Материал усб: Что такое OSB плиты – Плюсы и минусы, где применяется

Содержание

Usb плита в строительстве

Usb плиты применяются в строительстве быстровозводимых объектов не так давно. Популярность использования облегченного материала обусловлена уменьшением нагрузки на стропильную систему дома, его каркас и фундамент. Это усовершенствованный тип древесно-стружечных материалов, который обладает необходимыми характеристиками многослойной фанеры и ламинированных ДСП. Такая плита полностью лишена недостатков упомянутых листовых композиционных материалов, потому она что не деформируется и не слоится при попадании влаги.

Физико-механические показатели плиты osb выше, чем у обычной фанеры или ДСП примерно в 2,5 раза.

Особенности изготовления плит osb

Влагостойкий юсб – ориентированно-стружечная многослойная плита, количество слоев которой варьируется от 3-х до 23 штук. Такие плиты osb получают путем горячего прессования плоской щепы, укладка которой осуществляется по специальной технологии (во внешних слоях она уложена параллельно длине плиты, во внутренних – поперечно). Методично уложенный в несколько пластов древесной шпон толщиной не более 0,5…0,8 мм склеивается между собой термопластичными фенольными (формальдегидными) смолами с добавлением синтетического воска и слабокислой ортоборной кислоты для придания материалу высоких прочностных характеристик.

Для производства усб используют хвойную или лиственную щепку длиной 7,5…15 см при ширине полосок 1…1,2 см. Мелкофракционные отходы производства задействуют для изготовления плит типа ДСтП либо отправляют в печь.

Типоразмеры и классификация плит osb

Для фанеры влагостойкой усб предлагается следующая маркировка:

osb-1 – можно использовать при пониженном уровне влажности, применяется для изготовления мебели и тары, находит широкое применение в строительстве при обустройстве кровельной обрешетки, а также для облицовки стеновых поверхностей и чернового пола;
osb-2 – используется для постройки ответственных конструкций в помещениях с пониженным уровнем влажности;
osb-3 – для изготовления несущих конструкций с применением в помещениях с повышенной влажностью;
фанера osb-4 – для изготовления ответственных несущих конструкций, которые должны выдерживать высокую механическую нагрузку в помещениях с высокой влажностью.

Также производятся специальные плиты осп:

нешпунтованные:

лакированные – одна из сторон плиты вскрыта лаком;

ламинированные плиты – материал декорирован пленкой, используются для изготовления многоразовой бетонной опалубки.

шпунтованные – на торцевых поверхностях таких плит имеются выемки и выступы для формирования соединения «паз-гребень», осп можно использовать для укладки на любой поверхности.

Основные преимущества усб

Технологичность. Резка, шлифовка, строгание, сверление выполняются с помощью привычных столярных приспособлений.
Адгезия при окрашивании. Плиты хорошо воспринимают лакокрасочные составы и клеи.
Хорошая удерживающая способность. Благодаря однородности структуры материал под крепежными элементами не слоится и не крошится, т. к. для производства такой плиты используется только крупная щепка.
Прочность на изгиб обусловлена высокой плотностью плит осп (до 700 кг/м3).
Влагостойкость. Материал реагирует на изменение влажности, но не деформируется при попадании влаги. Коэффициент набухания 10—22% (время испытания замачиванием водой – не менее 24-х часов).

Экономичность. Натуральное дешевое сырье позволяет получить материал из 100% древесины по низкой цене.

Недостатки усб

Пожарная безопасность Г4. Такой материал разрешен только для фасадных работ, поэтому для снижения горючести до уровня Г2-Г1 пространство усб-каркаса заполняют негорючей минватой, а поверхности обрабатываются огнезащитными грунтовками и красящими составами.
Токсичность. При работе с плитами усб важно защищать органы дыхания средствами СИЗ (респираторами) от канцерогенных веществ, которые выделяются смоляными клеями.

Наибольшим спросом пользуется влагостойкая фанера осп от Krono, Kronospan, Egger.

Предлагаем купить плиты осп в ассортименте! Остались вопросы – звоните!

С чего начинается embedded-разработка? Debug UART на Repka Pi 3 — подключение к отладочному терминалу Репки через UART / Хабр

Для чего и для кого эта статья может оказаться полезной? Всё достаточно просто.

