پیشگفتار
پیش از آنکه بگوییم کانکتور نظامی چیست بد نیست که به نام‌های دیگر آن اشاره‌ای داشته باشیم. این کانکتورها اغلب کانکتورهای با استاندارد نظامی (MIL-STD Connectors) یا (به‌طور غیررسمی) کانکتورهای با مشخصات نظامی (MIL-SPEC Connectors) یا گاهی اوقات کانکتورهای MS نامیده می‌شوند و در ایران نیز معمولا با نام کانکتورهای نظامی شناخته می‌شوند.
همچنین ممکن است با نام کانکتور هوانوردی (Aviation Connector یا Aviation Plug Connector) نیز برای اشاره به این کانکتورها مواجه شوید. نام کانکتور هوانوردی از صنعت ساخت هواپیماهای نظامی در دهه 30 قرن بیستم گرفته شده است.
کانکتور نظامی چیست؟
کانکتورهای با مشخصات نظامی، کانکتورهایی با کارایی بالا هستند که برای مطابقت با استانداردهای نظامی سختگیرانه طراحی شده‌اند. این کانکتورها قوی، بادوام و قادر به مقاومت در برابر شرایط محیطی خشن می‌باشند که آنها را برای هوافضا، دفاع و سایر کاربردهای حیاتی، گزینه‌ای ایده‌آل می‌سازد. خواه موشک باشد، هواپیما یا وسیله نقلیه زرهی، این کانکتورها تضمین می‌کنند که مدارهای الکترونیکی تحت شرایط شدید عملکرد قابل اعتمادی دارند.
کانکتورهایی (الکتریکی یا فیبرنوری) که توسط وزارت دفاع ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گیرد در ابتدا در دهه 1930 برای کاربردهای هوایی و تاکتیکی (در شرایط سخت) توسعه یافتند و کانکتورهای سری "AN" (ارتش-دریایی) استانداردی شد برای کانکتورهای دایره‌ای (کانکتورهای گرد) نظامی (Circular MIL Spec Connectors) مدرن.
درحال‌حاضر، زمینه کاربرد کانکتورهای نظامی (کانکتورهای هوانوردی) تنها در تجهیزات نظامی نیست، بلکه در حوزه‌های عملیاتی قابل اعتماد مانند تجهیزات پزشکی، اتوماسیون، حمل‌ونقل ریلی، هوافضا، صنعتی، دریایی و حتی خودرو نیز کاربرد دارند.
هدف از کانکتور نظامی
کانکتورهای MIL-Spec برای ارائه اتصالات ایمن و قابل اعتماد برای کاربردهای نظامی و هوافضا طراحی شده‌اند. آنها نقش مهمی در تضمین عملکرد و ایمنی سیستم‌های الکترونیکی در عملیات حیاتی ایفا می‌کنند. این کانکتورها برای تحمل تنش‌های الکتریکی و مکانیکی مختلف در کاربردهایی از انتقال داده گرفته تا توزیع برق تولید شده‌اند.
کانکتور نظامی USB سری DH-24؛ 0.5 آمپر 5 ولت
2,500,000 تومان
کانکتور نظامی RJ45 سری DH-24؛ 1.2 آمپر 42 ولت
2,200,000 تومانکاربردهای رایج کانکتور نظامی
کانکتورهای MIL-Spec در کاربردهای متعددی استفاده می‌شوند، از جمله:
- وسایل نقلیه نظامی مانند تانک و هاموی (Humvee) | جنگنده، هلیکوپتر و پهپادها
- سیستم‌های تسلیحاتی | تجهیزات اکتشاف فضایی | کاربردهای صنعتی و دریایی
چرا کانکتور نظامی معمولا دایره‌ای (گرد) ساخته می‌شود؟
کانکتورهای نظامی معمولاً دایره‌ای (گرد) هستند (سطح مقطع آنها گرد یا دایره‌ای (Circular) است) زیرا شکل استوانه‌ای آنها دوام بالاتر، مقاومت در برابر عوامل محیطی مانند گردو‌غبار و رطوبت و اتصال ایمن را فراهم می‌کند و آنها را برای شرایط سخت که اغلب در کاربردهای نظامی مانند دماهای شدید، شوک و لرزش با آن مواجه می‌شوند، ایده‌آل می‌سازد.
