Các khối đầu cuối đa cấp có thể tăng tốc độ cài đặt và tiết kiệm không gian, đưa kết nối lên cấp độ cao hơn

Bất kỳ bảng điều khiển điện hoặc điện tử nào cũng có thể yêu cầu nối dây.Cho dù ứng dụng dành cho thiết bị tiêu dùng, thiết bị thương mại hay hệ thống công nghiệp, các nhà thiết kế cần chọn sản phẩm đáng tin cậy, dễ lắp đặt và có thể hoạt động đáng tin cậy trong nhiều năm.Các khối đầu cuối đáp ứng các yêu cầu này và là cách phổ biến nhất để giao tiếp các đường điện trường với các hệ thống điện và điện tử gắn trên bảng điều khiển.
Thiết bị đầu cuối một lớp kiểu vít truyền thống và phổ biến nhất là một giải pháp đơn giản, nhưng nó không phải lúc nào cũng sử dụng không gian hoặc lao động hiệu quả nhất.Đặc biệt khi mọi người cho rằng nhiều dây được lắp đặt ở dạng cặp chức năng hoặc nhóm ba dây, thiết bị đầu cuối đa cấp rõ ràng có lợi thế về thiết kế.Ngoài ra, các cơ chế kiểu lò xo mới đáng tin cậy hơn và dễ lắp đặt hơn các sản phẩm kiểu vít.Khi chọn các khối đầu cuối cho bất kỳ ứng dụng nào, các nhà thiết kế nên xem xét các yếu tố hình thức và các đặc điểm khác của sản phẩm để đạt được hiệu suất tốt nhất.

Kiến thức cơ bản về khối thiết bị đầu cuối
Khối đấu dây cơ bản bao gồm một lớp vỏ cách điện (thường là một số dạng nhựa), có thể được lắp đặt trên thanh ray DIN tuân theo tiêu chuẩn ngành hoặc được bắt vít trực tiếp vào tấm phía sau bên trong lớp vỏ.Đối với các khối đầu cuối DIN nhỏ gọn, vỏ thường mở ở một bên.Các khối này được thiết kế để xếp chồng lên nhau nhằm tiết kiệm không gian tối đa và chỉ một đầu của ngăn xếp cần có nắp đậy (Hình 1).