Для чего. Терминальный режим удобен для отладки, диагностики процессов работы и загрузки одноплатников. Ошибка в бут-загрузчике, ошибка при инициализации драйверов, ошибки в работе оборудования или просто нужно удобно что то настроить или быстро проверить на одноплатнике работая со своего рабочего компьютера — во всех этих ситуациях удобно подключаться в так называемом терминальном режиме работы, который является одновременно и полноценной консолью для выполнения команд и стандартным портом вывода всей информации о работе процессора. Конечно это удобно чтобы проверять корректность работы устройства, чтобы проверять как идёт процесс загрузки на всех его этапах и т.д. и т.п. Это не просто полезно, а практически жизненно необходимо и является обязательным инструментом для всех системных разработчиков так называемых embedded system или говоря по русски встраиваемых систем.

Для кого. Так что если Вы интересуетесь направлением встраиваемых систем и их разработки и собираетесь развиваться в данном направлении и стать embedded-разработчиком, то этот материал точно для Вас и поможет сделать один из первых и обязательных шагов.

Содержание

Введение.
Коротко об UART.
Распиновка Repka Pi 3.
Схема подключения Ch440G (USB->TTL) к Repka Pi 3.
Подключаемся к Repka Pi 3 по UART.
Отключение / включение консоли на UART0.
Выводы, итоги и благодарности.

Введение

В этой статье рассмотрим как подключиться к консоли отладочного терминала Repka Pi через UART.

Repka Pi как и другие компьютеры аналогичного семейства имеет Debug UART выведенный на 40 pin разъем платы.

Для начала работы нам потребуется программа PuTTY и USB to TTL конвертер с кабелем.

Скачиваем и устанавливаем программу текущую версию PuTTY с официального сайта. На момент написание статьи версия PuTTY 0.78 .

Вот так выглядит PuTTY после установки

USB to TTL конвертер популярны на двух чипах Ch440G и PL2303HX

Так же имеется конвертеры уже с проводами и в корпусе на чипе PL2303HX, рекомендую брать именно такой вариант. Сегодня в статье будет использоваться такой вариант

Приобрести конвертер можно на AliExpress или на ChipiDip.

Как устанавливать драйвера в данной статье рассматривать не будем. Этой информации на просторах Интернета достаточно.

Вот небольшой список статей

Обзор преобразователя PL2303HX
Установка драйвера PL-2303HX на Windows 8/10
Драйвер чипа Ch440 USB-Serial

Драйвера:

PL2303HX
Ch440G

Если все действия по установки драйвера выполнены верно, то в “Диспетчере устройств” после подключения конвертера к компьютеру (через USB порт) появится ваш конвертер в группе Порты (COM и LPT).

Я подключил сразу два конвертера для примера, у Вас же должно появиться одно устройство.

Очень важно !!!!!
Перед подключением Repka Pi необходимо убедиться что Ваш USB->TTL конвертер имеет уровень сигнала 3. 3 В, так как Repka Pi имеет уровень сигнала 3.3 В и подача 5 В недопустима.

Конвертер на базе PL2303HX имеет логический уровень сигнала 3.3В, а на базе Ch440G может работать как на 3.3В так и на 5В. Если у вас вариант на Ch440G установите джампер на контакт 3V3 и VCC как показано на фото.

USB -> UART (ttl) могут быть и другой формы и на других чипах. Вот одно из объявлений с AliExpress где имеется большой выбор

Коротко об UART

Протокол UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) или, по-русски, УАПП (универсальный асинхронный приемопередатчик) — старейший и самый распространенный на сегодняшний день физический протокол передачи данных.

UART имеет две основных линии данных

Устройство по UART подключаются перекрестно

GND — масса (минус или земля) общая, без подключение земли работать будет но не рекомендовано, а почему это тема другой статьи.

Подробней про UART хорошо описано в статье “UART и с чем его едят”.

Распиновка Repka Pi 3

Теперь рассмотрим распиновку 40 pin разъёма, в котором среди прочего есть и необходимый нам для терминальной работы uart. Repka Pi на момент написания статьи имеет 5 вариантов распиновки (т.е. функционального назначения и режимов работы отдельных выводов или «пинов») этого разъёма, все варианты представлены на картинке ниже на рисунке.

