Risolvi la sfida dei COTS militari/aerospaziali con interconnessioni testate SET

Ho seguito con attenzione i progressi nei sistemi aerei senza equipaggio (UAS), nei satelliti miniaturizzati e in altri settori militari/aerospaziali, ed è chiaro che l'innovazione sta accelerando. Questa innovazione rende la scelta delle interconnessioni sempre più critica. I componenti tradizionali conformi alle specifiche militari potrebbero non avere una densità di segnale sufficiente e sono spesso gravati da lunghi tempi di consegna, che mal si adattano ai rapidi cicli di sviluppo odierni.

Per colmare questo divario, spesso i progettisti si orientano su componenti COTS (Commercial-Off-The-Shelf) e COTS modificati. Il trucco sta nel trovare interconnessioni commerciali in grado di resistere ad ambienti estremi.

Fortunatamente, fornitori come Samtec hanno preso a cuore questa missione. Per le soluzioni militari e aerospaziali, l'azienda sottopone le sue interconnessioni commerciali, note per la loro rapida disponibilità (Sudden Service), a test estremamente impegnativi che prendono il nome di Severe Environment Testing (SET). Il risultato è una gamma di prodotti che combina la disponibilità di grado commerciale con l'affidabilità di grado militare.

Cos'è il programma SET di Samtec?

Si tratta di un'iniziativa che si occupa di testare i prodotti ben oltre gli standard commerciali. Si parte dalle certificazioni Extended Life Product (ELP) dell'azienda, che verificano la durata dei componenti per 2.500 cicli di accoppiamento e 10 anni di esposizione a una miscela di gas corrosivi, simulando le condizioni sul campo e di stoccaggio. Il programma SET amplia ulteriormente questo ambito con test conformi agli standard MIL-STD-810G e VITA 47 applicabili, nello specifico:

• VITA 47.1 (resistenza meccanica e ambientale): inserimenti del modulo, resistenza agli urti operativi (Classe OS2), alle vibrazioni (Classe VS3) e alle scariche elettrostatiche (ESD)
• VITA 47.3 (resistenza a umidità e temperatura): test di resistenza all'umidità relativa del 100% e a temperature che superano gli standard VITA 47.1 Classe C4 sia per i cicli operativi che per quelli non operativi
• Alta quota: misurazione della tensione di rigidità dielettrica (DWV) a 21.300 m di altitudine

I test SET sono conformi ai requisiti per le missioni NASA di Classe D e in alcuni casi vengono eseguiti test in conformità ai requisiti di degassamento ASTM E595-77/84/90 della NASA. I risultati di tutti i test SET vengono resi disponibili pubblicamente, il che consente ai progettisti di verificare agevolmente l'idoneità di un'interconnessione per la loro applicazione.

Il sistema per cavi assemblati ultrarobusto URSA I/O aggiunto al programma SET di Samtec

Le interconnessioni qualificate SET coprono una vasta gamma di soluzioni, dai connettori scheda-scheda a passo piccolo ai connettori di alimentazione ad alte prestazioni. Una delle aggiunte più recenti alla gamma è il sistema per cavi assemblati ultrarobusto URSA I/O, che comprende i cavi assemblati B1SDT e i connettori per montaggio su scheda P1M. Questi connettori sono costruiti intorno a un contatto di tipo iperboloide che fornisce molteplici punti di contatto per ciascun pin, garantendo un'affidabilità estrema e un elevato numero di cicli di accoppiamento. Opzioni quali la schermatura dalle interferenze elettromagnetiche (EMI), le viti prigioniere per pannelli e il sistema di scarico della tensione completano il design robusto.

Con un passo di 1,00 mm in una configurazione a fila doppia, i cavi assemblati B1SDT supportano 80 posizioni per interconnessione, raggiungendo una densità di segnale di 1.160 I/O totali in un singolo pannello 1 RU. Un esempio è il modello da 254 mm B1SDT-10-28-H-10.0-1 (Figura 1), che fornisce 20 posizioni con un filo di 28 AWG.

Figura 1: Il cavo assemblato URSA B1SDT-10-28-H-10.0-1 da 254 mm offre 20 posizioni con un filo di 28 AWG. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

I connettori P1M corrispondenti sono disponibili nelle configurazioni a foro passante o a montaggio superficiale, con orientamenti verticale o ad angolo retto. Un esempio è il modello P1M-10-01-SD-RA-TR (Figura 2), un connettore ad angolo retto a 20 posizioni per montaggio superficiale. Come tutti i componenti della famiglia P1M, anche questo connettore è disponibile con funzionalità di sostituzione a caldo.

Figura 2: Il modello URSA P1M-10-01-SD-RA-TR è un connettore a 20 posizioni ad angolo retto per montaggio superficiale. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

Nel loro insieme, le caratteristiche del sistema URSA I/O lo rendono ideale per applicazioni quali stazioni di controllo di terra, unità di elaborazione radar ed elettronica navale, dove convergono le esigenze di alta densità di connettori, frequenti cicli di manutenzione e resistenza a forti vibrazioni.

Il sistema cavo-scheda Tiger Eye da 1,27 mm entra a far parte del programma SET

Samtec ha recentemente aggiunto alla sua linea SET anche il sistema cavo-scheda Tiger Eye da 1,27 mm. Tiger Eye presenta un design dei contatti multilamellare in rame-berillio (BeCu) trattato termicamente. Le proprietà elastiche del BeCu assicurano la conservazione della forma del contatto anche dopo migliaia di cicli di accoppiamento. La superficie di accoppiamento si trova sul lato piatto e liscio di ogni lamella, caratteristica che riduce al minimo l'usura della placcatura e prolunga le prestazioni di resistenza dei contatti oltre che la durata complessiva della placcatura.

Il sistema comprende i cavi assemblati SFSDT e le basette dei connettori TFM con un design a fila doppia polarizzato che supporta 100 pin. Le opzioni di fissaggio con fermo metallico e a vite, oltre ai cavi rivestiti in Teflon, rendono questi assemblaggi particolarmente adatti al cablaggio backplane nel settore avionico, ai sistemi d'arma e ad altre applicazioni in cui i cavi instradati a mano devono garantire prestazioni affidabili in presenza di vibrazioni e sollecitazioni termiche.

Ad esempio, il modello SFSDT-25-28-G-08.00-DR-NDX (Figura 3) è un cavo assemblato da 203,20 mm a terminazione doppia con 50 posizioni con filo da 28 AWG. Si accoppia con TFM-125-02-SD-WT (Figura 4), una basetta per connettori a foro passante a 50 posizioni con linguette di saldatura per un fissaggio sicuro alla scheda.

Figura 3: Tiger Eye SFSDT-25-28-G-08.00-DR-NDX è un cavo assemblato da 203,20 mm a terminazione doppia con 50 posizioni con filo da 28 AWG. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

Figura 4: Tiger Eye TFM-125-02-SD-WT è una basetta per connettori a foro passante a 50 posizioni con linguette di saldatura per un fissaggio sicuro alla scheda. (Immagine per gentile concessione di Samtec)

Conclusione

Per me, il concetto fondamentale è semplice: se un programma richiede tempi di consegna rapidi e affidabilità estrema, i componenti qualificati SET sono un ottimo punto di partenza. I progettisti possono usufruire di tutti i vantaggi della produzione su scala commerciale senza doversi preoccupare che le specifiche possano compromettere la qualificazione in un secondo momento. I sistemi URSA I/O e Tiger Eye ne sono la dimostrazione: offrono prestazioni senza compromessi, disponibilità immediata e la capacità comprovata di gestire anche gli ambienti più difficili.