิก แฟลชโอเวอร์ และการวางแนวของคอนเนคเตอร์:

• น้ำหนักและขนาด (ปริมาตร): ยานอวกาศและดาวเทียมมีข้อจำกัดอย่างมากในด้านประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง และข้อเท็จจริงที่ว่าปริมาตรทุกลูกบาศก์เซนติเมตรมีค่าในการออกแบบในพื้นที่ที่มีข้อจำกัดด้านปริมาตร
• ความเร่ง การสั่นสะเทือน และการกระแทก: ขั้นตอนการปล่อยขึ้นสู่อวกาศที่รุนแรงส่งผลให้เกิดค่า g ที่หลายความถี่ ด้วยเหตุผลนี้ คอนเนคเตอร์ที่ใช้ในอวกาศมักจะกำหนดรูสกรูหรือการออกแบบสลักทุกครั้งที่ทำได้เพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ปลอดภัย
• การปล่อยก๊าซออก: สภาวะความร้อนและสุญญากาศในอวกาศที่เพิ่มอัตราการปล่อยก๊าซออกจากคอนเนคเตอร์ วัสดุต่างๆ เช่น อีลาสโตเมอร์และพลาสติกสามารถค่อย ๆ ปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) ซึ่งถูกละลาย ขัง แช่แข็ง หรือดูดซับในวัสดุในรูปของก๊าซหรือไอระเหย แม้แต่กาวอีพ็อกซี่และสารยึดติดที่ใช้ประจำอื่น ๆ ก็สามารถปล่อยสาร VOC เหล่านี้ออกได้ จึงต้องกำหนดให้ใช้กาวชนิดพิเศษ VOC อาจส่งผลให้เกิดการปนเปื้อนที่อาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่มีความสำคัญต่อภารกิจ ซึ่งเกิดจากการรบกวนเครื่องมือที่ละเอียดอ่อนและพื้นผิวออปติคัล สำหรับคอนเนคเตอร์ที่ใช้งานในอวกาศ VOC จะถูก "ขับออก" จากวัสดุโดยการอบคอนเนคเตอร์ที่อุณหภูมิสูงในเตาอบที่ซีลด้วยสุญญากาศ
• ความเป็นแม่เหล็กตกค้าง: อาจรบกวนการทำงานของวงจรและระบบย่อยที่อยู่ใกล้เคียง ทำให้เกิดการอ่านค่าจากเซ็นเซอร์ความแม่นยำผิดพลาด การลดความเป็นแม่เหล็กขนาดนี้อาจต้องใช้วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กหากเป็นไปได้ เช่น โลหะผสมทองแดง
• ช่วงอุณหภูมิ: ช่วงอุณภูมิสำหรับคอนเนคเตอร์ที่ทำงานในอวกาศมักจะอยู่ที่ -65⁰C ถึง +150⁰C อย่างไรก็ตาม เปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิก็เป็นเรื่องที่น่ากังวลเช่นกัน: ความเครียดซ้ำ ๆ ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถทำให้เกิดรอยร้าวเล็ก ๆ และแตกหักในที่สุด ดาวเทียมบางดวงได้รับการออกแบบให้หมุนเพื่อให้อุณหภูมิเฉลี่ยเท่ากันระหว่างด้านที่หันเข้าหาดวงอาทิตย์และด้านหันออกจากดวงอาทิตย์ นี่เป็นวิธีแก้ปัญหาที่ไม่เพียงพอสำหรับดาวเทียมขนาดใหญ่ เนื่องจากพื้นผิวและบริเวณใต้พื้นผิวยังคงอยู่เกิดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่มีนัยสำคัญ เมื่อเทียบกับภายในที่ลึกกว่า ในดาวเทียมขนาดเล็ก เช่น CubeSats ส่วนประกอบเกือบทั้งหมดค่อนข้างใกล้กับพื้นผิว
• รังสีคอสมิก: สิ่งนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อระดับความสูงในการทำงานของดาวเทียมสูงขึ้นและชั้นบรรยากาศป้องกันของโลกบางลง ผลกระทบของการแผ่รังสีที่หลีกเลี่ยงไม่ได้นี้มีความคล้ายคลึงกันกับผลกระทบของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) แม้ว่าแผ่นโลหะด้านนอกของดาวเทียมจะให้การป้องกันในระดับหนึ่ง แต่ก็อาจจำเป็นต้องเพิ่มชีลด์ป้องกันเพิ่มเติมบนแผงวงจรหรือสายเคเบิลที่ไวต่อผลกระทบของรังสี
• แฟรชโอเวอร์: นี่คือการปล่อยกระแสไฟฟ้าสูงอย่างต่อเนื่องจากตัวนำไปยังพื้นผิวโลหะที่ใกล้ที่สุด แฟลชโอเวอร์จะเกิดขึ้นที่ค่าแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของโมเลกุลของอากาศโดยจะเกิดขึ้นได้ดีที่สุดในกรณีที่เป็นสุญญากาศ ดังนั้นคอนเนคเตอร์ต้องมีระดับแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมกับระดับความสูง
• ข้อควรพิจารณาทางกายภาพ: การวางแนวของคอนเนคเตอร์และสายเคเบิลเป็นสิ่งสำคัญ เห็นได้ชัดว่าดาวเทียมมีความหนาแน่นเป็นอย่างดี และ CubeSats ยอดนิยมและมีขนาดเล็กกำลังยกระดับความหนาแน่นนี้ขึ้นสู่ระดับใหม่ (รูปที่ 1) ยูนิตเดียว CubeSat (U) เป็นมาตรฐานนี้มีขนาด 10 × 10 × 10 เซนติเมตร (ซม.) และดาวเทียม CubeSat ที่สมบูรณ์อาจมีขนาด 1U, 2U, 3U, 6U หรือ 12U

