Разъемы peripheral molex что это

Подключение компьютерных вентиляторов охлаждения: все о разъемах

Содержание

Содержание

Корпусные вентиляторы делятся по размерам, типу подшипников, количеству оборотов и даже по способу применения. Одни заточены для создания статического давления, а другие рассчитаны на хороший воздушный поток в корпусе. И самое интересное в том, что один и тот же вентилятор можно подключить с помощью разных коннекторов. Некоторые из них умеют регулировать скорость, а другие работают на полном ходу. Это влияет на комфорт при использовании компьютера. Чтобы подобрать правильный вентилятор, стоит хотя бы поверхностно изучить особенности и нюансы подключения.

Почему коннекторов так много

Немного истории

Когда компьютер только появился и назывался ЭВМ, транзисторы были размером со спичечный коробок, а сама вычислительная машина достигала размеров комнаты и даже квартиры. Если и было нужно охладить такую махину, то для этого использовались огромные промышленные вытяжки, поэтому никто даже не заикался о шуме и комфорте. То ли дело, когда глобальное и грозное «ЭВМ» обтесали, причесали и подкрасили, чтобы получился «компьютер».

Чуть позже серьезное изобретение совсем огламурили и стали ласково звать персональным компьютером. Спасибо Apple: им пришлось сделать многое, чтобы громоздкое чудовище превратилось в привлекательное для покупателей устройство. Другие компании, та же IBM, к примеру, тоже кое-чего добились на этом фронте.

Эти наработки в гонке за персональностью унифицировали и стандартизировали, чтобы мы получили компьютеры такими, какими они стали сейчас.

За уменьшением деталей последовало сокращение размеров корпуса. Спичечные коробки превратились в спички, а позже и вовсе в их десятую часть по размеру. Это, а также повышение мощностных характеристик, стало первым, что потребовало хорошего охлаждения.

Но одно дело охлаждать ЭВМ в шумных рабочих зданиях, другое — остудить мощный компактный компьютер на столе школьника.

Раньше ставили на первый план стабильность и надежность. Ну а жужжит оно — да и пусть. Даже не самые древние модели компьютеров не могут похвастать хорошей системой охлаждения.

Стандартный кулер на процессоре, гудящий блок питания с восьмидесятым вентилятором и парочка ноунейм вертушек в корпусе, подключенных то ли к материнской плате, то ли напрямую к линии 12 В. Лишь бы работало. И никакой регулировки оборотов. Включил, привык к шуму пылесоса — и работаешь. Да что там, под этот шум даже Quake и Unreal заходили на ура. Но, как мы знаем, желания растут, требования тоже.

Требования к комфорту и шуму стали двигать прогресс в будущее, туда, где мы находимся сейчас. Чтобы сочетать тишину, прохладу и мощность, пользователи начали заниматься доработками и улучшениями.

За неимением автоматической регулировки оборотов, в провода впаивали резисторы, чтобы хоть как-то приструнить завывающую вертушку. Энтузиасты придумали более изощренные способы регулировки и дошли до реобасов.

Тогда такие штуки не продавались, поэтому тихие системы были только у тех, кто уверенно пользовался паяльником. Позже эту идею подхватили производители железа и стали выпускать регуляторы в заводском исполнении. А потом реобасы встроили в материнские платы и научили регулировать шум через BIOS.

Чтобы все работало, как надо, вентилятору приделали «третью ногу». То есть, провод, по которому техника ориентируется в оборотах. Так работает трехпиновая регулировка по DC. Так сказать, аналоговый способ.

Он реализован очень просто. Любой компьютерный вентилятор крутится от 12 В. На таком вольтаже будут максимальные обороты. Чтобы их снизить, уменьшают напряжение до семи или даже пяти вольт. DC — это регулировка постоянным током. Постоянными 12 вольтами или 7, 5 и далее.

За снижением вольтажа стоит специальный контроллер на материнке, от которого вентилятору достается готовое питание. На рисунке постоянный ток изображен на верхнем графике, а для контраста внизу есть переменный ток:

Простая ламповая физика — меньше напряжение, меньше света. Однако даже такую технологию поддерживали не все материнки. То есть, поддерживали, но только для мониторинга оборотов. А вот регулировать могли уже не все.

Инженеры подумали и решили, что цифровой технике нужны цифровые технологии. И внедрили технологию PWM. Это уже другая история — про вентиляторы с четырымя проводами и новые материнские платы. Между прочим, массовое использование данной технологии началось почти одновременно с выходом процессоров на платформе LGA 775. Материнские платы научились поставлять комфорт «из коробки», и с тех пор рынок вентиляторов поделился на DC и PWM. Или ШИМ, если говорить по-русски.

