Stephen Webster, Molex
זיהוי הסיבות האפשריות לתקלה, ומניעתן, הם קריטיים עבור מערכות הפועלות ביישומים של ביטחון ותעופה, במיוחד כאשר הלם קיצוני ורעידות הם שכיחים, כמו גם חום, אבק, לחות או חומרים כימיים. נהוג לומר ששרשרת היא חזקה רק כמו החוליה החלשה ביותר שלה, ומסיבה אמיתית זו, מהנדסים נוטים למקד את בדיקות האמינות שלהם בחיבורים בין הרכיבים.
יצרני מחברים מוסיפים לפתח מוצרים העונים לדרישות אלה, אולם סיבה עיקרית אחרת שיש להביא בחשבון, ושנוטים להתעלם ממנה, היא בחירת הכבל המסתיים במחבר המסוים. אמינות גבוהה ועקביות של כבלים אלה במהלך החיים התפעוליים של מערכות אלה הן קריטיות. פתרונות Temp-Flex של Molex מתוכננים כדי לענות במיוחד לצרכים אלה.
הבעיות השכיחות ביותר שהמתכננים נתקלים בהן בשעה שהם משתמשים בכבלי נחושת הן המיקום שלהן ושיטת התפיסה המשמשת את תווך הניתוב. אילוצי מקום מחמירים עשויים לגרום להפרעות מכבלים סמוכים ואילו קירבה יתירה לרכיבים אלקטרוניים יכולה לגרום לשיבושי RFI ו-EMI.
הסיבים, מאידך, הם חסינים בפני RFI ו-EMI ויש להם אף יתרון נוסף של העברת כמויות גדולות יותר של נתונים לאורך מרחקים ארוכים יותר בצירוף פחות הפסדים, וכמו כן היותם בעלי קוטר קטן יותר המשקל מופחת לעומת המקביל שלהם העשוי נחושת. אולם קיימים חסרונות בשימוש בסיבים; מלבד השיקול של המרת E/O, בחירה של רדיוס כיפוף לא נכון ואילוצי הידוק יתר על המידה יכולים לגרום למאמץ מוגבר על הסיומת כבל-למגע במהלך הפעולה ועל מאמץ קטן על הסיב עצמו. אי-ציות לכללי הנוהל הטובים ביותר במובנים של ניקוי ובדיקה במהלך ההתקנה והתחזוקה עשוי גם לגרום לכשלים.
תעשיית התעופה והביטחון ככלל ערה לסוגיות אלו ולהבדלים המיוחדים שכל סביבת תכנון ועבודה מביאה. לפי כך, יש צורך בפיתרון חילופי.
כדי לענות לדרישות התעשייה, Molex מייצרת מוליכים וכבלים Temp-Flex המבודדים במיוחד עבור סביבות קשות: טמפרטורה גבוהה; כפף (flexure) גבוה; חומר ממרט (abrasives); חומרים כימיים קורוזיביים וחשיפה בפני נוזלי גוף. הציפויים כוללים ציפויי פלורופולימר וחומרים ביו-רפואיים בעלי ממדי מוליכים תקניים מ-50 עד 26, בעלי מבנים המתוכננים לענות למפרטי לקוח מחמירים. לדוגמה, מוצרי Temp-Flex אחדים כוללים חומת בידוד פין-נקב של על מוליכים דקים יותר מאשר שיער-אדם.
מילוי מפרטי לקוח מחמירים אלה יוצר דגש על הצורה בה מיוצר הכבל. לדוגמה, האם קוטר הכבל בתחילת הגליל הוא זהה לזה שבאמצעו ובסיומו? העקביות המכנית של כבלי ה-Temp-Flex נבדקת במהלך כל האורך בצירוף תיעוד זמין כדי לאמת את הביצועים החשמליים.
תהליכי הייצור של כבלים קואקסיאליים הנבדקים בהתמדה משמשים לשמירה על אפיצויות מכניות קפדניות, דבר היוצר ביצועים חשמליים המובילים מסוגם של כבלי RF, כבלי מיקרוגל, כבלים בעלי השראה נמוכה וכבלי סרט קואקסיאליים מסוג Temp-Flex. כבלי מיקרוגל גמישים, בעלי הפסדים נמוכים משתמשים בטכנולוגיית monofilament בעלת הפטנט של Temp-Flex, שהוכחה מעשית כמשפרת את הביצועים בתדרים גבוהים; הם מתוכננים להיות גמישים, אך חזקים. תוך שמירה על ביצועים חשמליים עקביים.
