di Massimo Gallesio* |
Da definizione, un connettore è “Un dispositivo che provvede alla connessione separabile tra due unità funzionali di un sistema elettronico o elettrico, senza inaccettabili effetti sull’integrità del segnale o sulla trasmissione di energia”. Per integrità del segnale intendiamo un trasferimento senza errori dell’informazione. Un connettore, di per sé, è un componente semplice e costituito da 3 elementi: i terminali, un corpo (o housing) ed i contatti che sono quelli che determinano l’interfaccia separabile. Questo componente, apparentemente così semplice, spesso determina la velocità di funzionamento dell’apparato, vediamo il perché.
Qualsiasi sistema elettronico, da quello che sta in una mano come lo smartphone, a quello che sta in una stanza come un datacenter, può essere visto come costituito da un insieme di moduli elettronici indipendenti intercomunicanti tra loro. La velocità di funzionamento dell’intero sistema è data dalla velocità dei moduli e dalla velocità per scambiarsi l’informazione. Se i moduli vanno alla velocità di una Ferrari e lo scambio di informazioni avviene alla velocità di una vecchia 500, l’intero sistema andrà alla velocità della 500..
Grazie ai progressi delle tecnologie di integrazione, la velocità dei moduli aumenta ad una velocità superiore rispetto a quella dello scambio di informazioni, per cui la velocità operativa dei sistemi è oggi limitata dai tempi richiesti per trasferire l’informazione. Da qui l’enorme importanza delle interconnessioni e quindi anche dei connettori.
Connettori: nuove caratteristiche
In generale, i costruttori di connettori si stanno indirizzando verso la realizzazione di prodotti con queste caratteristiche:
Per modularità si intende l’utilizzo di involucri standard all’interno dei quali possono essere installati differenti inserti a seconda delle proprie necessità, ad esempio possono essere installati inserti per il trasporto dell’informazione o della potenza con differente numero di contatti. Questi inserti possono, in caso di variate esigenze di progetto, essere sostituiti senza cambiare l’intero connettore. La modularità aiuta anche la sostenibilità ambientale, questo perché i rifiuti elettronici (RAEE) stanno diventando un problema per l’ambiente, poiché contengono sostanze tossiche e non biodegradabili. La modularità insieme alla standardizzazione, ossia l’utilizzo di connettori che possono essere impiegati per più dispositivi, sono le due strade che consentono di limitare questo inquinamento.
Un esempio di recente standardizzazione è l’utilizzo del connettore USB type C per molti tipi di smarthphone.
I connettori si suddividono in connettori di segnale e connettori di potenza, a seconda che il loro scopo sia il trasporto di informazioni o di energia.
Un’altra importante suddivisione è tra i connettori circolari e quelli rettangolari. I circolari garantiscono una maggiore resistenza agli agenti atmosferici mentre i rettangolari offrono un maggiore sfruttamento degli spazi.
Le tipologie di chiusura sono molteplici, al fine di poter soddisfare molteplici esigenze. In generale vige la regola che più un connettore è robusto (= resistente alle vibrazioni, agli urti, alle intemperie ecc..), più è scomodo. Ad esempio, l’USB è un connettore comodo ma poco robusto, perché sarebbe il primo a sganciarsi se sottoposto a vibrazioni o urti.
Connettori: la giusta scelta
La scelta del connettore “giusto” si basa su determinati requisiti, nel seguito i principali:
- Requisiti elettrici: frequenza, potenza, ecc.
- Applicazione: civile, militare, spazio.
- Requisiti meccanici: vibrazioni, resistenza agli urti, peso ecc
- Requisiti ambientali: temperatura di funzionamento, resistenza alla corrosione, resistenza alle interferenze elettromagnetiche ecc
- Costo: Ma quanto costa un connettore? Da qualche centesimo di euro a centinaia di euro (fino ad arrivare a migliaia di euro).
Il giro d’affari del mercato del connettori è grande, e nel 2020 ha raggiunto i 61.6 miliardi di dollari. come paragone, nello stesso anno l’azienda automobilistica Audi ha fatturato 58 miliardi di dollari.
Riassumendo, vista la varietà di prodotti offerti dal mercato, scegliere il connettore che meglio si adatta ad una particolare esigenza non è assolutamente banale; questo perché, per quanto detto, tale scelta influenza sensibilmente prestazioni e costo finale dell’apparato. Per cui quello che sembra un banale componente costituito da soli tre elementi in realtà non è semplice ma “Ingannevolmente semplice !!!”
* L’ingegner Massimo Gallesio opera nella Airborne and Space Systems Division di Leonardocompany.