Широтно-импульсная модуляция — совершенно новая технология, которая требует от вентилятора наличия еще одной «ноги». Первый провод — для массы, второй — для питания, третий — для мониторинга оборотов, а четвертый — для PWM (информационный канал).

Регулировка оборотов работает еще проще: на вентилятор подается постоянное напряжение 12 В и некая информация для контроллера. В этой информации содержатся команды по открытию и закрытию транзисторов в цепи питания вентилятора. То есть, задаются прерывания. На графике это можно представить так:

Вершинка — транзистор открыт, вентилятор получает все 12 вольт. Далее следует спад — закрытие транзистора и прекращение подачи вольтажа. Так как техника цифровая, то и работа заключается в цифрах, а точнее, в долях секунд. Чем больше наносекунд транзистор находится в открытом состоянии, тем дольше подается вольтаж. Все это продолжается в пределах одного промежутка времени и с очень высокой частотой. То есть, мы можем повторить весь этот процесс с обычным DC-вентилятором вручную, если будем включать и выключать его примерно 23 тысячи раз в секунду. Это соответствует частоте 20 кГц и больше. Таким образом, для достижения максимальной скорости транзистор должен все время быть открыт и скармливать вертушке его родные 12 вольт. Если нужны тишина и комфорт, то вольтаж подается прерывисто — определенное количество раз за период.

В теории переход от DC к PWM меняет не только электрические способности вентиляторов:

На практике же эти плюсы полностью зависят от качества элементной базы и исполнения самого вентилятора.

Надо сказать, что ШИМ применяется не только в вентиляторах. Даже сейчас мы наблюдаем ШИМ. Потому что в любом мониторе с диодной подсветкой применяется PWM для регулировки яркости. Вот наглядный пример и объяснение, как работает технология:

Зачем вентиляторам нужен Molex

Вообще, можно найти вентилятор с таким коннектором, что и подключить будет не к чему. Да и обычный можно положить на полочку, если коннекторы на нем и на материнке не совпадают. Такая путаница на рынке есть и будет, как была проблема с кучей зарядок для каждого телефона, пока microUSB не навел порядок.

Та же участь касается и разнообразия коннекторов. Это сейчас все регулируется, настраивается и вращается. А до некоторых пор производители оснащали четырьмя контактами только разъемы для процессорных кулеров. Остальные довольствовались тремя. Так прижился тандем DC/PWM до наших времен. И даже современные платы работают с обоими вариантами. Но бывает и такое, что разъемов просто не хватает для подключения достаточного количества вентиляторов. На помощь приходит молекс.

Molex выходит напрямую из БП и имеет четырехконтактный разъем с 12 и 5 вольтами, а также две «массы». К нему можно спокойно подцепить хоть десяток вентиляторов. Это решает проблему нехватки разъемов на материнке, чем страдают многие бюджетные модели, особенно в Micro-ATX и Mini-ITX. Но у такого подключения отсутствуют регулировка оборотов и мониторинг.

Чтобы не испортить комфорт, к которому шли десятилетиями, производители выпускают специальные модели, которые могут работать на пониженных оборотах. Это удобно для создания постоянного воздушного потока в корпусе. В таких случаях регулировка оборотов не требуется — минимальных оборотов на вдув и выдув достаточно для охлаждения системы в средней нагрузке. Зато остаются свободные пины на материнке для подключения оборотистых моделей, плюс снимается лишняя нагрузка с шины питания материнки. Тут уже каждый сам себе режиссер и придумывает сценарии использования разных разъемов сам.

Вертушки-самоцветы

Мы разобрали всего три типа коннекторов. Но бывают и другие. Например, шестиконтактные коннекторы. Это особенность самых технологичных вентиляторов. Нет, они не отличаются по характеристикам и не дуют морозом в жаркий день. Это обычные вентиляторы, но с подсветкой. Пожалуй, появление таких вентиляторов начинает новую эпоху компьютерных сборок. Как когда-то персональный компьютер превращали в комфортный, теперь комфортный ПК становится красивым.

Повальное распространение RGB в игровых сборках заставляет производителей добавлять подсветку везде. И, если наушники, мышь или клавиатура — это самостоятельные устройства и могут программироваться как угодно, то вентилятор — штука простая и не имеет встроенного контроллера для управления подсветкой. Поэтому настройкой и синхронизацией подсветки в пределах системного блока занимается материнская плата. Чтобы было красиво и по феншую, производители ввели еще несколько пинов, которые отвечают за управление подсветкой.