כבלי ה-FEP בעלי הסרט השטוח העומדים בפני טמפרטורה גבוהה, גמישות גבוהה, ושחיקה משתמשים בחומר בידוד אינרטי מבחינה כימית. חומר FEP בעל דיאלקטרי נמוך זה עובר שיחול, ויוצר יתרונות בביצועים החשמליים והמכניים.
מהירות ההתפשטות (Velocity of Propagation – VoP) של אות חשמלי או אלקטרו-מגנטי היא מהירות ההעברה דרך תווך פיזיקאלי דוגמת כבל קואקסיאלי או סיב אופטי; קיים קשר ישיר בין ה-VoP ואורך הגל של האות, וה-VoP של כבל עשוי להשתנות עם הטמפרטורה והגיל. ה-VoP, המוגדר לעתים קרובות כאחוז ממהירות האור, והניתן להגדרה גם כזמן-למרחק. לשם הסבר, כבל בעל VoP של 0.85 יעביר אות ב-85% ממהירות האור. ה-VoP הוא פונקציה ישירה של הקבוע הדיאלקטרי וחומר הבידוד. כבל בעל זוגות מפותלים, שהוא לרוב בעל VoP נמוך יותר (כגון 0.65) בשל בחירת חומר הבידוד שלו, יכול להעביר אות ב-65% ממהירות האור.
ביישומים מסוימים המהירות קובעת, ולכן ה-VoP מוגדר מראש ומפורט בד”כ. ביישומי לוויינים, לדוגמה, המהנדסים ישאפו להגדיר כבלי אותות RF בעלי הפסד נמוך ועמידות גבוהה בפני קרינה. פתרונות הכבלים הקואקסיאליים של Temp-Flex הם מבודדים בעזרת חומר דיאלקטרי פלורו-פולימרי, בעל סיכוך מוליך שטוח מנחושת מצופה כסף ועטוף לוליינית ובעלי ממדי צמה היכולים להשיג יעילות סיכוך טובה יותר. הכבל הקואקסיאלי בעל המבנה ליבה-יצוקה (הפסדים נמוכים) התקני מספק VoP של 70%; התכנון בעל סליל-יחיד הכפול מחוזק באוויר (בעל הפסד נמוך ביותר) משיג VoP של 85% עד 88% והפסד שילוב משופר בתדרים גבוהים.
עבור יישומי מכ”מ קרקעי, מאידך, מתכנן המערכת דורש איתות הפרשי (דיפרנציאלי) מבוקר-בקפידה כדי למזער את העיקום (skew); כאן משתמשים בזוגות מפותלים מבוקרים בקפידה. ובכל יישומי הצבא הדיגיטליים, בהם דרושים quadrax מהיר וקווי נתונים והספק בעלי זוגות מפותלים בתוך כבל עגול ורובוסטי, כבלים בסיסיים בעלי מילוי וסיכוך תואמים ללקוח מציעים פיתרון גמיש ורובוסטי.
Molex משקיעה רבות במחקר ופיתוח כדי לספק Temp-Flex ופתרונות כבלים אחרים העונים לרבות משאלות אלה עבור מתכנני מערכות. באמצעות הפעלת מעבדה חדישה עבור בדיקות כבלים מכניות וחשמליות – עד 50 גיגה-הרץ – החברה מתכננת ומדמה מבני כבלים לפי דרישות חשמליות מיוחדות. בנוסף, כדי להבטיח עקביות בייצור ולשמור על אפיצויות מכניות מחמירות, כל התיעוד והכלים של התהליך מיוצרים במפעלים המכניים והייצור של החברה, ויוצרים כבלים בעלי ביצועים חשמליים יציבים ביותר – וזו הסיבה מדוע כבלי Temp-Flex מהווים בחירה ראשונה עבור מתכנני מערכות הפעילים בתעשיית התעופה והביטחון.