این طراحی همچنین اجازه می‌دهد تا درجه بالایی از انعطاف‌پذیری از نظر تعداد پین و پیکربندی برای مطابقت با نیازهای مختلف در یک سیستم داشته باشیم.
کانکتور نظامی چگونه "وصل" می‌شود؟
کانکتور نظامی معمولاً از یک جفت نر و ماده (2 بخش) تشکیل شده است که یک بخش آن را Plug (ترجمه فارسی این کلمه در حالت کلی دوشاخه است اما به‌دلیل تفاوت‌هایی که در اینجا وجود دارد ما در کل این متن از همان کلمه اصلی استفاده می‌کنیم) و بخش دیگر را Receptacle (ترجمه فارسی این کلمه در حالت کلی پریز است اما به‌دلیل تفاوت‌هایی که در اینجا وجود دارد ما در کل این متن از همان کلمه اصلی استفاده می‌کنیم) می‌گویند.
در واقع مطابق تصویر زیر به بخشی که روی بخش دیگر سوار می‌شود Plug (سمت راست) و به بخش پذیرنده Receptacle یا Jack (سمت چپ) می‌گویند. توضیح بیشتر در مورد Receptacle این‌که، این بخش معمولاً flangeای (بخش به شکل مربع به دور Receptacle در تصویر پایین را flange گویند) با سوراخ دارد تا بتوان آن را روی یک سطح نصب کرد. نکته این‌که در بازارهای جهانی، هم محصولاتی وجود دارند که جفتی هستند (هر 2 بخش وجود دارند) و هم محصولاتی که تکی هستند، به نام کانکتور plug یا کانکتور Receptacle که می‌توانید هرکدام را که می‌خواهید پیدا و خرید کنید.
شاید این سوال پیش بیاید که Plug دقیقا شبیه دوشاخه و Receptacle دقیقا شبیه پریز است. نکته‌ای که وجود دارد این است که هرچند بخش Plug معمولا یک کنتاکت نر (pin یا male) است اما می‌تواند به‌صورت کنتاکت ماده (socket یا female) نیز ساخته شود و هرچند بخش Receptacle معمولا یک کنتاکت ماده (socket) است اما می‌تواند به‌صورت کنتاکت نر (pin) نیز ساخته شود (به تصویر زیر مراجعه شود).
در واقع Plug و Receptacle به قسمت بیرونی کانکتور اشاره دارند و نوع کنتاکت که pin باشد یا socket به قسمت درونی آن و الزامی نیست که Plug یک کانکتور حتما کنتاکتی از نوع pin داشته باشد یا Receptacle یک کانکتور حتما کنتاکتی از نوع socket.
نکته دیگر این‌که طبیعتا برای برقراری اتصال درست حتما این 2 بخش Plug و Receptacle باید با هم منطبق (match) باشند، تا اتصال برقرار شود یعنی اگر کنتاکت Plug از نوع نر بود، کنتاکت Receptacle حتما باید ماده (سوکت) باشد. لذا اگر هرکدام از این بخش‌ها را به‌صورت جداگانه تهیه می‌کنید باید دقت لازم صورت گیرد. نمونه‌هایی از کانکتورهای نظامی شامل هر 2 بخش (Plug و Receptacle) که در کهرنیک موجود هستند، در ادامه آورده شده است.
کانکتور نظامی گرد YZ-20؛ 20 آمپر 500 ولت؛ 3 پین
قیمت اصلی 2,100,000 تومان بود.2,000,000 تومانقیمت فعلی 2,000,000 تومان است.