Причем возникла новая путаница. Каждый завел свою технологию и продвигает только ее. Это мешает собрать универсальную систему подсветки, поэтому выбор каждой детали в компьютере теперь обусловлен еще и поддержкой фирменных технологий. У Asus это Aura Sync, у Gigabyte — RGB Fusion, а MSI продвигает Mystic Light. Это только софтовая сторона вопроса.

В техническом же плане управление подсветкой различается еще и рабочим вольтажом, а также количеством пинов. Для управления подсветкой часто используют разъемы 12V-G-R-B, 5V-G-R-B или 5V-D-G. Они сильно отличаются и не имеют обратной совместимости. И вот почему.

Светодиоды бывают трех типов: одноцветные, RGB и ARGB. В первом и втором варианте это обычные диоды с одни или тремя катодами, которые управляются аналогово: 12 вольт для питания и по проводу на каждый цвет. ARGB или лента с адресным управлением работает на диодах со встроенными контроллерами.

В каждую лампочку встроен контроллер, который управляет ее яркостью и цветом по цифровому каналу. Обычно, это тип подключения 5V-D-G. Где 5V — 5 вольт, G — масса, а D — Digital Input. Тот самый DI, который передает информацию каждому контроллеру и диоду отдельно, адресно. Что умеют такие ленты:

Каждая лампочка управляется самостоятельно, поэтому может показать любой из миллиона цветов независимо, а также с разной яркостью.

Обычная RGB-лента тоже принимает различные оттенки, но делает это полностью:

Это ограничивает возможности кастомизации и уже перестает пользоваться спросом как в компьютерном сегменте, так и в промышленном, где основное применение ARGB-диоды находят в бегущих строках и мультимедийных баннерах.

В материнских платах управление подсветкой работает через один разъем. Чтобы подключить к нему несколько вентиляторов, используют внешние контроллеры или разветвители.

Контроллеры, к слову, тоже питаются от разъемов блока питания SATA или Molex.

Что предлагает современный вентилятор

Самое главное — компьютер стал персональным, комфортным и теперь уже красивым. Этот процесс превращения из чудовища в красавчика можно назвать эволюцией. Ей подверглись и технические особенности, и визуальные. Вентиляторы тоже подтянулись, чтобы существовать в одном стиле с платформой.

Что касается коннекторов для подключения, то основная часть вентиляторов до сих пор доступна со всеми вариантами подключения. А вот что сильно изменилось, так это ответная часть — управление на материнской плате.

Если раньше некоторые функции получали лишь топовые бренды и модели, а иногда и вовсе, только серверный сегмент, то постепенно эволюция дошла и до самых бюджетных систем. Материнские платы адаптировали под требования пользователей, поэтому большинство из них умеет теперь не только управлять скоростью и мониторить обороты, но и создавать невероятные эффекты с помощью подсветки. Это тоже можно записать в достижения эволюции: превращение вентилятора в современное умное устройство. Интересно представить, что же будет с повелителями воздуха дальше.

Источник

Molex: соединения, связь, инновации

Александр Шауэрман (Алтайский край)

Компания Molex – всемирный законодатель моды в области разъемов для телекоммуникации, автомобильной электроники, промышленных приборов, гаджетов и интернета вещей. Помимо этого, в ассортименте компании – держатели карт, антенны, кабели и кабельные сборки, а также широкая номенклатура оптоволоконных изделий.

История компании Molex Incorporated началась как канонический стартап, Фредерик Август Крэбиел (Frederick Krehbiel) и его сын Эдвин запустили свой бизнес в Брукфилде (штат Иллинойс, США). На тот момент на дворе стоял 1938 год и до эпохи технологических стартапов оставалась еще без малого половина века, а ноу-хау отца и сына заключалось в рецепте особого термопластика, изготовленного из известняка и отходов промышленного производства. Они назвали свой материал «Molex». Бизнес-семейство начало активно искать применение своему продукту: они пробовали производить самые разные товары, от цветочных горшков до игрушек и часов. Все изменилось, когда к компании присоединился старший сын Джон. Он очень быстро смог оценить высокие изоляционные свойства нового материала и убедил команду переориентировать свою деятельность на промышленную сферу. А уже в 1945 году Molex выходит на зарождающийся рынок электрических приборов, произведя первый литой клеммный блок для печей GE Hotpoint®.

В пятидесятых и шестидесятых годах Molex улучшает формулу пластика, создает все более совершенные соединители для промышленности, автомобилестроения и нового рынка вычислительной техники. За эти годы компания продолжает увеличивать объемы и номенклатуру своих продуктов, стараясь удовлетворять потребности производства.

В 1967-м году Molex открывает представительство в Японии, перейдя на международный уровень, и это было только начало. 1970 год – представительство в Шенноне (Ирландия), 1977 год – Сингапур, 1986 год – Индия, 1989 – Китай.

