En konservativ del av elektronikbranschen kan man lätt luras till att tro. Den är traditionsbunden, gamla standarder hänger av naturliga skäl kvar för att upprätthålla kontinuitet. Men under ytan kokar det av nytänkande för att sänka kostnader och för att möta kraven på högre packningstäthet, högre signalhastigheter och nya byggsätt.

Kontaktdonen måste komma in tidigare i konstruktionsprocessen. Detta är ingen nyhet. Säkert alla konstruktörer med hårdvarubakgrund känner till hur viktigt det är med kontaktering. Men alla dessa konstruktörer kan säkert på samma gång vittna om hur lätt det är att beslutet om kontaktdonet, vare sig det är en kort till kort kontakt eller en anslutning till kabel, blir lämnad till sista stund. Man låter signalerna komma ut från kortet och räknar sedan kallt med att det utrymme som finns kvar ska räcka till en kontakt.
Ett av mina första besök på S.E.E. blir hos Accurate Nordic där jag pratar med Stefan Wenegård, forskningschef, om utvecklingen för elmekaniken. Jo visst finns det nyheter och ljuspunkter men elmek är en del av elektronikindustrin som inte rör sig med samma blixtrande hastighet som halvledarindustrin. Det kan också vara en trygghet att förstå att det inte går så fort att skapa och att ändra standarder i kontaktdonsvärlden. Chansen att det ska gå att köpa en ny kontakt till din konstruktion kommer att finnas även om fyrtio år.

Kontinuitet
Som nybakad kontaktdonsförsäljare för Amphenol under tidigt sjuttiotal hade jag en 14-12P liggande i lådan. Donet ligger fortfarande kvar här i min låda och för oss som känner till cirkulära militärdon är 14-12P entydigt. 12 anslutningar varav fyra är lite kraftigare i mitten. Är den gångbar idag frågar jag mig? Självklart! En enkel sökning på Google med ”14-12P” i sökfältet ger träffar från alla de stora distributörerna, Digikey, Arrow, Mouser med flera. Jag får 27 000 träffar, hittar ritningar, ser ledtider kring 12 veckor för produktionskvantiteter och priser kring 100 kronor för chassiekontakten med pinnar som jag nu tagit upp ur lådan och håller i handen.

Samtec QRM8 Series hör till de mest avancerade donen för kort till kortkontaktering.  Foto: Samtec

Då är det värre med ett MOS-minne som hette 1103. Ja det ligger ett vackert guldpläterat sådant i samma låda. Med sina totalt 1024 bitars lagringskapacitet från samma tidperiod, tidigt sjuttiotal, är det en utdöd produkt. En ”killer” sa man då, en kärnminnesdödare. Omöjlig att få tag på idag, helt förpassad in i samma glömska som gamla radiorör. Men det är en helt annan historia.

Konservatism
Har det då inte hänt något i kontakteringens värld frågar jag Stefan Wenegård vidare. Han har ju varit med länge och sett samma utveckling som jag själv. Med viss tvekan kan jag se att Stefan ändå anser att det har kommit nyheter, men fortfarande är det bara små steg, evolution, inga revolutioner i sikte.
Det viktigaste som hänt är storleken. Det är smått. Det är miniatyriserat. Stefan visar en miniatyrkontakt som nära nog göms under tumme och pekfinger och säger att det är tur att kontakterna blir mindre. I takt med att utrustningen krymps blir också det utrymme som finns kvar för kontaktering mindre.

Stefan Wenegård, Accurate Nordic, visar hur smått det blir när man hamnar i platsbrist. Foto: Jan Zettergren

Ofta får vi som arbetar med elektronikprojekt tala om kontaktering i slutfasen då val av processorer, programmering och I/O-system redan är färdiga. Det är också då som det blir svårt. Omarbetning och insikten av att kontaktdonen kostar för mycket om man inte planerar layouten så att den passar standardiserade typer. Specialkontakter kostar och miniatyrisering kostar också mer än att utnyttja standarddon. Tyvärr är det en verklighet att vi måste bearbeta eller helt omarbeta hälften av alla projekt vi åtar oss. Något som vi egentligen inte skulle behöva göra om vi bara kom in i projekten tidigare. Redan på planeringsstadiet ska vi vara med om vi effektivt ska kunna erbjuda den mest kostnadseffektiva lösningen för kontaktering.