کانکتور نظامی گرد YZ-20؛ 10 آمپر 400 ولت؛ 5 پین
قیمت اصلی 2,100,000 تومان بود.2,000,000 تومانقیمت فعلی 2,000,000 تومان است.
کانکتور نظامی گرد YZ-20؛ 10 آمپر 400 ولت؛ 7 پین
قیمت اصلی 2,100,000 تومان بود.2,000,000 تومانقیمت فعلی 2,000,000 تومان است.مزایای استفاده از کانکتور نظامی
استفاده از کانکتورهای MIL-Spec چندین مزیت را ارائه می‌دهد که آنها را به انتخابی ارجح برای کاربردهای حیاتی تبدیل می‌کند:
- قابلیت اطمینان
کانکتورهای MIL-Spec به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اتصالاتی قابل اعتماد و ایمن را حتی در سخت‌ترین محیط‌ها فراهم کنند. این قابلیت اطمینان برای کاربردهای نظامی و هوافضا که در آن شکست یک گزینه نیست، بسیار مهم است.
- ماندگاری
مواد و نحوه ساخت کانکتورهای MIL-Spec عملکرد طولانی مدت آنها را تضمین می‌کند. آنها می‌توانند دماهای شدید، ارتعاشات و تنش‌های مکانیکی را تحمل کنند و نیاز به تعویض مکرر را کاهش دهند.
- سازگاری
کانکتورهای MIL-Spec استاندارد شده‌اند لذا از سازگاری آنها با سیستم‌ها و تجهیزات مختلف می‌توان مطمئن بود. این استانداردسازی تعمیر و نگهداری را ساده می‌کند و چالش‌های لجستیکی را کاهش می‌دهد.
چالش‌ها در استفاده از کانکتور نظامی
با وجود مزایای بی‌شمار آنها، استفاده از کانکتورهای MIL-Spec می‌تواند چالش‌هایی را ایجاد کند:
- هزینه
کانکتورهای MIL-Spec به‌دلیل استانداردهای سختگیرانه ساخت و مواد با کیفیت بالا، اغلب گرانتر از کانکتورهای تجاری هستند. با این حال، قابلیت اطمینان و دوام آنها سرمایه‌گذاری را توجیه می‌کند.
- در دسترس بودن
برخی از کانکتورهای MIL-Spec به‌دلیل ماهیت تخصصی خود، ممکن است به آسانی در بازار یافت نشوند لذا برای جلوگیری از تاخیر در پروژه خود، باید از قبل جهت تهیه آنها برنامه‌ریزی نمایید.
- پیچیدگی
تعیین و انتخاب کانکتور MIL-Spec مناسب به‌دلیل استانداردها و گزینه‌های موجود می‌تواند پیچیده باشد. کار با یک تامین‌کننده باتجربه می‌تواند به ساده‌سازی این فرآیند کمک کند.
مواد مورد استفاده در تولید کانکتور نظامی
مواد مورد استفاده برای ساخت کانکتورهای MIL-Spec با دقت انتخاب شده‌اند تا معیارهای عملکرد دقیق را برآورده کنند. بیایید مواد رایج و اهمیت آنها را بررسی کنیم:
- آلیاژهای فلزی
پوسته‌ها و کنتاکت‌ها اغلب از آلیاژهای فلزی مانند آلومینیوم، فولاد ضدزنگ و مس بریلیوم تشکیل شده‌اند. این مواد دارای استحکام مکانیکی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی هستند.
- مواد آبکاری
کنتاکت‌ها با طلا، نیکل و سایر فلزات غیرخورنده آبکاری شده‌اند. آبکاری رسانایی را افزایش می‌دهد و یک لایه محافظ در برابر عوامل محیطی مانند رطوبت و مواد شیمیایی ایجاد می‌کند.
- مواد عایق
بخش داخلی کانکتور (connector insert) از مواد عایق با کیفیت بالا مانند لاستیک سیلیکون و ترموپلاستیک‌ها ساخته شده است. این مواد عایق‌بندی مناسب را تضمین می‌کنند و از اتصال کوتاه الکتریکی جلوگیری می‌نمایند.