Сегодня заводы расположены по всему миру, порядка 40 тысяч сотрудников работают в 39 странах. Более 67% годовых доходов Molex получает от продуктов, произведенных и проданных за пределами США.

В 2013 году компания Molex стала частью концерна Koch Industries. Molex сохранил название компании и штаб-квартиру в городе Лиль, штат Иллинойс.

Продукция Molex отвечает самым высоким требованиям надежности и качества. Каждый год компания инвестирует около 5% чистой прибыли в исследования и разработки, что ставит Molex в число компаний с самым высоким уровнем инвестиций в исследования и разработки в отрасли.

Наиболее приоритетные области применения Molex:

В настоящее время ассортимент продукции компании довольно широк: от миниатюрных разъемов до разъемов промышленного применения; имеются держатели карт, антенны, кабели и самые разнообразные кабельные сборки, включая силовые, сигнальные, коаксиальные и гибридные. После интеграции с корпорацией Oplink Communications в 2014 году Molex добавил в номенклатуру широкий спектр оптоволоконных изделий, включая разъемы, адаптеры, оптические сборки, готовые интегрированные решения и инструменты.

Рассмотрим подробно наиболее популярные серии продуктов.

Разъемы низковольтного питания

Семейство Fit

Отличительная особенность семейства разъемов Fit – это высокий максимальный ток при малых габаритах. Разъемы семейства представляют собой защищенные клеммные колодки, предназначенные для соединений типа «кабель-плата», «кабель-кабель» или «плата-плата».

Рис. 1. Семейство FiT: разъемы на плату

Рис. 2. Семейство Fit: разъемы на плату с ответной частью на кабель

Таблица 1. Семейство Fit

В семействе Fit контактный штырь соединяется с гнездом в нескольких точках (рисунок 3). В случае, если одна часть контакта деградирует или блокируется пылью или окислом, другие точки контакта продолжают нести нагрузку. В результате клеммы имеют запас надежности и более высокую пропускную способность по току.

Рис. 3. Точки контакта в разъеме Fit (а) и в классическом разъеме (б)

Разъемы семейства Fit оснащены защелками с принудительной фиксацией (рисунок 4). При сочленении раздается хорошо слышимый щелчок, который дает оператору информацию о том, что детали надежно соединены. Такая обратная связь не только предотвращает ошибки сборки, но и позволяет выполнять соединение даже без визуального контроля в труднодоступных местах. Кроме того, надежная фиксация предотвращает случайные повреждения соединительного узла от удара, вибрации или умеренной деформации кабеля.

Рис. 4. Сочленение с фиксацией на примере разъема Ultra-Fit

Защелка улучшает качество при окончательной сборке продукта, обеспечивая стабильную работу в течение всего срока службы.

В разъемах семейства FiT контакты полностью изолированы диэлектрическими перегородками (рисунок 5). Такие перегородки предотвращают искрение между контактами и позволяют использовать разъем на более высоких напряжениях при сохранении размеров. Риски короткого замыкания из-за пыли и мусора сводятся к минимуму.

Рис. 5. Разъем FiT с изоляцией (а) и классический разъем без изоляции (б)

Кроме того, перегородки защищают контакты от повреждения во время соединения (рисунок 6). Пока соединительные части не будут правильно выровнены относительно друг друга, механическая нагрузка на контакты отсутствует. Таким образом, повреждения, связанные с агрессивным подключением, практически исключаются.

Рис. 6. Сочленение разъемов с защитой (а) и без (б)

Защиту от неправильного подключения и перекоса обеспечивают элементы поляризации и ключи (рисунок 7). Эти элементы позволяют соединять только совместимые разъемы и только в правильной полярности. При этом разъем обеспечивает тактильную обратную связь, указывая оператору на ошибку сопряжения и помогая выбрать ориентацию.

Рис. 7. Поляризация и ключи контактов

Разъемы семейства Fit отлиты из высокотемпературных жидкокристаллических полимеров и способны выдерживать температуру до 260°С. Это позволяет монтировать их методом оплавления.

Все разъемы Fit проходят тест Glow Wire и соответствуют пожаробезопасности по стандарту UL 94V-0.

Уникальные особенности разъемов Fit:

Mini50

Рассматривая разъемы Molex, трудно обойти вниманием направление, в котором производитель занимает лидирующие позиции в мире. Речь об автомобильной промышленности. В современном автомобилестроении, связанном с повышенным риском для жизни человека, к разъемам и соединителям предъявляются экстремально высокие требования отказоустойчивости при достаточно агрессивных режимах эксплуатации.