Minatyrisering
Tillsammans med Niklas Månsson, territory manager hos FCI Electronics, för dagen inlånad till Avnet Abacus monter, får jag en inblick i några av de senaste varianterna på kortkontakter och kontaktlister. Det ska vara smått, 0,4 millimeters delning är vardagsmat och flera nya typer med låg bygghöjd har introducerats. En serie, VLP, har 0,5 millimeters delning, 0,7 millimeters bygghöjd och har inbyggd låsningsmekanism för ZIF (Zero Insertion Force). Jag förundras över att det går att hantera dessa miniatyriserade don på samma gång som jag också inser hur fundamentalt det är med automatiserad tillverkning.

Guldfrossa
Thomas Säwensten, Sverigeansvarig för Avnet Abacus lotsar mig vidare i den väl tilltagna montern i rött och presenterar Daniel Wall, applikationsingenjör på Samtec i Norden. Daniel visar att allt går att specificera med rätt typnummer. Han bläddrar flinkt bland katalogsidorna och svarar på frågor. Men flexibiliteten har ett pris, en lågpriskontakt som kostar några ören per pinne kan enkelt ges ett attribut med tjock guldplätering och plötsligt har kontakten ett tio gånger högre pris. 90 procent av kontaktdonets pris har blivit guldtillägg.

Rickard Sunna på Huber+Suhner visar kablage för elbilar. Foto: Jan Zettergren

Det är därför vi har applikationsingenjörer tänker jag. Med tusensidiga kataloger är fortfarande produktspecialisten en allt annat än utdöende yrkeskategori. För bara några år sedan sjöngs domedagsvisor för produktsupport och man lovprisade Internet som allas tjänare och informationsbärare. Verkligheten är att det trots allt inte enkelt går att tränga igenom alla alternativ för konfigurering på rimlig tid. Hjälpen att hitta och välja är inte bara välkommen utan säkert nödvändig.

Specialisering
Men det handlar inte bara om lågpris och standardkontakter. Att sätta samman avancerade inbyggnadssystem med höga signalhastigheter kräver specialiserade don. QRM8-serien från Samtec som Daniel Wall visar upp är en av dessa typer. Gjord för ytmontering, låg bygghöjd och optimerad för att ta liten plats på kortet. Helt i linje med tidigare diskussion att kontakteringen ofta får stryka på foten när det gäller utrymmet. Här säger Samtec sig ha minskat nödvändig byggyta med hälften jämfört med tidigare generationer av motsvarande don. Överföringsprestanda tillåter 10 GHz och strömmar upp till 2 ampere vid 80 grader Celsius omgivningstemperatur. Med 25 mikrometer guld på kontakterna ska det gå att göra 500 matningar innan prestanda försämras.
Nu är det ju klart så att smakar det så kostar det. Om en lågpriskontakt kostar fem öre per anslutning talar vi snarare en krona per anslutning för ett avancerat don som detta.

Cirkulärt och smått
I Glenair Nordics monter passade Tommy Hjort på att presentera Series 80 ”Mighty Mouse”. Ett cirkulärt bajonettdon konstruerat med fokus på hög tillförlitlighet för flyg och militära applikationer. Speciellt med ”Mighty Mouse” är storleken. Trots att den ger nära nog motsvarande prestanda som för don specificerade med MIL-DTL-38999 har den 71 procent lägre vikt och är 52 procent mindre i storlek än tidigare serier för samma standard.

Den största anslutningskontakten stod Anders Hjulström hos Phoenix Contact för. Foto: Jan Zettergren

I samma grupp finns också Series 811 som med sin ”TwistPin” konstruktion ger extra hög tillförlitlighet vid vibrationer och slag. Donet går också att få specificerat för rymdmiljö och självklart kan man välja material i kapsling och ytfinish. Som standard aluminium men även brons och rostfritt för att passa olika miljökrav.