1. Khối đấu dây có thể xếp chồng lên nhau kiểu DIN là một cách nhỏ gọn và đáng tin cậy cho các kết nối dây cấp công nghiệp.
Các thiết bị đầu cuối "Feedthrough" thường có một điểm kết nối dây ở mỗi bên và một dải dẫn điện giữa hai điểm này.Mỗi khối thiết bị đầu cuối truyền thống chỉ có thể xử lý một mạch, nhưng các thiết kế mới hơn có thể có nhiều cấp độ và cũng có thể bao gồm các thiết bị nối đất che chắn cáp thuận tiện.
Điểm kết nối dây cổ điển là vít và đôi khi máy giặt được sử dụng.Đầu dây cần uốn một vòng hoặc vấu hình chữ U, sau đó lắp vào và vặn chặt dưới vít.Thiết kế thay thế kết hợp kết nối vít của khối đầu cực vào kẹp lồng, sao cho dây trần hoặc dây có ống măng sông hình trụ đơn giản được uốn ở đầu có thể được lắp trực tiếp vào kẹp lồng và cố định.
Một sự phát triển gần đây là điểm kết nối lò xo, giúp loại bỏ hoàn toàn ốc vít.Các thiết kế ban đầu yêu cầu sử dụng một công cụ để đẩy lò xo xuống, công cụ này sẽ mở điểm kết nối để có thể luồn dây vào.Thiết kế lò xo không chỉ cho phép nối dây nhanh hơn so với các linh kiện kiểu vít tiêu chuẩn, mà áp suất lò xo không đổi cũng chống rung tốt hơn so với các đầu nối kiểu vít.
Một cải tiến đối với thiết kế lồng lò xo này được gọi là thiết kế đẩy vào (PID), cho phép đẩy trực tiếp dây cứng hoặc dây uốn ống măng sông vào hộp nối mà không cần dụng cụ.Đối với các khối đấu dây PID, có thể sử dụng các công cụ đơn giản để nới lỏng dây hoặc lắp đặt dây bện trần.Thiết kế lò xo có thể giảm ít nhất 50% công việc nối dây.
Ngoài ra còn có một số phụ kiện thiết bị đầu cuối phổ biến và hữu ích.Thanh cầu nối plug-in có thể được lắp vào nhanh chóng và nhiều thiết bị đầu cuối có thể được kết nối chéo cùng một lúc, cung cấp một phương pháp phân phối điện nhỏ gọn.Các quy định đánh dấu là rất quan trọng để cung cấp nhận dạng rõ ràng cho từng dây dẫn của khối đầu cuối và miếng đệm cho phép các nhà thiết kế cung cấp một cách quan trọng để cách ly một hoặc nhiều khối đầu cuối với nhau.Một số khối thiết bị đầu cuối tích hợp cầu chì hoặc thiết bị ngắt kết nối bên trong khối thiết bị đầu cuối, vì vậy không cần thêm bộ phận nào để thực hiện chức năng này.
Giữ nhóm mạch
Đối với bảng điều khiển và tự động hóa, mạch phân phối điện (dù là 24 V DC hay lên đến 240 V AC) thường yêu cầu hai dây.Các ứng dụng tín hiệu, chẳng hạn như kết nối với cảm biến, thường là 2 dây hoặc 3 dây và có thể yêu cầu thêm các kết nối lá chắn tín hiệu tương tự.
Tất nhiên, tất cả các hệ thống dây này có thể được cài đặt trên nhiều thiết bị đầu cuối một lớp.Tuy nhiên, xếp chồng tất cả các kết nối của một mạch nhất định vào một hộp nối nhiều tầng có nhiều lợi ích ban đầu và liên tục (Hình 2).

2. Khối đầu cuối sê-ri Dinkle DP cung cấp nhiều kích cỡ khác nhau về hình dạng một lớp, hai lớp và ba lớp.
Nhiều dây dẫn tạo thành một mạch, đặc biệt là tín hiệu tương tự, thường chạy trong một cáp nhiều dây dẫn, thay vì dưới dạng các dây dẫn riêng biệt.Bởi vì chúng đã được kết hợp trong một cáp nên việc kết thúc tất cả các dây dẫn có liên quan này thành một đầu cuối nhiều cấp thay vì một số đầu cuối đơn cấp là điều hợp lý.Các thiết bị đầu cuối đa cấp có thể tăng tốc độ lắp đặt và vì tất cả các dây dẫn đều ở gần nhau nên nhân viên có thể dễ dàng khắc phục mọi sự cố hơn (Hình 3)