Совет по исследованиям в автомобильной промышленности США – United States Council for Automotive Research (USCAR) – занимается сертификацией в автомобильной отрасли и устанавливает стандарты. Для увеличения плотности соединений и числа цепей USCAR разработал новую спецификацию соединительных систем USCAR 050. На основе этой спецификации компания Molex создала серию миниатюрных разъемов Mini50 с контактами размером 2,0 мм (рисунок 8).

Рис. 8. Двухконтактный разъем Mini50: вилка и розетка

Разъемы системы Mini50 предлагают почти в два раза меньшие габариты соединения, чем классические разъемы USCAR 0.64mm (.025″) при такой же и даже лучшей надежности (рисунок 9).

Рис. 9. Сравнение классических разъемов USCAR с разъемами Molex Mini50

Меньшие габариты Mini50 позволяют использовать провода меньшего сечения по сравнению с традиционными клеммными системами 0,64 мм. Таким образом достигается меньший общий вес жгута проводов, в результате экономятся средства и повышается удобство прокладки.

Основные достоинства разъемов Molex Mini50:

Несмотря на то, что разъемы этой серии предназначены для автотранспорта, они находят применение и в бытовой технике, в которой также присутствуют высокие вибрации и перепады температур, например, в стиральных, посудомоечных или сушильных машинах.

ВЧ-разъемы

Molex – один из ведущих мировых поставщиков широкого спектра стандартных и нестандартных ВЧ- и СВЧ-разъемов, кабельных сборок и уникальных решений для современных приложений высокочастотного диапазона. Разъемы ВЧ Molex работают на частотах до 65 ГГц. Главным образом продукция ориентирована на рынок телекоммуникационного оборудования, медицинских и измерительных приборов, автомобильной промышленности. Разъемы соответствуют отраслевым стандартам MIL-STD-348, DIN, IEC и CECC.

Компания предлагает более 90 видов и конфигураций радиочастотных разъемов, в том числе ультрамикроминиатюрные, микроминиатюрные, миниатюрные, средние и крупные. На рисунке 10 показана классификация разъемов, а в таблице 2 перечислены особенности каждого семейства.

Рис. 10. Классификация типов ВЧ-разъемов

Таблица 2. Сравнительные характеристики семейств ВЧ-разъемов

Рассмотрим некоторые соединения подробно.

У российских разработчиков особой популярностью пользуются разъемы SMA (рисунок 11). Это высокопроизводительные миниатюрные соединители для микроволновых частот. Резьбовое соединение обеспечивает равномерный контакт с проводником в ответной части, что позволяет минимизировать отражения и затухание на высоких частотах, давая при этом высокую степень механической прочности и долговечности. Компания Molex предлагает соединители SMA из латуни, бериллиевой меди и нержавеющей стали. Большое разнообразие конструктивов разъемов Molex включает высокопроизводительные оптимизированные разъемы SMA, работающие на частотах до 26,5 ГГц. Они идеально подходят для беспроводных сетей и систем глобального позиционирования.

Рис. 11. Соединения SMA

Для устройств с высокой степенью интеграции, где каждый квадратный миллиметр играет роль, а размеры и вес ограничены, подойдут разъемы типа MMCX (рисунок 12). Эти компактные и легкие разъемы рассчитаны на ВЧ-тракт с импедансом 50 Ом.

Рис. 12. Соединения MMCX

Механическая стабильность соединения поддерживается с помощью защелкивающегося интерфейса, при этом во внешней ответной части отсутствуют прорези. К типичным областям применения разъемов тип MMCX можно отнести устройства беспроводной связи, телекоммуникации, приемники GPS и различную бытовую электронику. Для медицинских применений, например, аппаратов МРТ, доступны немагнитные версии.

Для сотовых телефонов, гаджетов и других портативных устройств с беспроводным интерфейсом идеально подойдут сверхминиатюрные разъемы типа MCRF (рисунок 13). Профиль соединения «плата-провод» всего 1,8 мм, при этом частота сигнала может достигать 6 ГГц.

Рис. 13. Разъемы MCRF

Гнезда разъема поставляются в ленте, адаптированной для автоматизированного поверхностного монтажа. Штекер для монтажа на кабель доступен в виде полной кабельной сборки или в виде сборки со свободным коаксиальным концом.

Разъемы MCRF полностью совместимы с серией u.FL производства компании Hirose Electric Group.

Для передачи потока данных телевидения высокой четкости (HDTV) можно использовать специально адаптированные разъемы привычной серии BNC (рисунок 14). В классическом варианте BNC-разъемы предназначены для работы с частотами до 4 ГГц, но благодаря специальной технологии прецизионной обработки Molex создал массовые разъемы BNC с частотами до 12 ГГц, обеспечивающие наилучшее согласование импеданса.