รูปที่ 1: การออกแบบดาวเทียม CubeSat ที่ได้รับความนิยมนั้นใช้รูปแบบโมดูลขนาดเล็กมาตรฐานที่สามารถให้วางซ้อนกันได้ (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

หากออกแบบคอนเนคเตอร์ให้สายเคเบิลอยู่ในแนวตั้งทำมุมฉากกับแผงวงจร บอร์ดภายใน CubeSat ไม่สามารถวางชิดกันได้ เนื่องจากคอนเนคเตอร์และสายเคเบิลจะรบกวนกัน อย่างไรก็ตาม คอนเนคเตอร์แนวนอนและชุดสายเคเบิลที่เข้ากันช่วยแก้ไขปัญหานี้โดยการเดินสายเคเบิลจากขอบของบอร์ดพีซีไปด้านข้างรอบ ๆ ขอบที่ตั้งขึ้น ซึ่งจะช่วยลดระยะห่างที่จำเป็นเหนือแผงวงจร

ขนาดเดียวไม่พอดีกับดาวเทียมทุกดวง และจะไม่มีทางพอดี

แรงดันไฟฟ้า กระแส ความถี่ และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพอื่น ๆ ของเส้นทางการเชื่อมต่อระหว่างกันต่างๆ หมายความว่ากลุ่มคอนเนคเตอร์เดียวอาจจะมีข้อกำหนดต่ำหรือสูงกว่าที่ระบุไว้เป็นอย่างมากในหลายสถานการณ์ และเงื่อนไขเหล่านี้ไม่เป็นที่ยอมรับ ด้วยเหตุผลที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ยังไม่มี "มาตรฐาน" เดียวที่กำหนดถึงคอนเนคเตอร์สำหรับใช้งานในอวกาศ แต่มีมาตรฐานสำหรับคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพเฉพาะ เช่น การปล่อยก๊าซออก รายการการเลือกชิ้นส่วนของ NASA (NPSL) ใช้เป็นแนวทางสำหรับข้อมูลจำเพาะของส่วนประกอบสำหรับเทคโนโลยีอวกาศ และส่วนประกอบในรายการชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรอง (QPLs) เป็นส่วนประกอบเฉพาะสำหรับการใช้งานในอวกาศ ในยุโรป ตัวเชื่อมสำหรับการใช้งานในอวกาศมีคุณสมบัติของ European Space Agency (ESA/ESCC)

นักออกแบบที่เลือกคอนเนคเตอร์ต้องสร้างสมดุลระหว่างพิกัดของคอนเนคเตอร์และความสำคัญของภารกิจ การใช้คอนเนคเตอร์ที่เกินไปจากข้อกำหนดอาจนำไปสู่ปัญหาด้านต้นทุนและความพร้อมใช้งาน/ระยะเวลารอคอยสินค้าที่ร้ายแรง ในเวลาเดียวกัน คงจะน่าเสียดายและน่าผิดหวังหาก CubeSat ชำรุดก่อนเวลาอันควรเนื่องจากปัญหาคอนเนคเตอร์ไม่เพียงพอหรือมีปัญหาด้านการสื่อสาร ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องมองข้อกำหนดของโครงการตามความเป็นจริงเทียบกับคอนเนคเตอร์และสายเคเบิลแบบต่าง ๆ