Иллюстрация с вариантами распиновки Repka Pi 3

Debug UART (UART0) во всех вариантах распиновки находится на пине 8 и 10 которые выделены на картинке

UART0-TX — пин 8
UART0-RX — пин 10

Для GND можно использовать любой pin данного назначения, я же буду использовать 14 вывод разъёма (напомним, pin или вывод разъёма это одно и тоже).

Схема подключения Ch440G (USB->TTL) к Repka Pi 3

Будьте внимательней и не перепутайте пины при подключение. На схеме цвета контактов выбраны такие же как на фото живого подключения ниже.

Схема подключения Ch440G (USB->TTL) к Repka Pi 3

Для наглядности прикладываю реальное фото подключения

Схема подключения Ch440G (USB->TTL) к Repka Pi 3, пример

Подключаемся к Repka Pi 3 по UART

Подключение будем выполнять на примере комплектации Repka Pi 3 c 2ГБ ОЗУ и в корпусе, данный вариант комплектации является одним из наиболее «богатых» в линейке доступных сейчас в свободной продаже Репок и удобен не только тем, что на борту 2 Гб ОЗУ, но и тем что сразу идёт в симпатичном корпусе со встроенным вентилятором охлаждения, с качественным адаптером питания с достаточно длинным и удобным шнуром (1,5 метра) и даже с отдельно устанавливающимися «лапками», с помощью которых можно закрепить Репку или к монитору или к стене или другой поверхности, когда хочется избавиться от одноплатника непосредственно на рабочем столе. А ещё важно, что в комплекте сразу идёт достаточно качественная SD карта с уже прошитой прошивкой (масло масленное 🙂 ). Но версию прошивки мы всё равно перепрошили, так как пока устройство ехало и потом ждало своей очереди, то оказалось, что вышла новая версия где что то было вроде как улучшено. Но самое главное для одноплатников это источник питания, все одноплатники капризные в этом отношении — нужно чтобы и ток достаточный был на входе и стабильность напряжения и желательно чтобы отсутствовали помехи и пульсации, которые могут приводить к самым причудливым и разнообразным проблемам в работе одноплатника, вплоть до его выключения во время загрузки или в процессе работы или некорректного определения разрешения экрана на мониторе или даже странностей и не стабильности в работе подключаемых usb устройств.

Набора Repka Pi 3 в корпусе, с блоком питания и с SD картой и с 2Гб ОЗУ.

И так, драйвер нашего USB->TTL конвертера установлен, программа консоли PuTTY установлена, конвертер подключен к UART0 нашей Repka Pi 3. Теперь у нас все готово и можно приступить к подключению. Вставляем USB->TTL в USB порт нашего компьютера, Repka Pi 3 пока к сети не подключаем

Отладочный терминал Репки подключен через USB адаптер к рабочему компьютеру. Но провода удобнее делать длиннее, но на суть работы это не влияет.

Заходим в “Диспетчер устройств” и определяем какой COM порт имеет наш конвертер

У меня это COM3, обведен на фото красным, у вас может быть другой номер порта.

Запускаем программу PuTTY и в открывшемся окне выбираем “Serial” в поле “Serial line” вводим наш порт, в моем случае это “COM3”, а в поле “Speed” вводим скорость соединения “115200” именно на такой скорости работает наш USB->TTL конвертер. Пример окна на картинке ниже.

Нажимаем кнопку “Open” и у нас откроется черное окно терминала, на данный момент оно будет пустое без сообщений и не должно выскакивать ошибке о подключение. Теперь можем подать питание на нашу Repka Pi 3, при загрузке мы сразу увидим сообщения в нашем терминале.

В самом начале мы видим разную информацию о прошивке и железе, как видно по картинке что CPU: Allwinner H5, Model: Repka-Pi3-H5, DRAM: 2 GiB и тд. Дальше пойдет процесс загрузки и в самом конце увидим приглашение в систему, можем авторизоваться и работать с Repka Pi

Отключение / включение отладочного терминала на UART0

Вывод консоли на UART0 управляется в утилите “rapka-config”. Войти в данную утилиту можно нажав на иконку расположенную на рабочем столе или выполним одноимённую команду в Терминале или в консоле, называйте как Вам удобно

repka-config

Иконка на рабочем столе указана на скриншоте ниже

Ярлык утилиты repka-config на рабочем столе Repka OS.