Рис. 14. Разъемы BNC

Для СВЧ-приложений с высокой мощностью подойдут разъемы Типа N (рисунок 15). Эти разъемы среднего размера предназначены для соединений прочным гофрированным коаксиальным кабелем. Благодаря резьбовой муфте разъемы обеспечивают надежное соединение даже при интенсивной вибрации. Molex предлагает разъемы типа N со степенью защиты IP68, соответствующей стандартам IEC 60529, что делает эту серию идеальной для использования на открытом воздухе.

Рис. 15. Разъемы СВЧ типа N

Антенны

Для приложений ВЧ и СВЧ Molex, помимо разъемов, выпускает целый спектр готовых антенн. Большинство антенн универсально и подходит для работы в сетях различных стандартов и технологий.

Обзор антенной продукции Molex следует начать с классических штыревых антенн. Штыревые антенны представлены сериями 214415, 212860, 214428 и 214386 (рисунок 16). Для подключения к кабелю или устройству используется соединение типа SMA или MCRF (I-PEX MHF). Антенны предназначены для беспроводных решений в системах автоматизации, телекоммуникаций, интернета вещей (IoT). Работают в диапазонах частотах 2,4 и 5 ГГц. Существует исполнение в белом цвете, что может быть интересно с точки зрения дизайна.

Рис. 16. Штыревые антенны Molex

Достаточно серьезной технической проблемой является сохранение хороших характеристик согласования и низких потерь при уменьшении габаритов антенны, особенно если речь идет о широкополосном сигнале с высокой скоростью передачи данных.

Сотовые антенны Molex бывают в версии для установки непосредственно на печатную плату с возможностью поверхностного (SMT) монтажа (рисунок 17). Керамические SMT-антенны весьма компактны и имеют низкий профиль – от 1,2 мм – что позволяет удобно располагать их на углах печатной платы портативного устройства.

Рис. 17. Керамическая SMT-антенна для LTE

Частотные диапазоны керамических антенн Molex начинаются с субгигагерцевых частот (617 МГц) и заканчиваются частотами 3,8 ГГц. Несмотря на малые габариты, излучаемая мощность может достигать 2 Вт. Такие антенны главным образом предназначены для работы в сетях GSM 3G и 4G/LTE, но могут быть использованы в различных проприетарных приложениях, в том числе в IoT. Для этих целей Molex рекомендует антенны серий 204774, 206649, 206760, 146200 и 208485.

Для реализации беспроводной персональной сети типа Bluetooth, Wi-Fi, Zigbee можно использовать миниатюрные керамические антенны (рисунок 18). Размер таких антенн – всего несколько миллиметров, частотная полоса для серий 206513 и 47948 составляет 2,4…2,5 ГГц, а для серий 146175, 211964 и 206514 диапазон включает две полосы: 2,4…2,5 ГГц и 5,15…5,85 ГГц.

Рис. 18. Керамические чип-антенны

Одним из перспективных направлений развития антенн для сотовой связи можно считать так называемые гибкие антенны 212570, 207235, 146185, 206994 и другие (рисунок 19). Такие антенны предназначены для работы в телекоммуникационном оборудовании, концентраторах данных интеллектуальных сетей IoT, в различных умных измерительных приборах и счетчиках, в системах охраны и мониторинга.

Рис. 19. Гибкие антенны для GSM 3G и 4G/LTE

Интересный представитель гибких антенн – это серия 212330 (рисунок 20). Такие антенны имеют четыре порта и предназначены для работы с пространственным кодированием сигнала по технологии MIMO для диапазона 2,4/5 ГГц.

Рис. 20. Гибкая антенна для технологии MIMO

Гибкие антенны производства Molex работают на частотах 698 МГц…6 ГГц, имеют волновое сопротивление 50 Ом и способны излучать мощность до 2 Вт.

Определенный интерес представляют внешние комбинированные антенны серий 206866 и 211297 для работы в сетях LTE, Wi-Fi и GPS (рисунок 21). Такие антенны выпускаются в защищенном корпусе IP66 и предназначены для задач телеметрии и удаленного мониторинга. К устройству такие антенны подключаются с помощью разъемов FAKRA, от цвета разъема зависит тип технологии, так, например, голубой предназначен для GPS, коричневый – для LTE, зеленый – для Wi-Fi. Длина кабелей достигает 3 м.