มีตัวเลือกมากมายเพื่อให้ตรงกับความต้องการ

เพื่อให้นักออกแบบสามารถปรับแต่งการเลือกของตนได้อย่างเหมาะสมที่สุดเมื่อเทียบกับข้อบังคับสำหรับการใช้งานในอวกาศ ผู้ขาย เช่น Harwin เสนอกลุ่มคอนเนคเตอร์ที่หลากหลาย ในทางกลับกัน แต่ละกลุ่มจะมีประเภทและจำนวนหน้าสัมผัส การจับคู่ ตัวเลือกการเก็บรักษา และคุณสมบัติอื่น ๆ ที่หลากหลาย ในกลุ่มคอนเนคเตอร์ Harwin ที่เกี่ยวข้อง ได้แก่:

• Mix-Tek Datamate มีการกำหนดค่าที่หลากหลายในด้านสัญญาณ กำลังไฟ และคอนเนคเตอร์โคแอกเซียล ช่วยให้วิศวกรสามารถเลือกรูปแบบคอนเนคเตอร์ให้เข้ากับการใช้งานได้ดี (รูปที่ 2) หน้าสัมผัสกำลังไฟฟ้ามีพิกัดไฟฟ้าสูงสุด 20 แอมแปร์ (A) หน้าสัมผัสสัญญาณรองรับ 3 A และหน้าสัมผัสโคแอกเซียลให้ประสิทธิภาพ 6 กิกะเฮิรตซ์ (GHz) พร้อมอิมพีแดนซ์ 50 โอห์ม (Ω)

รูปที่ 2: ซีรีย์ Mix-Tek Datamate รองรับการรวมสัญญาณ (3 A), กำลัง (20 A) และคอนเนคเตอร์โคแอกเซียล (6 GHz) (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

ความน่าเชื่อถือสูงนั้นเกิดจากการใช้หน้าสัมผัสแบบหมุนร่วมกับคลิปหนีบทองแดงเบริลเลียมสี่ก้านของ Harwin คอนเนคเตอร์ Mix-Tek มีให้เลือกใช้หลายรูปแบบทั้งแบบมีสายและบอร์ดพร้อมหน้าสัมผัสความถี่ต่ำสูงสุด 50 หน้าสัมผัสหรือหน้าสัมผัสพิเศษ 12 ตำแหน่ง (โคแอกเซียลและกำลัง) คอนเนคเตอร์ที่มีระยะพิทช์ 2 มม. สามารถผสมและจับคู่กับสัญญาณ กำลังไฟ และหน้าสัมผัสโคแอกเซียลได้แทบทุกแบบ

• Kona กลุ่มคอนเนคเตอร์ความน่าเชื่อถือสูงระยะพิทช์ 8.5 มม. ให้การเชื่อมต่อคุณภาพสูงและกระแสไฟสูงสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความรุนแรง (รูปที่ 3) หน้าสัมผัสที่หุ้มฉนวนแยกกันให้กระแสไฟต่อเนื่อง 60 A ที่ 3,000 โวลต์ต่อหน้าสัมผัส โดยมีระดับความทนทาน 250 รอบการจับคู่ การออกแบบหน้าสัมผัสแบบหกก้านเป็นทองแดงเบริลเลียมและชุบทองเพื่อรักษาความต่อเนื่องทางไฟฟ้าภายใต้แรงกระแทกและการสั่นสะเทือนอย่างหนัก และมีให้ในแพ็คเกจแถวเดี่ยวขนาดกะทัดรัดในรูปแบบสายเคเบิลต่อกับบอร์ด

รูปที่ 3: คอนเนคเตอร์ระยะพิทช์ขนาด 8.5 มม. ของ Kona รองรับกระแสไฟต่อเนื่องสูงสุด 60 A และ 3,000 โวลต์ต่อหน้าสัมผัส (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

• คอนเนคเตอร์สายไฟ M300 มีช่วงของความน่าเชื่อถือสูงและพิกัดกำลังประสิทธิภาพ และการเชื่อมต่อพลังงานขนาดกะทัดรัดด้วยพิกัดสูงถึง 10 A ต่อหน้าสัมผัส จึงเป็นโซลูชันที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแกร่งพร้อมการพิสูจน์ภายใต้สภาวะที่รุนแรง (รูปที่ 4) คอนเนคเตอร์ป้องกันการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกด้วยสกรูสแตนเลส