В начале утилита вам покажет какая у вас “Текущая максимальная частота”. Нажимаем “OK”

После вы попадаете в меню данной утилиты. Тут выбираем первый пункт “console-UART0-on/off”

В открывшемся окне мы видим два варианта. Выбираем что мы хотим сделать и нажимаем “Enter”

После нам предложат перезагрузить систему. Нажимаем “Да”

Теперь если подключиться по UART к консоли то увидим что что лог при загрузке доходит только до запуска ядра и дальше не идет

Что и как делать дальше Вы наверняка уже решите и поймёте сами, задачей же данного материала было помочь Вам справится с подключением отладочного терминала в первый раз и начать свой увлекательнейший Путь в обрасти embedded system как embedded-разработчика.

Выводы, итоги и благодарности

Надеемся, что эта статья поможет читателем в решении задачи подключения к отладочному терминалу на Repka Pi. Представленный подход может применяться на любых одноплатных компьютерах с возможностью подключения к отладочному терминалу Debug UART.

Также приводим ссылки на ресурсы проекта Repka Pi:

Официальный сайт проекта Repka Pi и там же куча дополнительной информации, прошивки, чертежи, исходники бинарники DT, блог и что важно — интернет магазин с ценами на все комплектации Репки ощутимо ниже, чем на плэйс маркетах.
Официальный Телеграм канал проекта Repka Pi.
Группа обсуждения и комментариев к постам официального канала в Телеграм проекта Repka Pi — там можно задать актуальные вопросы и пообщаться с единомышленниками, которые тоже увлекаются одноплатными компьютерами вообще и Репкой в частности.
Официальное сообщество в ВК компании разработчика, где периодически появляются новости проектов разработчика проекта, в том числе и Репки.
Предыдущая статья о проекте, где было подробнее рассказано об установке VNC сервера на Repka Pi для удаленного доступа и управления ее рабочим столом.

Эта статья целиком написана и свёрстана Дмитрием Шевцовым из Калининграда. Дмитрий является автором материалов, мы лишь незначительно выполнили редактуру материала. Связываться с целью благодарности или уточнения вопросов с Дмитрием можно в его Телеграм-аккаунте, который приводим с его согласия. Дмитрий является одним из самых активных участников сообщества Repka Pi.

Будет верным сказать, что именно благодаря такому участию, поддержке и помощи со стороны сообщества проект Repka Pi на данный момент активно развивается и получает шанс встать на ноги, окрепнуть и набрать силу.

Проект Repka Pi очень признателен Дмитрию за проработку актуальных вопросов и подготовку полезных для многих статей, включая эту. Именно по его материалам ранее был подготовлен материал по использованию точных часов RTC (real time clock) в виде внешнего i2c модуля, а так же на данный момент Дмитрий подготовил целый ряд крайне интересных и полезных материалов, которые будут опубликованы в ближайшее время.

Раз Вы читаете эти строки, значит статья Вас заинтересовала и Вы дочитали её до конца. Спасибо Вам!

Ставьте Ваши оценки и пишите в комментариях о чём бы Вы хотели ещё прочитать в этом цикле статей о применении и работе с одноплатным компьютером Repka Pi Российской разработки и производства, о применении с ним разных видов датчиков, исполнительных устройств и устройств ввода и вывода информации, а может и о чём то ещё.

Удачи Вам и Вашим проектам — как рабочим или образовательным, так и просто любительским!

Основы разъема

— SparkFun Learn

Авторы: SFUptownMaker, участник #23999

Избранное Любимый 63

Разъемы USB бывают двух видов: хост и периферийные устройства. В стандарте USB есть разница между ними, и разъемы на кабелях и устройствах отражают это. Однако все разъемы USB имеют общие черты:

Поляризация — Разъем USB может быть вставлен только одним способом. Может быть возможно принудительно вставить разъем неправильно, но это приведет к повреждению устройства.
Четыре контакта — Все разъемы USB имеют как минимум четыре контакта (хотя у некоторых их может быть пять, а у разъемов USB 3.0+ их даже больше). Они предназначены для питания, заземления и двух линий передачи данных (D+ и D-). Разъемы USB предназначены для передачи 5В, до 500мА.
Экранирование — USB-разъемы экранированы, так что предусмотрена металлическая оболочка, которая не является частью электрической цепи. Это важно для того, чтобы сигнал оставался неповрежденным в средах с большим количеством электрических «шумов».