استانداردهای کانکتور نظامی
استانداردهای نظامی الزامات و مشخصاتی را که کانکتورها باید رعایت کنند تا به عنوان MIL-Spec طبقه‌بندی شوند را تعریف می‌کنند. این استانداردها رفتار یکسان و قابلیت اطمینان کانکتورها را در کاربردهای مختلف تضمین می‌کنند. برخی از رایج‌ترین استانداردها عبارتند از (برای مطالعه سایر استانداردها به صفحه U.S. Military connector specifications در ویکی‌پدیا مراجعه کنید):
MIL-DTL-38999
یکی از رایج‌ترین استانداردهای مورد استفاده، MIL-DTL-38999، کانکتورهای دایره‌ای (کانکتورهای گرد) با چگالی بالا را پوشش می‌دهد که برای محیط‌های خشن طراحی شده‌اند. این استاندارد شامل چندین سری است که هر کدام دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند:
سری I: مکانیزم کوپلینگ Bayonet (سرنیزه‌ای) با طراحی ضد اسکوپ (مکانیزم کوپلینگ Bayonet یکی از مکانیزم‌های اتصال 2 بخش کانکتور است).
سری II: کوپلینگ Bayonet با طراحی low profile برای شرایطی که محدودیت وزن و فضا وجود دارد.
سری III: مکانیزم کوپلینگ رزوه‌ای خودقفل‌شونده.
سری IV: مکانیزم کوپلینگ Breech-lock.
MIL-DTL-26482
استاندارد MIL-DTL-26482 دو سری کانکتورهای دایره‌ای با قابلیت جداسازی سریع را که از مکانزیم کوپلینگ Bayonet بهره می‌برند پوشش می‌دهد. این سری‌ها به‌دلیل اندازه جمع‌وجور و عملکرد قابل اعتماد خود شناخته شده‌اند.
MIL-DTL-5015
MIL-DTL-5015 کانکتورهای دایره‌ای مخصوص کارهای سنگین با کوپلینگ Bayonet یا رزوه‌ای را مشخص می‌کند. این کانکتورها به طور گسترده در کاربردهای نظامی و صنعتی استفاده می‌شوند.
MIL-DTL-26500
استاندارد MIL-DTL-26500 برای کانکتورهایی با مکانیزم‌های کوپلینگ Bayonet و رزوه‌ای اعمال می‌شود که حفاظت محیطی عالی و مقاومت در برابر سیال را فراهم می‌کنند و اغلب در کاربردهای هوافضا استفاده می‌شوند.
اطلاعات لازم جهت انتخاب کانکتور نظامی مناسب
همانند سایر قطعات الکترونیکی، کانکتورهای MIL-Spec نیز پارامترهای خاص خود را دارند که هنگام انتخاب آنها برای یک پروژه، شناخت کافی از این پارامترها ضروری است تا انتخاب درستی صورت گیرد.
در صورتی که برای یافتن قطعات الکترونیکی خود از سایت‌های معروف توزیع‌کننده قطعات الکترونیکی در دنیا چون Mouser یا Digikey استفاده می‌کنید، وقتی در این سایت‌ها وارد دسته قطعه مورد نظر می‌شوید، در بالای صفحه با فیلتری که شامل تمامی مشخصات قطعه مورد نظر شما است مواجه شده که با انتخاب مقدار مناسب (به‌شکلی که مناسب کاربردتان باشد) برای هر پارامتر، محصولات موجود محدود شده تا به آنچه مناسب شما است دست پیدا کنید.
برای واضح‌تر شدن مطلب به دسته کانکتورهای MIL-Spec دایره‌ای در سایت Mouser مراجعه کردیم که در تصویر زیر آمده است. در ادامه می‌خواهیم مهمترین مشخصاتی که باید، برای انتخاب کانکتور نظامی مناسب خود، با آنها آشنا باشید را به شما معرفی کنیم (این مشخصات هما‌ن‌طور که در تصویر دیده می‌شود در بالای سایت در قسمت فیلترها آمده‌اند).