3. Các nhà thiết kế có thể chọn các khối đầu cuối tốt nhất cho tất cả các khía cạnh của ứng dụng của họ.Các khối thiết bị đầu cuối đa cấp có thể tiết kiệm rất nhiều không gian của bảng điều khiển và giúp việc cài đặt và khắc phục sự cố thuận tiện hơn.
Một nhược điểm có thể có của các thiết bị đầu cuối đa cấp là chúng quá nhỏ để hoạt động với nhiều dây dẫn liên quan.Miễn là các kích thước vật lý được cân bằng và các quy định đánh dấu rõ ràng, lợi ích của mật độ dây cao hơn sẽ được ưu tiên.Đối với thiết bị đầu cuối kích thước 2,5mm 2 điển hình, độ dày của toàn bộ thiết bị đầu cuối ba cấp có thể chỉ là 5,1mm, nhưng có thể kết thúc 6 dây dẫn, giúp tiết kiệm 66% không gian bảng điều khiển có giá trị so với sử dụng thiết bị đầu cuối một cấp.
Nối đất hoặc nối đất tiềm năng (PE) là một sự cân nhắc khác.Khi được sử dụng với cáp tín hiệu hai lõi được che chắn, thiết bị đầu cuối ba lớp có một dây dẫn xuyên suốt ở hai lớp trên cùng và kết nối PE ở phía dưới, thuận tiện cho việc hạ cáp và đảm bảo rằng lớp che chắn được kết nối với Đường ray và tủ nối đất DIN.Trong trường hợp kết nối mặt đất mật độ cao, hộp nối hai giai đoạn với các kết nối PE tại tất cả các điểm có thể cung cấp nhiều kết nối mặt đất nhất trong không gian nhỏ nhất.
Vượt qua bài kiểm tra
Các nhà thiết kế làm việc trong việc chỉ định các khối đầu cuối sẽ thấy rằng tốt nhất nên chọn từ một loạt các sản phẩm cung cấp đầy đủ các kích cỡ và cấu hình đáp ứng nhu cầu của họ.Các khối thiết bị đầu cuối công nghiệp thường phải được định mức lên đến 600 V và 82 A, đồng thời chấp nhận kích thước dây từ 20 AWG đến 4 AWG.Khi khối đầu cuối được sử dụng trong bảng điều khiển được liệt kê bởi UL, thì nó phải được UL chấp thuận.
Vỏ cách điện phải là chất chống cháy để đáp ứng tiêu chuẩn UL 94 V0 và cung cấp khả năng chịu nhiệt độ trong phạm vi rộng từ -40°C đến 120°C (Hình 4).Phần tử dẫn điện nên được làm bằng đồng đỏ (hàm lượng đồng là 99,99%) để dẫn điện tốt nhất và tăng nhiệt độ tối thiểu.

4. Thiết bị đầu cuối thử nghiệm cao hơn tiêu chuẩn ngành để đảm bảo hiệu suất cao và chất lượng cao.
Chất lượng của các sản phẩm đầu cuối được đảm bảo bởi nhà cung cấp bằng cách sử dụng các cơ sở phòng thí nghiệm đã vượt qua thử nghiệm và chứng nhận của nhân chứng UL và VDE.Công nghệ đi dây và các sản phẩm đầu cuối phải được kiểm tra nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn UL 1059 và IEC 60947-7.Các thử nghiệm này có thể bao gồm đặt sản phẩm vào lò nướng ở nhiệt độ 70°C đến 105°C trong 7 giờ đến 7 ngày tùy thuộc vào thử nghiệm và xác nhận rằng việc gia nhiệt sẽ không gây nứt, mềm, biến dạng hoặc tan chảy.Không chỉ phải duy trì hình thức bên ngoài mà còn phải duy trì các đặc tính điện.Một loạt thử nghiệm quan trọng khác sử dụng nhiều loại và thời lượng phun muối khác nhau để xác định khả năng chống ăn mòn lâu dài của sản phẩm.
Một số nhà sản xuất thậm chí còn vượt qua các tiêu chuẩn ngành và tạo ra các thử nghiệm thời tiết cấp tốc để mô phỏng các điều kiện khắc nghiệt và xác nhận tuổi thọ lâu dài của sản phẩm.Họ chọn các vật liệu hiệu suất cao như nhựa PA66 và đã tích lũy kinh nghiệm sâu sắc trong các quy trình ép phun có độ chính xác cao để kiểm soát tất cả các biến số và đáp ứng nhu cầu của người dùng cuối đối với các sản phẩm thu nhỏ duy trì mọi xếp hạng.
Khối thiết bị đầu cuối điện là một thành phần cơ bản, nhưng chúng đáng được chú ý vì chúng tạo thành giao diện lắp đặt chính cho thiết bị điện và dây dẫn.Các thiết bị đầu cuối kiểu vít thông thường cũng được biết đến.Các công nghệ tiên tiến như PID và khối đầu cuối đa cấp giúp thiết kế, sản xuất và bảo dưỡng thiết bị nhanh hơn và dễ dàng hơn, đồng thời tiết kiệm được nhiều không gian có giá trị trên bảng điều khiển.