Надежное подключение питания — Важно, чтобы контакты питания подключались до линий передачи данных, чтобы избежать попыток подачи питания на устройство по линиям передачи данных. Все разъемы USB разработаны с учетом этого.
Формованная защита от натяжения — все USB-кабели имеют пластиковую накладку на разъеме для предотвращения натяжения кабеля, которое может привести к повреждению электрических соединений.

Удлинительный кабель USB с маркировкой некоторых общих характеристик разъемов USB.

Разъемы USB-A

Розетка USB-A — стандартный тип разъема «хост». Это можно найти на компьютерах, концентраторах или любом устройстве, предназначенном для подключения к нему периферийных устройств. Также можно найти удлинительные кабели с гнездовым разъемом A и штыревым разъемом A на другом конце.

Женские порты USB-A на боковой стороне ноутбука. Синий разъем соответствует стандарту USB 3.0.

Штыревой разъем USB-A — это стандартный тип разъема для периферийных устройств. У большинства USB-кабелей один конец заканчивается штыревым разъемом USB-A, а многие устройства (такие как клавиатуры и мыши) имеют встроенный кабель со штекерным разъемом USB-A. Также можно найти штекерные разъемы USB-A, которые можно монтировать на плате, для таких устройств, как USB-накопители.

Два типа штекерных разъемов USB-A на кабеле SparkFun Cerberus и отладочной плате AVR Stick.

Разъемы USB-B

Розетка USB-B является стандартом для периферийных устройств. Он громоздкий, но прочный, поэтому в приложениях, где размер не имеет значения, это предпочтительнее использовать съемный разъем для подключения USB. Обычно это сквозной разъем для монтажа на плате для максимальной надежности, но для него также существуют варианты монтажа на панели.

Платы Arduino, включая эту Uno, уже давно используют гнездовой разъем USB-B из-за его низкой стоимости и долговечности.

Штекер USB-B почти всегда находится на конце кабеля. Кабели USB-B широко распространены и недороги, что также способствует популярности соединения USB-B.

Штекерный разъем USB-B на конце кабеля SparkFun Cerberus.

Разъемы USB-Mini

Соединение USB-Mini было первой стандартной попыткой уменьшить размер разъема USB для небольших устройств. Розетка USB-Mini обычно используется на небольших периферийных устройствах (MP3-плеерах, старых мобильных телефонах, небольших внешних жестких дисках) и обычно представляет собой разъем для поверхностного монтажа, обеспечивающий надежность в обмен на размер. USB-Mini постепенно заменяется разъемом USB-Micro.

Гнездовой разъем USB-Mini на Protosnap Pro Mini.

USB-Mini male — еще один кабельный разъем. Как и в случае с USB-B, он чрезвычайно распространен, и кабели можно дешево найти почти везде.

Штекерный разъем USB-Mini на конце кабеля SparkFun Cerberus.

Разъемы USB-Micro

Разъемы USB-Micro — сравнительно недавнее дополнение к семейству разъемов USB. Как и в случае с USB-Mini, основной проблемой является уменьшение размера, но USB-Micro добавляет пятый контакт для низкоскоростной передачи сигналов, что позволяет использовать его в приложениях USB-OTG (на ходу), где устройство может захотеть работать как хост или периферийное устройство в зависимости от обстоятельств.

USB-Micro female используется во многих новых периферийных устройствах, таких как цифровые камеры и MP3-плееры. Принятие USB-micro в качестве стандартного зарядного порта для всех новых сотовых телефонов и планшетных компьютеров означает, что зарядные устройства и кабели для передачи данных становятся все более распространенными, и USB-Micro, вероятно, вытеснит USB-Mini в ближайшие годы в качестве небольшого фактора. USB-разъем на выбор.

Разъем USB-Micro female на USB-плате LilyPad Arduino.

USB-Micro male также предназначен только для кабеля. Обычно существует два типа кабелей с разъемами USB-Micro: один для подключения устройства с портом USB-Micro в качестве периферийного устройства к хост-устройству USB, а другой — для адаптации разъема USB-Micro к разъему USB-A. , для использования в устройствах с поддержкой USB-OTG.

Штекерный разъем USB-Micro на кабеле SparkFun Cerberus.

Переходник для использования устройств с поддержкой USB-OTG, имеющих только порт USB-Micro со стандартными периферийными устройствами USB. Обратите внимание, что не все устройства, поддерживающие USB-OTG, будут работать с этим пигтейлом.

