견고한 커넥터 선택을 위한 모범 사례

시스템의 서로 다른 구성 요소 간에 데이터, 신호 또는 전력 흐름을 보장하려면 필수 장비를 서로 연결하는 커넥터가 필요합니다. 예를 들어, 커넥터는 마이크의 출력을 증폭기에 라우팅합니다. 이와 유사하게, 전원 공급 장치와 레이다 및 다른 통신 시스템을 연결하고, 아날로그 또는 디지털 신호를 전달하기 위해 센서를 데이터 프로세서에 연결하는 것은 커넥터가 일상적인 작동에 사용되는 많은 방법 중 두 가지에 불가합니다.

이러한 필수 부품에 대한 사용 사례와 함께 커넥터 기술은 계속적으로 발전하고 있습니다. 군사 분야는 미래에도 계속 가장 큰 커넥터 시장 중 하나가 될 것으로 예측되지만 그 수요는 이 분야에만 한정되지 않습니다. Lucintel의 시장 조사에 따르면 전 세계적으로 견고한 커넥터에 대한 시장은 2030년까지 3.5%의 연평균 성장률로 꾸준히 증가할 것으로 예측됩니다.

커넥터 기술의 발달

커넥터 기술은 1930년대 Douglas DC-1 항공기에 의뢰된 원형 커넥터를 시작으로 오래된 역사를 가지고 있습니다. 해당 제품은 ITT Cannon의 James Cannon에 의해 개발되었습니다. 그 이후, 커넥터 기술과 이러한 제품을 사용할 수 있는 광범위한 제품군은 산업 요구를 충족하도록 진화하고 있습니다. 커넥터 기술의 이러한 새로운 발전 사항을 추적하면 커넥터에 대한 여러 산업 사용 사례를 엿볼 수 있습니다.

고온용으로 제작

극한 기후 조건 또는 우주 비행 임무에서 군사 작전을 수행하려면 혹독한 추위 및 더위를 견딜 수 있을 뿐만 아니라 급격히 다른 두 개의 온도 상태 간 빠른 순환도 견딜 수 있는 커넥터가 필요합니다. 커넥터 기술의 발전으로 성능을 저하시키지 않으면서 이러한 상태를 견디는 재료 구성이 가능해졌습니다.

경량 재료

무게는 매 온스가 공기 역학 및 연료 요구 사항에 영향을 미치는 항공 우주 응용 분야에서 항상 문제가 되는 부분입니다. 이제, 커넥터가 자율 주행 시스템, 전기 차량(EV), 로보틱스, 산업 자동화에 사용됨에 따라 이 주제는 새롭게 연구되고 있습니다. 많은 무게와 배터리 수명은 양립할 수 없습니다. 즉, 엔지니어링 및 설계 제약 조건을 충족하기 위해 커넥터가 경량 복합 재료로 제작되고 있습니다.

모듈식 설계

인프라 요구 사항은 자주 달라지며 오늘의 솔루션이 내일은 한물간 기술이 될 수 있습니다. 이런 경우, 부품에 대한 전체 철거 및 교체(rip-and-replace) 접근 방식은 낭비이며 비용이 많이 듭니다. 모듈식 커넥터는 부품을 선택적으로 교체하는 기능을 제공하여 이러한 문제를 해결합니다. 사용자는 또한 주문된 요구 사항을 충족하기 위해 구성을 믹스 앤 매치하여 유연성을 높일 수 있습니다.

부품 소형화

자동차 시스템을 비롯한 다양한 사용 사례에서 센서가 채택됨에 따라 더 다양한 크기의 커넥터가 요구되고 있습니다. 소형화는 설계 엔지니어가 더 좁은 공간에 들어맞는 콤팩트한 회로망을 개발하는 데 도움을 줄 수 있으며 이는 군사부터 항공 우주 및 그 이상에 이르는 다양한 응용 분야에서 점점 더 필요해지고 있습니다.