รูปที่ 4: คอนเนคเตอร์สายไฟ M300 ให้การเชื่อมต่อพลังงานขนาดกะทัดรัดที่มีพิกัดสูงถึง 10 A ต่อหน้าสัมผัส (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

การออกแบบหน้าสัมผัสสี่แกนที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถรักษาความต่อเนื่องทางไฟฟ้า แม้จะมีสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนและการกระแทกสูง คอนเนคเตอร์บอร์ดพีซีพิทช์ขนาด 3 มม. คอนเนคเตอร์สายเคเบิลแบบย้ำสาย และส่วนประกอบสายเคเบิลสำเร็จรูปเหล่านี้สามารถทนต่ออุณหภูมิระหว่าง -65 °C ถึง +175 °C และทนทาน 1,000 รอบการจับคู่

CubeSat สนับสนุนคอนเนคเตอร์กลุ่มพิเศษ

คอนเนคเตอร์และชุดสายเคเบิลในตระกูล Gecko ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ตรงกับปริมาณที่ค่อนข้างสูงและข้อกำหนดที่เข้มงวดน้อยกว่า และมีขนาดสำหรับ CubeSat (รูปที่ 5) คอนเนคเตอร์เหล่านี้ให้โซลูชันการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบเคเบิลต่อบอร์ด และแบบบอร์ดต่อบอร์ด และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวางซ้อนและการวางสายเคเบิลในบอร์ด PCB ที่มีพื้นที่จำกัด

รูปที่ 5: คอนเนคเตอร์แบบทรงต่ำกลุ่ม Gecko มีให้เลือกหลากหลายสไตล์ การกำหนดค่า และจำนวนหน้าสัมผัส (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

คอนเนคเตอร์ Gecko มีระยะพิทช์ 1.25 มม. คอนเนคเตอร์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีความน่าเชื่อถือสูง และมีจำหน่ายเป็นตัวเรือนคอนเนคเตอร์ที่มีหน้าสัมผัสแบบเปลี่ยนได้ซึ่งสั่งซื้อแยกต่างหาก คอนเนคเตอร์ใช้หน้าสัมผัสย้ำสายแบบเสียบ และตัวเรือนและมีให้เลือกทั้งแบบตัวรับและตัวเสียบ คอนเนคเตอร์ส่วนท้ายบอร์ดพีซีแบบรูทะลุแนวตั้งและแนวนอนและคอนเนคเตอร์ยึดพื้นผิวแนวตั้งมีไว้สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างสายเคเบิลกับสายเคเบิล สายเคเบิลกับบอร์ด และระหว่างบอร์ดกับบอร์ด

คอนเนคเตอร์ Gecko มีขนาดเล็กลงสูงสุด 45% และเบากว่าอุปกรณ์เทียบเท่ามาตรฐานอุตสาหกรรมและ Micro-D ถึง 75% โดยมีน้ำหนักปกติประมาณ 1 กรัม (g) มีให้เลือกสามรูปแบบที่ไม่สามารถเชื่อมโยงกันได้:

• คอนเนคเตอร์ซีรีส์ Gecko-SL (Screw-Lok) : คอนเนคเตอร์หนึ่งตัวมีสกรูแบบลอยสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างกันที่แน่นหนาและแข็งแรง (รูปที่ 6) Screw-Loks อาจมีหมุดยึดบอร์ดหรือแผงเพื่อความปลอดภัยของแผงวงจรหรือการยึดกับกล่อง หน้าสัมผัสมีพิกัดที่ 2.8 A ต่อหน้าสัมผัสแบบแยกและ 2.0 A สำหรับหน้าสัมผัสทั้งหมดพร้อมกัน คอนเนคเตอร์เหล่านี้มีทั้งคอนเนคเตอร์แนวนอนและชุดสายเคเบิลจับคู่สำหรับการซ้อนบอร์ดที่มีความหนาแน่นสูง

รูปที่ 6: หน้าสัมผัสของซีรีส์ Gecko-SL มีพิกัดที่ 2.8 A ต่อหน้าสัมผัสแบบแยกและ 2.0 A สำหรับหน้าสัมผัสทั้งหมดพร้อมกัน (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

