Конспект
Теория. Электрические цепи. Создание платы.

Схемы устройств
Принципиальные схемы.

Радиодетали
Резисторы. Конденсаторы. Микросхемы. Разъемы.

Инструменты
Материалы и инструменты, необходимые для работы.


Разъемы, их конструкция, основные типы и предназначение

Разъем, или как называют его в технической литературе, соединитель электрический – это изделие, для осуществления электромеханического подсоединения от одного до нескольких тысяч проводников друг к другу. В обычном варианте он состоит из гнезда (в просторечии розетка) и подсоединяемого к нему штекера (в просторечии вилки). Соединение электрических проводников производится при сочленении гнезда и штекера, причем число контактов или контактных групп зависит от назначения, которое имеют данные типы разъемов.

Конструкция обычного разъема проста: корпус и контакты. Например, обычные электрические штепселя и вилки, которые зачастую можно встретить в любом доме, состоят из пластмассового корпуса и пружинящих металлических контактов. Корпус разных типов разъемов делают или разборным или неразборным (литым). Обычно их всегда делают из металла, керамики, резины или пластика. Во многих (а в металлических обязательно) разъемах можно встретить изоляторы из стекла, пластика, керамики, каучука или фарфора. В обычных розетках встречаются фарфоровые изоляторы.

Группа контактов всех типов разъемов всегда производится из дешевых, хорошо проводящих ток, металлов (например, композитные сплавы, медь или алюминий и их некоторые сплавы) и во многих случаях имеет покрытие из некоторых драгоценных металлов (например, платина, золото, чаше серебро). Покрытие делается для того, чтобы контакты подолгу не окислялись (например, контакты процессора компьютера).

Обычно, группа контактов почти всех типов разъемов всегда состоит из металлического штыря (в основном, круглого сечения, хотя бывают и другие варианты исполнения) и упругих (пружинящих) пластин. В технической литературе и среди профессионалов принято называть штырь – «папа», а пружинящие пластины – «мама». При вставке одной части разъема в другую, штырь «папа» входит в ответную часть «мама», раздвигая ее пластины, которые обеспечивают (изгибаясь) электрически постоянный контакт.

Для подвода и вывода электрических сигналов, ко многим типам разъемов подсоединяют кабеля. Их вводят в разъем через хвостовик (кабельный ввод). Это специальное отверстие в задней или боковой стенке разъема. Но при многократном использовании такой ненадежной конструкции это неизбежно приведет к нежелательному изгибу кабеля, и жилы проводящие ток могут оборваться.

Для предотвращения такого случая во многие типы разъемов вставляют амортизирующую трубку (из резины или другого подобного материала) и пропускают кабель через нее (например, кабель утюга). Эта трубка гнется только под определенным градусом и кабель не переламывается. Во избежание вырывания проводников из разъема в последний вставляют зажим, удерживающий кабель от этого. Эти устройства имеют общее понятие «кабельный ввод». Некоторые типы разъемов, работающие в опасной или неблагоприятной среде (влага, грязь, пыль), оснащены различными уплотнителями, предназначенными для герметизации.

Также многие из разъемов оснащают «ключом» - специальным пазом, выступом, скосом или (на худой конец) просто обозначением на корпусе. Этот ключ служит для предотвращения ошибочного подсоединения одной части разъемов к другой, всего одним способом, единственно возможным. При этом каждый из контактов вилки (штекера) касается только с одним контактом розетки (гнезда), предназначенным именно ему. Но встречаются и безключевые разъемы. Это бытовая розетка и вилка. Они не имеют полярности и могут соединяться по-разному.

Разъемы делятся на типы по многим параметрам, которые приведены ниже:

Типы по напряжению

  • высоковольтные – более 50 вольт.
  • низковольтные – менее 50 вольт
Типы по применению
  • питающие
  • видео
  • сигнальные
  • аудио
  • компьютерные
  • прочие

Типы по диапазону частот

  • высокочастотные
  • низкочастотные

Типы разъемов по защищенности - в основном, на практике применяется система IP68. Это самая высокая защита

Типы по способу монтажа разъемов

  • на провод.
  • на панель.
  • на шасси.

Типы по силе тока

  • сильноточные
  • слаботочные

Типы по подключению электрического проводника к контактам разъемов

  • пайка
  • обжим
  • винтовая клемма

Общие характеристики разъемов

  • Допустимые напряжения и токи
  • Число контактов
  • Контактное сопротивление
  • Контактное давление
  • Электрическая прочность
  • Диапазон рабочих частот
  • Сопротивление изоляции
  • Габариты разъемов
  • Количество циклов (соединение-разъединение)
  • Допустимые климатические и механические условия эксплуатации

Тип соединителя: „папа“ или „мама“

В основном разъем типа «мама» (с пружинными принимающими контактами) устанавливается на блоке или кабеле, с которого подается питание на другую аппаратуру (если это генератор). Или остальную часть изделия, если это блок или разъем питания (например, разъемы блока питания или разъемы на материнской плате компьютера) . Так принято, потому что в «маме» контакты находятся внутри корпуса и надежно изолированы от него. Все это предотвращает возможность неосторожного удара электротоком.

В «папе» все наоборот. Во многих разъемах штырьки – контакты выходят за пределы корпуса (например, обычная вилка от утюга или торшера). Поэтому эта часть разъема устанавливается во вторичных цепях.

На практике встречаются и «гермафродитные» разъемы, у которых и «папа» и «мама» объединены в одном корпусе. Например, металлические антенные штекера, накручивающиеся прямо на телевизионный кабель. С одной стороны у них отверстие «мама» с пружинным контактом (для вставки центральной жилы кабеля), а с другой штыревой разъем для подсоединения к антенному входу телевизора.

Есть разъемы, в которых нет штырей - контактов, хотя пружинистые контакты («мама») остались. Роль «папы» в них играют контактные площадки. В одном случае они равнозначны (например, разъемы видеокарты и других устройств компьютера) поскольку располагаются с обеих сторон платы. В другом случае они располагаются только с одной стороны, например, в процессоре компьютера на 775 сокете.

Стандартные типы разъёмов

Вот некоторые типы разъемов, которые применяются в современной технике:

  • Разъёмы для подключения напряжения питания до 250 вольт (вилки и штепселя)
  • BNC —разъем для коаксиального кабеля со специальной фиксацией (байонетной) калибра до 8 мм.
  • Jack – TRRS (TRS, «джек», «микро-джек», «мини-джек» ) калибр 2,5 3,5 мм или 6,35 мм для передачи и записи аудиосигнала в:
    o микрофонах, наушниках, гарнитурах к мобильным и военным радиостанциям,
    o музыкальном оборудовании: усилители, микшерские пульты, ЭМИ, ЦМУ и так далее,
    o ПДУ, звуковых картах,
    o «колонках» компьютеров и другой техники
    o в плеерах, мобильниках, фотоаппаратах и фотокамерах, на вспышке и т.п..
  • «Тюльпан» (RCA) и SCART —для видео и аудиотехники,
  • RJ —разъёмы (малогабаритные пластмассовые) прямоугольной формы, для подключения телеоборудования.
  • Ленточные разъемы фирмы «Centronics
    o IEEE 488 — для подключения приборов,
    o IEEE 1284-B — интерфейс параллельный для включения сканеров и принтеров старого типа,
    o и другие.
  • USB, IEEE 1394 — шины данных разных устройств для компьютера
  • SATA (новый), ATA (старый) – разъемы для разных типов дисководов