견고한 커넥터의 부상

견고한 커넥터 기술에 대한 수요 증가는 업계에서 커넥티드 머신 증가와 동시에 이루어지고 있는 것으로 보입니다. 산업 IoT는 여러 혹독한 조건을 견뎌야 할 수 있는 센서에서 데이터를 수집해야 합니다.

데이터 센터가 컴퓨팅 및 실시간 정보를 위한 허브라고 생각하기 쉽지만 오늘날의 대부분의 운영 및 작동은 데이터 중심의 결정으로 뒷받침됩니다. 군사, 철도, 항공 우주, 석유 및 가스, 농업, 공장 자동화 및 로보틱스는 모두 실시간 데이터에 의존하며, 현장의 작동 및 환경 조건은 이상과 거리가 멉니다. 장비는 신호의 무결성 및 속도를 잃지 않으면서 극한의 온도, 먼지, 폭풍을 견뎌야 할 수 있습니다. 현장에서 통신, 네트워킹, 데이터, 송전에 사용되는 커넥터를 포함하는 모든 하드웨어 장비는 견고해야 합니다.

견고한 커넥터에 대한 까다로운 사양

모든 견고한 커네터가 동일한 것은 아닙니다. 다양한 작동 조건에 따라 커넥터의 특징이 달라집니다. 커넥터를 선택하기 전 고려할 수 있는 모범 사례에는 다음이 포함됩니다.

• 최종 사용 응용 제품: 살균을 견뎌야 할 수 있는 의료 환경, 군사적 교전 지역 또는 수중에서 커넥터를 사용할 수 있는지 여부를 고려해야 합니다. 예를 들어, ITT Cannon의 CA/5015 커넥터는 가장 까다로운 응용 분야를 위해 설계된 견고한 상호 연결입니다. 원래 상업 항공용으로 개발된 이 커넥터는 현재 군사, 운송, 산업, 중장비 부문에서 널리 사용되고 있습니다.
• 최종 시스템의 무게: 무게는 단순히 끝쪽의 압력을 증가시키고 마모를 일으켜 커넥터의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 추가 무게를 견디는 데 필요한 전력은 배터리 수명을 줄일 수 있으므로 무게는 로봇 또는 반자동 기계 같은 배터리 구동식 시스템에도 문제가 됩니다. 무게에 따라 커넥터의 셸 케이스의 재료도 결정됩니다. 경량 알루미늄으로 제작된 하우징은 최종 무게를 줄입니다.
• 사이버 보안 및 스텔스 필요성: 군사 작전에는 특히 적의 감지를 회피할 수 있는 시스템이 필요합니다. 이를 위해서는 견고한 커넥터에 특수 차폐 기술이 필요합니다. 전금속 백셸은 전자 신호를 유지하고 전자기 간섭을 방지합니다. ITT Cannon의 CA/5015 계열은 차폐 또는 비차폐 버전의 개별 전선 또는 재킷 케이블을 사용하는 연결을 지원하는 광범위한 백셸을 제공합니다.
• 커넥터 모양: 몇 개를 예로 들자면 커넥터는 원형, 사각형, 블레이드 또는 모듈식을 비롯하여 다양한 모양으로 제공됩니다. 원형 커넥터는 전력, 신호 또는 데이터를 전송하는 가장 일반적인 변형입니다. 결합 중 핀을 정렬하는 것이 더 쉬우며 원형 설계는 콤팩트한 봉인을 제공합니다. 원형 커넥터는 여러 핀 또는 접점이 특정 그리드 패턴으로 정렬되어 있어 전력 또는 데이터와 같이 필요한 다양한 종류의 연결을 수용할 수 있습니다.

잠금 시스템의 유형

커넥터로 두 개의 시스템을 연결한 후에는 연결이 느슨해지거나 전력, 데이터 또는 신호의 전송 품질에 영향을 미치지 않도록 제자리에 고정해야 합니다 가장 일반적인 잠금 시스템에는 연결을 제자리에 단단히 고정하는 나선형(나사형) 결합 메커니즘과 푸시하면 연결이 함께 잠기고 당기면 해제되는 푸시풀이 포함됩니다. ITT Cannon의 TBF10SL-4PS-B 같은 커넥터(그림 1)는 비틀면 핀과 그루브가 제자리에 고정되는 베이요넷 메커니즘을 제공합니다.