پیش از ورود به بحث بیایید سه جزء اصلی یک کانکتور نظامی مدرن را بررسی کنیم. برای درک بهتر این 3 جزء، به 2 تصویر زیر که یکی برای Plug و دیگری برای Receptacle است نیز می‌توانید رجوع کنید:
- کنتاکت‌ها: به پین‌ها (در نوع نر) و سوکتها (در نوع ماده) اشاره دارند. معمولاً از مس با روکش طلا با رسانایی بالا ساخته می‌شوند.
- Insert: بخشی که همه کنتاکت‌ها را در جهت مشخصی نگه می‌دارد و آنها را از یکدیگر عایق می‌کند. برای درک بهتر، دو تصویر زیر فقط از Insertها آورده شده است (یکی برای Plug و دیگری برای Receptacle). به‌طور معمول از مواد کامپوزیتی ساخته می‌شوند.
- پوسته (Shell): محفظه‌ای (پوششی) که Insert و کنتاکت‌ها را تحت پوشش دارد. به‌طور معمول از آلومینیوم ساخته شده و برای محافظت در برابر خوردگی آبکاری می‌شود. در بیشتر موارد، دو واژه "پوسته" و "Housing" به‌جای یکدیگر برای توصیف بخش محافظ بیرونی یک کانکتور استفاده می‌شوند.
با این اوصاف حال به سراغ بررسی مهمترین پارامترهای یک کانکتور نظامی دایره‌ای (گرد) می‌رویم:
- تعداد کنتاکت‌ها
تعداد کنتاکت‌ها (Number of Positions) به عناصر رسانا در یک بخش اشاره دارد (به‌عنوان مثال تعداد پین‌ها در بخش Plug که در تصاویر بالا نیز مشخص شده‌اند) که با عناصر مربوطه در بخش دیگر (یعنی در مثال ما سوکتها در بخش Receptacle که در تصاویر بالا نیز مشخص شده‌اند) برای ایجاد یک مسیر الکتریکی جفت می‌شوند. کانکتوری با تعداد مناسب کنتاکت براساس نیازهای کاربرد خود انتخاب کنید.
- نوع (جنسیت) کنتاکت
نوع کنتاکت (Contact Gender) می‌تواند پین (نر) یا سوکت (ماده) باشد. معمولا از پین‌ها برای بخش Plug استفاده می‌شود (هرچند گفته شد که می‌توان از سوکت نیز برای بخش Plug استفاده کرد)، در حالی که از سوکتها برای بخش Receptacle استفاده می‌شود (هرچند می‌توان از پین نیز برای بخش Receptacle استفاده کرد). از سازگاری بین جفت‌ها در صورتی که آنها را جداگانه تهیه می‌کنید اطمینان حاصل کنید (یا در زمان تهیه محصولاتی را خریداری کنید که شامل هر 2 بخش باشند).
- اندازه پوسته
اندازه پوسته (Shell Size) ابعاد فیزیکی پوشش بیرونی کانکتور است که در تصاویر بالا نیز مشخص شده‌اند. اندازه پوسته مناسب را بر اساس محدودیت فضا و نیازهای کاربردی خود انتخاب کنید.
- آرایش Insert
شرکت‌های سازنده برای یک کانکتور نظامی، با توجه به تعداد کنتاکت‌ها و سایر موارد کاربردی، فرم خاصی (آرایش خاصی) از نحوه قرارگیری کنتاکت‌ها را ارائه می‌دهند. به این آرایش خاص کنتاکت‌ها Insert Arrangement (آرایش Insert) می‌گویند (با بخش Insert کانکتور که پیشتر آشنا شده‌اید). به‌عنوان مثال اگر یکی از آخرین کاتالوگ‌های کانکتورهای ساخت شرکت Amphenol یا TE Connectivity را باز کنید آرایش‌های مختلف زیادی از "آرایش Insert" را برای یک اندازه کانکتور مشخص خواهید دید. دلیل آن این است که کار برای انتخاب شما با توجه به کاربردتان راحت شود.