Кабель USB 3.0 micro-B

Кабели USB 3.0 micro-B внешне аналогичны разъемам USB 2.0 micro-B, но имеют дополнительные контакты для двух дифференциальных пар и заземления.

Кабель USB 3.0 Type A — Micro-B

Кабель USB 3.1 C

USB C содержит 24 контакта в разъеме USB. В отличие от предыдущих версий-предшественников, эта версия обратима! Конструкция кабеля USB C также допускает ток выше 500 мА для ваших энергоемких устройств.

Кабель USB 3.1 от A до C

Внимание! В зависимости от кабеля не все контакты разорваны для USB C. Некоторые кабели могут быть ограничены спецификацией USB 2.0 с 4 контактами, в отличие от полной спецификации USB 3.1. Двусторонние кабели USB A-C и SuzyQable — несколько примеров. В зависимости от используемого USB-порта вы также можете быть ограничены в силе тока, который может подаваться на ваше устройство.

Двусторонний разъем USB

С развитием технологий и производства разъемы USB можно вставлять любым способом! Ниже приведены примеры реверсивных соединителей типа A и типа micro-b из каталога.



Реверсивный конец разъема типа А	Конец реверсивного разъема Micro B

Если вы ищете разъем или кабель USB, ознакомьтесь с нашим Руководством по покупке USB или каталогом.

Выход SparkFun USB-C

В наличии БОБ-15100
6
Избранное Любимый 35
Список желаний
SparkFun USB-разъем MicroB
В наличии БОБ-10031
12
Избранное Любимый 25
Список желаний
GPIB-USB-контроллер
В наличии БОБ-00549
299,95 $
7
Избранное Любимый 7
Список желаний
SparkFun USB тип A Женский прорыв
В наличии БОБ-12700
6
Избранное Любимый 26
Список желаний

Поставщик разъемов
Высококачественные полиамиды обеспечивают повышенную надежность и безопасность разъемов USB-C следующего поколения.
Твитнуть

Разъемы USB-C должны будут обеспечивать большую мощность, чем предыдущие поколения, при гораздо меньшем форм-факторе, что делает эксплуатационные свойства материалов, используемых для соединения всех токопроводящих элементов, особенно важными. Надежность является ключевым требованием, поэтому промышленность ищет прочные, надежные, жесткие и обеспечивающие высокую текучесть пластмассы. Переработчики пластмасс готовятся к производству, и многие из них сейчас проходят этапы утверждения прототипов и первых образцов. Общий уровень производства, вероятно, не превышает одного миллиона штук в месяц, но когда производство идет полным ходом, объемы увеличатся в 10 раз.
Разъем Type-C поддерживает новый формат SuperSpeed USB 3.1, обеспечивающий скорость передачи данных до 10 Гбит/с, что примерно вдвое превышает скорость текущих версий USB 3.0. Он по-прежнему обратно совместим со всеми форматами USB 2.0 (LS, FS и HS), поэтому даже устаревшие системы смогут воспользоваться преимуществами нового разъема, когда он будет встроен в ключи.

Внедрение разъема USB-C также является ответом на призыв сократить электронные отходы. Законодатели в Европе, например, в течение нескольких лет настаивали на использовании стандартизированного зарядного интерфейса, чтобы одно зарядное устройство и связанный с ним кабель можно было использовать для нескольких устройств; аналогичные шаги имели место в Китае и Корее.
В результате разъем USB-C станет стандартной конструкцией с 2017 года, как постановил Форум разработчиков USB (USB IF), некоммерческая корпорация, основанная группой компаний, разработавших исходную спецификацию универсальной последовательной шины. .
Спецификация USB Power Delivery также обновляется, чтобы позволить USB PD поддерживать спецификацию кабеля и разъема USB-C для зарядки до 100 Вт. Спецификации USB-C содержатся в общем стандарте USB 3.1, который также охватывает скорость передачи данных.