ตัวอย่างเช่น G125-3241696M2 เป็นคอนเนคเตอร์ Gecko-SL สี่เหลี่ยมแบบ 16 หน้าสัมผัสแบบติดตั้งบนแผงที่มีระยะพิทช์ 1.25 มม. (รูปที่ 7)

รูปที่ 7: Gecko-SL G125-3241696M2 เป็นคอนเนคเตอร์ Gecko-SL แบบ 16 หน้าสัมผัสแบบติดตั้งบนแผงที่มีระยะพิทช์ 1.25 มม. (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

• Gecko-MT (เทคโนโลยีผสม): คอนเนคเตอร์เหล่านี้เป็นรุ่น Gecko-SL ที่มีเลย์เอาต์แบบผสม (รูปที่ 8) ด้วยการเสริมหน้าสัมผัสข้อมูลด้วยหน้าสัมผัสกำลังไฟ 10 A สองหรือสี่ตัวในการกำหนดค่าพลังงาน/ข้อมูลของ 1 + 8 + 1 หรือ 2 + 8 + 2 ผลิตภัณฑ์ Gecko-MT ช่วยให้พื้นที่และน้ำหนักในฮาร์ดแวร์อิเล็กทรอนิกส์ลดลงอย่างมาก

รูปที่ 8: Gecko-MT คล้ายกับซีรีส์ Gecko-SL แต่รองรับสัญญาณผสมและหน้าสัมผัสกำลังในตัวเรือนคอนเนคเตอร์เดียว (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

มีตัวเลือกทั้งแบบสายเคเบิลหรือแบบรูทะลุ โดยมีรูปแบบการยึดแบบ Screw-Lok แบบเดียวกับขั้วต่อ Gecko-SL และในการกำหนดค่าหน้าสัมผัสสัญญาณ (แถวคู่) และกำลัง (แถวเดียว) ที่หลากหลาย

G125-FV10805F1-1AB1ABP เป็นคอนเนคเตอร์ตัวรับ Gecko-MT 10 ตำแหน่งพร้อมสัญญาณแปดสัญญาณพร้อมหน้าสัมผัสกำลังไฟสองสัญญาณ ทำให้คอนเนคเตอร์เดียวสามารถให้บริการทั้งสองฟังก์ชั่นได้ (รูปที่ 9)

รูปที่ 9: คอนเนคเตอร์ G125-FV10805F1-1AB1ABP ในซีรีส์ Gecko-MT มีสัญญาณแปดสัญญาณและหน้าสัมผัสกำลังสองสัญญาณ (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

• Gecko Latch (การออกแบบดั้งเดิม): คอนเนคเตอร์ตัวผู้ในกลุ่มนี้สามารถติดตั้งสลักล็อคที่ปลดออกได้ง่าย เพื่อการเชื่อมต่อที่ปลอดภัยกับคอนเนคเตอร์ตัวเมียคู่กัน (รูปที่ 10)

รูปที่ 10: คอนเนคเตอร์ Gecko Latch มีสลักที่ปลดออกได้ง่ายระหว่างคู่ตัวผู้และตัวเมีย(แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

G125-FS12005LOR คอนเนคเตอร์แบบยึดพื้นผิว 20 ตำแหน่งเป็นตัวอย่างของการออกแบบ Gecko Latch (รูปที่ 11)

รูปที่ 11: คอนเนคเตอร์ G125-FS12005L0R 20 ตำแหน่งและยึดบนพื้นผิวเป็นหนึ่งในสมาชิกของตระกูล Gecko Latch (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

ซีรีส์ Gecko-SL และ Latch มีคอนแทคระหว่าง 6 ถึง 50 ตำแหน่งในการกำหนดค่าแบบสองแถว กล่องคอนเนคเตอร์มีการเคลือบโพลาไรซ์เพื่อป้องกันการจับคู่ผิดและมีหมายเลขหน้าสัมผัสเลขหนึ่งระบุไว้ที่ด้านนอกกล่อง

แบ็คเชลล์โลหะเสริมที่เข้ากันได้กับคอนเนคเตอร์ Gecko-SL และ Gecko-MT มีให้เพื่อให้การป้องกันทางกลไก ความถี่วิทยุ (RF) และ EMI เช่น แบ็คเชลล์ G125-9702002 สำหรับขั้วต่อ Gecko-SL 20 ตำแหน่ง (รูปที่ 12)