Рис. 21. Комбинированная LTE/Wi-Fi/GPS-антенна

Держатели карт

Компания Molex предлагает компактные и простые в использовании держатели для карт памяти SD (micro-SD) и SIM-карт (mini-SIM, micro-SIM, nano-SIM). Держатели обеспечивают надежную фиксацию карты, высокую скорость передачи данных, а благодаря малым размерам идеально подойдут для компактных приборов типа сотовых телефонов, смартфонов, терминалов оплаты, элементов бытовой техники и IoT. Для промышленных приложений Molex предоставляет держатели карт с высокой устойчивостью к вибрации и ударам.

Существует несколько способов установки карты в держатель (рисунок 22). Первый и самый простой способ получил название «push-pull»: карта в разъем вставляется нажатием («push»), для того чтобы изъять карту за нее нужно потянуть («pull»). Держатель с простым механизмом «push-pull» занимает мало места на печатной плате, но пользователю не всегда удобно извлекать карту. В более удобной системе«push-push» используется упругость пружины: когда карта вставляется, пружина сжимается и фиксируется специальным рычажком, чтобы извлечь карту, на нее, нужно нажать повторно.

Рис. 22. Держатели карт системы «push-push» (а) и «push-pull» (б)

В системе «Hinge» верхняя крышка откидывается, а после установки карты фиксируется смещением (рисунок 23). Держатели «Hinge» обеспечивают наиболее надежное удержание карты, защищая ее от внешних ударов и вибрации.

Рис. 23. Держатели карт системы «Hinge»

Интерфейсные разъемы

Появление стандарта USB-C бросило вызов производителям разъемов и кабелей. Нужно было не только нарастить скорость передачи данных более чем в 10 раз по сравнению с USB 2.0, но и в несколько раз увеличить передаваемую мощность. Ответом Molex стало появление широкого ассортимента соединений стандарта USB 3.1 со скоростью до 10 Гбит/с (рисунок 24).

Ключевые особенности семейства разъемов и кабельных сборок USB типа С Molex:

Не стоит забывать, что Molex предлагает практически полный набор разъемов всех типов поколения USB 2.0, таких как тип А, тип B и AB. На рисунке 25 показаны лишь некоторые представители серии.

Рис. 25. Классические разъемы USB 2.0

Отдельно отметим герметичную серию Micro-USB с уровнем защиты IP67 (рисунок 26).

Главным образом серия предназначена для защиты дорогостоящих смартфонов. Специальная вставка по периметру разъема обеспечивает герметичность и усиленное удержание терминала в корпусе прибора. Разъем хорошо выдерживает чрезмерное усилие при соединении с кабелем, распределяя нагрузку между печатной платой и корпусом устройства и, в общем случае, позволяет выполнить до 10 000 циклов подключения без потери прочности и качества контакта.

Рис. 26. Серия водонепроницаемых разъемов Micro-USB

Так как помимо передачи информации в портативных приборах через разъем USB происходит зарядка устройства, то этот разъем должен обеспечивать значительный ток. Благодаря более широким контактам и золотому напылению разъемы этой серии позволяют пропускать ток до 2 А.

Если требуется защищенное соединение для промышленной электроники, то стоит обратить внимание на серию промышленных разъемов USB (рисунок 27).

Рис. 27. Герметичные промышленные USB-решения

Помимо USB в промышленности широко применяются разъемы типа D-sub. Свое название разъем получил от английского «subminiature» и внешнего вида, напоминающего букву «D». На заре компьютерной техники такие разъемы действительно казались миниатюрными, но в настоящее время соединения D-sub кажутся громоздкими по сравнению с теми же USB. Несмотря на это, D-sub обрели второе рождение и де-факто надолго стали стандартом в промышленной технике, медицине и телекоммуникационном оборудовании.

История разъемов D-sub начинается в 1952 году, когда компания ITT Cannon представила миру соединения нового формата. Компания установила стандарт плотности размещения контактов в разъеме и ввела буквенные обозначения для экрана, определяющих максимальное число контактов стандартной плотности размещения, помещающихся в нем: A = 15, B = 25, C = 37, D = 50, E = 9 контактов. В 2013 году Molex приобрел немецкую компанию FCT – одного из крупнейших производителей D-Sub-разъемов в мире. В настоящее время Molex предлагает потребителю широкую номенклатуру коннекторов и кабельных сборок D-Sub. В линейку продуктов входят:

Для каждой серии можно выбрать разъем как в пластиковом, так и в металлическом корпусе из обычной и нержавеющей стали, латуни, в том числе доступны водонепроницаемые исполнения с классом защиты IP67. Для особых задач есть разъемы, выполненные из немагнитных материалов.

Все контакты разъемов проходят специальную механическую обработку для точного согласования соединения «штырь-гнездо», благодаря чему обеспечивается повышенная прочность по сравнению со штампованными контактами. Можно подобрать разъемы с различной толщиной золочения.