نمونه‌‌ای از آرایش‌های Insert کانکتورهای استاندارد MIL-DTL-38999 شرکت Amphenol در ادامه آورده شده است. هما‌ن‌طور که گفته شد برای انتخاب آرایش دلخواه باید به دیتاشیت کانکتور نظامی شرکت تولیدکننده مراجعه کنید.
- اندازه کنتاکت
اندازه کنتاکت با استفاده از سنجه سیم آمریکایی (American wire gauge: AWG) تعیین می‌شود. AWG یک سیستم اندازه‌گیری استاندارد شده است که برای قطر سیم‌های الکتریکی استفاده می‌شود. اندازه کنتاکت کانکتور نظامی شما باید با قطر سیم مورد استفاده در کاربردتان مطابقت داشته باشد تا از اتصال و عملکرد مناسب اطمینان حاصل شود. به اندازه کنتاکت معمولا در دیتاشیت کانکتور دسترسی خواهید داشت.
به‌عنوان مثال در تصویر زیر سایز کنتاکت برای یک کانکتور نظامی عدد 16 می‌باشد که این عدد براساس AWG داده شده است. در صورتی که می‌خواهید آن را به میلی‌متر تبدیل کنید باید به جدول موجود در صفحه American wire gauge در ویکی‌پدیا رجوع نمایید. نکته این‌که در جدول زیر سایز سیم‌هایی که مناسب این کانکتور هستند نیز براساس AWG داده شده است. لذا این‌گونه می‌توانید کانکتوری با اندازه کنتاکت مناسب را انتخاب نمایید.
- نوع کوپلینگ
منظور از نوع کوپلینگ، نحوه (نوع) اتصال بین بخش نر و ماده است. این‌که این اتصال از چه مکانیزمی استفاده می‌کند و آیا این نوع از کوپلینگ برای کاربرد شما مناسب است یا نه مطلبی است که پیش از خرید کانکتور باید به آن توجه کنید. 3 نوع مکانزیم کوپلینگ پایه‌ای که معمولا در کانکتور نظامی دایره‌ای استفاده می‌شوند عبارتند از مکانیزم‌های Bayonet (سرنیزه‌ای)، Threaded (رزوه‌ای) و Push-Pull (فشاری-کششی). نوع کوپلینگی را انتخاب کنید که به بهترین وجه با شرایط محیطی و مکانیکی کاربرد شما مطابقت دارد.
پسگفتار
کانکتورهای MIL-Spec برای اطمینان از اتصالات قابل اعتماد و قوی در کاربردهای هوافضا و دفاعی و حتی صنعتی و تجاری ضروری هستند. با درک مواد، استانداردها و فرآیند انتخاب آنها، می‌توانید تصمیمات آگاهانه‌ای بگیرید که عملکرد و قابلیت اطمینان سیستم‌های شما را افزایش می‌دهد.
در این نوشتار تلاش شد که شما را کمی بیشتر با ویژگی‌های یک کانکتور نظامی آشنا کنیم. نظر خود و هرگونه سوالی در ارتباط با این مطلب را از طریق بخش نظرات (در پایین) با ما در میان بگذارید.
درصورتی‌که تمایل دارید جهت خرید از کانکتورهای دایره‌ای نظامی ما بازدید کنید به دسته کانکتورهای دایره‌ای نظامی سایت ما مراجعه کنید و در صورت نیاز به مشاوره پیش از خرید با ما تماس بگیرید.
سپاس از شما.خیلی خوب و مفید بود. خسته نباشید.
سلامت باشید، ممنون از شما.
کامل ترین توضیحی بود که تا الان خوندم
دمتون گرم
خواهش می‌کنم، لطف دارین.
دمتون گرم عالی بود
سلامت باشید.