이 중, 나선형 결합 메커니즘은 항공 우주 및 군사 응용 제품에 특히 유용한 뛰어난 내진동성을 제공합니다.

그림 1: ITT Cannon의 TBF10SL-4PS-B 견고한 원형 커넥터는 베이요넷 잠금 메커니즘을 사용합니다(이미지 출처: ITT Cannon, LLC).

결합 주기

결합 주기는 플러그와 리셉터클이 연결되고 연결 해제되는 과정입니다. 장비의 반복된 플러깅 및 언플러깅은 커넥터의 리드에 마모를 일으킬 수 있습니다. 결과적으로 커넥터는 견딜 수 있는 결합 주기 횟수에 따라 정격이 지정됩니다. 신뢰할 수 있는 장치는 큰 손상 없이 수백 회의 결합 주기를 처리할 수 있습니다.

유입 보호

IEC(국제 전기기술 위원회)는 전기 장비가 먼지 또는 물 같은 위험 요소를 막을 수 있는 효과를 측정하기 위해 일련의 등급을 도입했습니다. 이러한 등급은 장비가 먼지 및 우박을 동반한 폭풍과 같은 가혹한 조건에서 기능을 수행해야 하거나 성능이 일상적으로 테스트되는 군사 작전에서 특히 중요합니다. 연마 모래 또는 물에 반복적으로 노출될 경우 전자 리드가 부식되고, 신호 전송이 제대로 이루어 지지 않으며, 강력한 연결을 방해하는 장벽이 생성될 수 있습니다. 극한 환경의 경우 일반적으로 IP68 이상 등급을 가진 커넥터가 필요합니다.

이를 비롯한 여러 규정은 군사용 사양(MIL-SPEC) 커넥터가 통과해야 하는 규정입니다. 원형 커넥터는 일반적으로 ITT Cannon의 CA/5015 커넥터가 충족하는 MIL-SPEC 표준(예: MIL-DT-5015)을 수용합니다(그림 2). 이러한 원형 커넥터는 -55°C ~ +200°C의 넓은 온도 조건에서 잘 작동합니다.

그림 2: ITT Cannon의 CA/5015 커넥터는 까다로운 환경을 위한 견고한 다목적 솔루션입니다(이미지 출처: ITT Cannon, LLC).

ITT Cannon의 CA/5015 커넥터는 방위, 철도, 항공 우주, 산업 응용 분야는 물론 공장 자동화 및 로보틱스에도 이상적입니다. 이 계열은 사용자가 부품이 올바른 방향으로 결합되었는지 확인하여 회로 손상을 방지할 수 있도록 5가지 극성으로 제공됩니다. 이 커넥터는 카드뮴, TinZinc(J 도금), ZincNickelBlueGen, ZincCobaltBlack, 니켈 구성의 다양한 도금 옵션으로 제공됩니다. 또한 전기 및 전자 장비의 특정 위험 물질을 감독하는 유럽 연합 규정인 RoHS(유해물질 제한지침)를 준수합니다.

결론

이산 제조, 석유 및 가스 공장, 태양광 및 풍력 기술, 산업 현장(예: 광산)을 비롯한 다양한 부문에 걸쳐 가혹한 환경에서 전자 및 전기 장비의 필수 기능은 점점 더 필요해지고 있습니다. 오늘날의 산업 및 군사 작전 대부분이 실시간 데이터를 기반으로 실행된다는 것을 감안할 때 컴퓨팅 하드웨어 및 센서는 견고한 현장 인프라를 지원하기 위해 일선에서 테스트된 장비가 필요합니다. ITT Cannon의 CA/5015 커넥터 계열 같은 견고한 커넥터는 모든 부문에서 데이터 중심의 운영 및 작동 임무를 수행하는 데 중요한 역할을 합니다.