Platta sladdar
Flatkablar är idag en produkt som finns i nära nog all elektronikutrustning. Datorer, bilar, telefoner, kameror för bara nämna några av applikationsområdena. 3M var tidiga ute på marknaden och när jag frågar Claus Skaaning, marknadschef för ”Electronic Solutions Europe” efter nyheter visar han stolt upp företagets nya SL8800 serie av ”Twin Axial” kabel. Många konstruktörer har råkat ut för oönskade impedansförändringar när kablar viks med små radier säger Claus. Den nya flatkabeln levereras i konfigurationer med upp till 5 coaxpar plus en extra coax för klocka och kan hantera signaler upp till 10 Gbit per sekund. Kabeln kan vikas, utan att prestanda försämras, med en radie på bara en millimeter. Det gör det möjligt att skapa kompakta systemlösningar påpekar Claus Skaaning. Dämpningen är med silverplätering 3 dB per meter och tennpläterad har kabeln 4 dB dämpnig per meter.

elektriskt inert
I samma 3M-monter träffar jag även Haroon Zaib, som är kemist och har ett produktområde som skulle få vilken dataspelsaktivist som helst att gå i taket. Elektriskt inerta vätskor, Novec 7100 heter den vätska Haroon visar mig. Stoppa ner och kyl hela utrustningen i vätskan med strömmen på, det går inte att elektriskt märka någon skillnad. Till mässan hade 3M valt att stoppa ner en fungerande plattskärm i ett akvarium fyllt med den inerta vätskan. Mycket intressant upplevelse att se skärmen aktiv i vad som ser ut som vanligt vatten. Tänk att kyla datorn, ja hela moderkortet, i akvariet. Borta är tramsiga vätskekylningar av CPU och grafikkort med slangar och anslutningar som börjar läcka. Det blir mitt första sanna ”Gilla”-klick för mässan.

Tradition
Redan för mer än 50 år sedan introducerade LEMO sina självlåsande kabeldon med ”Push-Pull” snabblåsning. Idag hittar vi kontaktdonen från LEMO och dotterbolagen REDEL och COELVER ofta i miljöer som exempelvis sjukvårdsutrustning, test och mät, media, process, motor och flygindustri.

Giganten i naturlig storlek i handen på Anders Hjulström hos Phoenix Contact. Foto: Jan Zettergren

Ola Fölstad visar på utvecklingen sedan 1960-talet. Fler poler, avancerade och anpassade anslutningar för olika typer av kablar och kanske en av de viktigaste aspekterna för kontaktdon, kontinuitet. Det är viktigt att komma ihåg att kontaktering också ska kunna upprätthållas över en utrustnings hela livscykel. Jag passar på att tänka på min LEMO i byrålådan. Den måste hamnat där någon gång på 70-talet, jag ser en likadan sitta på en av Olas produktskärmar. Kontinuitet tänker jag.

Gigantisk
Den största anslutningskontakten stod Anders Hjulström hos Phoenix Contact för. Jag vågar inte gissa dimensionen men den var gigantisk. En uppskalad mockup för mässan javisst men den riktiga serien, COMBICON PLA, av kabelanslutningar för kort ger dig en enkel låsmekanism och passar för strömmar upp till 41 ampere. Serien har delningen 7,5 millimeter hanterar en nominell spänning på 1000 volt. Som så mycket annat i kontaktdonsvärlden på denna mässa så är den också konfigurerbar och kan även levereras med skruvanslutning som alternativ.

Kablage
Ytterligare en typ av produkter som det fanns rikligt av bland montrarna var det som Rickard Sunna på Huber+Suhner visade, kablage. Att leverera kontaktdon är bra men att leverera kompletta kablage eller som i Rickards fall en komplett lösning för en elbil skapar mervärde. Samma trend kunde jag se hos alla tillverkare av kontaktdon, de levererar gärna kompletta lösningar.

Haroon Zaib, kemist på 3M, visar elektriskt inerta vätskor ett klart ”Gilla”-klick. Foto: Jan Zettergren

Utan att fråga så gissar jag att de även säger, ju svårare dess bättre. Att sälja kontaktlister med volympriser på under några ören per pol kan vara acceptabelt i volymproduktion men för en marknad som den svenska med fokus på industri och medtech är det naturliga intresset att öka priset per såld enhet. AUP (Average Unit Price) blir viktigare än allt annat.

Tuff marknad
Det är med ”elmek” som med mycket annat som skyms av lysande programmeringskonst eller vackra skärmbilder på monitorer, det glöms lätt bort. Trots detta är just de elmekaniska komponenterna ett av de mest drabbade områdena när vi ser till tillförlitligheten. Kablar nöts, kontakter nöts, anslutningar skakar och vi möts av fel som aldrig skulle inträffa. I alla fall inte om vi tar det som produktspecialisterna för elmek säger på allvar, vänta inte med kontakteringen till sist, ta med elmek från början och ge dina produkter den tillförlitlighet de förtjänar.
Jan Zettergren

Filed under: Kontaktdon