รูปที่ 12: แบ็คเชลล์ เช่น G125-9702002 สำหรับคอนเนคเตอร์ Gecko-SL 20 พิน ให้ผู้ใช้มีตัวเลือกในการเพิ่มการป้องกันทางกลไกและ EMI ที่ได้รับการปรับปรุงให้กับคอนเนคเตอร์ Gecko-SL และ Gecko-MT (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

ด้วยการเลือกแบ็คเชลล์ การออกแบบที่ไม่ต้องการการป้องกันดังกล่าวจะไม่เป็นภาระกับน้ำหนักของคอนเนคเตอร์ที่มีโครงโลหะ เพื่อความยืดหยุ่นเพิ่มเติม แบ็คเชลล์จะยึดติดกับแผงวงจรแทนที่จะต่อกับคอนเนคเตอร์

อย่าลืมสายและชุดประกอบ

การใช้เวลาและพลังงานในการเลือกคอนเนคเตอร์เป็นเรื่องง่าย แต่นั่นเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการเชื่อมต่อ เนื่องจากสายเคเบิลที่เกี่ยวข้องกับคอนเนคเตอร์มีความสำคัญเท่าเทียมกัน ตัวเลือกการเชื่อมต่อระหว่างกันที่กำหนดโดยประเภทสัญญาณและการติดตั้ง ได้แก่ สายพื้นฐาน สายคู่บิดเกลียว สายป้องกัน และสายโคแอกเซียล นักออกแบบมี 5 ทางเลือก เมื่อต้องประกอบสายเคเบิล:

1. ทำเอง (ผลิตเอง)
2. ใช้หน้าสัมผัสและสายไฟที่เตรียมไว้ล่วงหน้า
3. ใช้ชุดสายเคเบิลสำเร็จรูป
4. ใช้ชุดสายเคเบิลแบบสั่งทำที่ครบชุดซึ่งเป็นรูปแบบผลิตภัณฑ์มาตรฐาน
5. ใช้ชุดสายเคเบิลที่ปรับแต่งได้อย่างเต็มที่ซึ่งทำขึ้นโดยเฉพาะให้ตรงกับความต้องการ

เนื่องจากมีการใช้คอนเนคเตอร์ Gecko อย่างกว้างขวาง จึงมีชุดสายเคเบิลที่จำเป็นจำนวนมากเป็นสินค้าสำเร็จรูปมาตรฐาน ซึ่งช่วยลดระยะเวลารอคอยสินค้าและความไม่แน่นอน ตัวอย่างเช่น

G125-FC11205F0-0150F0 เป็นชุดสายเคเบิล 12 ตำแหน่งที่มีความยาว 150 มม. และได้รับการออกแบบสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างซ็อกเก็ตกับซ็อกเก็ตสี่เหลี่ยม (รูปที่ 13)

รูปที่ 13: สายเคเบิลและชุดประกอบโดยรวมประกอบด้วยส่วนเชื่อมต่อทั้งหมด G125-FC11205F0-0150F0 นี้เป็นชุดสายเคเบิลยาว 150 มม. 12 ตำแหน่ง 12 ตำแหน่งสำหรับการเชื่อมต่อระหว่างซ็อกเก็ตกับซ็อกเก็ตสี่เหลี่ยม และมีจำหน่ายเป็นส่วนประกอบมาตรฐาน (แหล่งที่มารูปภาพ: Harwin)

สรุป

สิ่งสำคัญคือต้องมองหาคอนเนคเตอร์ที่เล็กที่สุดและเบาที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับตัวยึดประสิทธิภาพที่จำเป็น และไม่มากเกินกว่าตัวเลขหรือเป้าหมายที่ต้องการ

สิ่งนี้เกิดขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในตลาด CubeSat เนื่องจากดาวเทียมขนาดเล็กเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้สามารถซ้อนกันหลายชั้นในจรวดที่มีพื้นที่และน้ำหนักจำกัด

สำหรับดาวเทียมที่เกือบจะเป็น "ตลาดขนาดใหย๋" ที่ได้รับความนิยมเหล่านี้ คอนเนคเตอร์และชุดสายเคเบิลของ Gecko ช่วยให้นักออกแบบสามารถจัดการประสิทธิภาพและต้นทุนได้ตามความเป็นจริง ในขณะที่พยายามสร้างสมดุลระหว่างตัวเลือกที่หลากหลายและบางครั้งการเลือกส่วนประกอบก็ขัดแย้งกัน