На рисунке 28 показаны примеры разъемов стандартной плотности. Доступны разъемы на 9, 15, 25, 37 или 50 контактов. Каждый контакт рассчитан на ток до 7,5 А.

Рис. 28. Разъемы D-sub стандартной плотности

На рисунке 29 показаны примеры разъемов высокой плотности. При уменьшении размера контактов и шага между ними стало возможным увеличить число контактов в прежнем объеме. Доступны разъемы на 15, 26, 44, 62 или 78 контактов. Каждый контакт рассчитан на ток до 5,0 А.

Рис. 29. Разъемы D-sub высокой плотности

В приложениях, где требуется передать достаточно высокую мощность, можно использовать гибридные разъемы D-sub со специальной контактной группой (рисунок 30). Для надежного низкоомного соединения такие контакты проходят прецизионную механическую обработку. Максимальный ток может достигать 40 А.

Рис. 30. Гибридные разъемы D-sub с контактами для передачи мощности

В телекоммуникационном оборудовании можно использовать гибридные разъемы с ВЧ-контактами под коаксиал (рисунок 31). В серии доступны версии с волновым сопротивлением 50 и 75 Ом.

Рис. 31. Гибридный разъем D-sub с высокочастотными контактами

Помимо самих разъемов, Molex предлагает разнообразные кабельные сборки и аксессуары для D-sub, например, защитные колпачки, кронштейны, защелки, крепления для монтажа на панель и другие сопутствующие элементы.

Межплатные разъемы SlimStack

В приборах с высокой плотностью монтажа, а особенно в портативной технике отличным решением для межплатных соединений могут стать разъемы Molex серии SlimStack (рисунок 32).

Рис. 32. Соединитель SlimStack

Серия включает в себя разъемы различных габаритов, начиная с миниатюрных с шагом контактов 0,35 мм и до крупных, рассчитанных на большой ток с шагом контактов до 2 мм.

Разъемы серии главном образом предназначены для передачи цифрового сигнала. Флагманские решения (серии с шагом контактов 0,35 мм) способны работать на частотах до 20 ГГц и пропускать цифровой поток со скоростью до 40 Гбит/с. Это позволяет использовать разъемы для интерфейсов MIPI D-PHY, MIPI M-PHY, USB 3.1 поколения 2, HDMI 2.0, Serial ATA 3.0, PCI Express 3.0. В зависимости от потребностей цифрового интерфейса можно подобрать разъем с контактами общим числом 3…240.

Для передачи питания с платы на плату существуют гибридные версии разъемов, где, помимо сигнальных линий, используются специальные выделенные силовые контакты (рисунок 33).

Рис. 33. Силовые контакты SlimStack

В сериях с шагом 0,35 мм такие контакты гарантируют ток до 3 А, а в сериях с шагом 0,45 мм есть варианты с током 11 А (серии 2074xx).

Основная проблема межплатных соединений – необходимость точного позиционирования плат относительно друг друга. Благодаря гибким контактам, разъемы SlimStack допускают значительное смещение при соединении (рисунок 34).

Рис. 34. Гибкие контакты и ошибка позиционирования SlimStack

Достоинства межплатных соединителей Molex SlimStack:

Это лишь беглый взгляд на наиболее стандартные серии продукции Molex.

Заключение

Среди инженеров известна старая шутка, что электроника – это наука о плохих контактах. Существуют две основные неисправности: нет контакта там, где он должен быть, и есть контакт там, где его быть не должно. Благодаря таким производителям как Molex, шутка теряет актуальность. Современные соединения по надежности не уступают другим электронным компонентам. А общая тенденция к миниатюризации техники вкупе с увеличением объема и скорости передачи данных делает «науку о контактах» действительно наукой. Разъемы и контакты стали прецизионными и высокотехнологичными изделиями.

Там, где идет речь о высокой частоте, скорости, миниатюризации и надежности, как правило, невозможно найти бюджетный аналог фирменных соединителей. В таких приложениях допустимо использовать продукцию только проверенных производителей, и Molex здесь среди первых. Помимо этого, за счет оптимизации производства и гибкой ценовой политики, продукция Molex успешно конкурирует и в области более стандартных простых соединений, что редкость для крупного производителя.

В начале 2019 года компании КОМПЭЛ и Molex заключили соглашение о дистрибьюции на территории Российской Федерации. Это поможет продукции Molex стать еще ближе к отечественному производителю. Складская программа позволит разработчикам и небольшим производствам получать наиболее стандартные серии продуктов в самые короткие сроки. Кроме того, официальный статус дистрибьютора позволяет КОМПЭЛу предоставлять интересующие образцы продукции отечественным разработчикам, получать проектные цены и техподдержку непосредственно у производителя.

Источник