Новый дизайн = новые материалы Задача
Разъем USB-C представляет собой серьезную проблему с точки зрения проектирования и производства. Это связано с тем, что разъем USB-C намного меньше, чем у его предшественников, но при этом он должен выдерживать гораздо большую мощность. Различные контакты на разъеме USB-C расположены с шагом всего 0,5 мм по сравнению с 0,65 мм на разъеме USB 3.0 Micro B и 2,0 мм на разъеме USB типа A. Тончайшая изолирующая стенка была уменьшена с 1,84 мм на USB Type A до мизерных 0,12 мм на разъеме USB-C. Трудно успешно проектировать и последовательно формовать детали с такими тонкими стенками и поддерживать необходимые механические и электрические свойства.
Требования к характеристикам прочного материала
Как уже отмечалось, разъемы USB-C должны будут обеспечивать большую мощность, чем предыдущие поколения, при гораздо меньшем форм-факторе, поэтому эксплуатационные свойства материалов, используемых для соединения всех проводящих элементов вместе, особенно критично. Надежность является ключевым требованием, поэтому промышленность ищет прочные, надежные, жесткие пластмассы, обеспечивающие высокую текучесть.
Многие производители компонентов начали разработку новых конструкций разъемов USB-C с использованием жидкокристаллических полимеров (LCP). Традиционно LCP часто предпочитают в тонкостенной электронике из-за их превосходных свойств текучести и из-за того, что цены на некоторые товарные сорта относительно низкие, иногда ниже 10 долларов за кг; LCP хорошо известны производителям разъемов USB, поскольку они были предпочтительным полимером в предыдущих поколениях USB.
Но во многих случаях разъемы USB-C, скорее всего, не пройдут строгие испытания в отношении их электрических свойств, особенно устойчивости к скольжению по поверхности, выражаемой как сравнительный индекс отслеживания (CTI), а также механических свойств.
Важность CTI
CTI пластика, который действует как изолятор, а также как механическое крепление вокруг проводников, как никогда ранее является ключом к надежности продукта с разъемом USB-C. Если изолятор не имеет достаточно высокого CTI, существует риск того, что в какой-то момент произойдет короткое замыкание, которое повредит устройство и, возможно, даже вызовет пожар. Это не нагнетание паники — есть разные сообщения о возгорании мобильных устройств во время зарядки.
По сути, существует три пути снижения риска возгорания, вызванного трекингом:
Увеличение пути утечки (определяется шагом проводника и толщиной стенки изолятора)
Снижение уровня загрязнения окружающей среды (пыль, пот и др.)
Использование изоляционного материала с более высоким CTI

Расстояние утечки в соединителях задано заранее и не может быть изменено. Снизить уровень загрязнения окружающей среды на уровне соединителя можно только за счет дополнительной герметизации, что увеличивает стоимость устройства, поэтому использование материала для изолятора с максимально высоким CTI является наиболее жизнеспособным решением для повышения конечной прочности. безопасность продукта.
Потенциальный реальный вид отказа
Решения, более подходящие, чем те, которые возможны с LCP или галогенсодержащими PA (PA9T или PA6T), могут быть найдены с использованием высокоэффективных безгалогенных полиамидов, таких как PA46 и PA4T.
Высокоэффективные полиамиды 46 и 4T обеспечивают наилучший баланс механических и электрических свойств и точное литье. Полиамиды 46 и 4T уже одобрены несколькими мировыми производителями для использования в разъемах USB-C следующего поколения. Они отвечают требованиям повышения уровня безопасности и надежности. И PA46, и PA4T имеют высокие CTI класса 0 ПЛК, что значительно превышает рекомендуемые 400 В. Они сохраняют эти высокие характеристики в два раза дольше, чем альтернативные материалы, такие как LCP, большинство из которых имеют CTI ниже 400 В.

При испытаниях разъемов, изготовленных из LCP, контакты разъема выходят из строя после девяти падений, вызывая короткое замыкание; ни PA46, ни PA4T вообще не выходят из строя. Поэтому неудивительно, что безгалогенные полиамиды прямо рекомендуются USB-IF в спецификации USB 3.1. Механические требования, предъявляемые к термопластам, используемым в разъемах и розетках USB-C, весьма значительны. Мелкие детали в физических структурах корпусов разъемов USB-C различаются у разных производителей, но во всех случаях, с механической точки зрения, самой большой проблемой является баланс между прочностью и жесткостью. В этом отношении высокоэффективные полиамиды от DSM предлагают идеальный баланс. Кроме того, системы огнезащитных добавок, которые они включают для обеспечения UL 94 Рейтинг V-0 не содержит галогенов.
Одной из наиболее важных частей корпуса вилки разъема являются ребра, разделяющие металлические контакты для питания и передачи данных. Как указывалось ранее, эти ребра обычно имеют толщину чуть более 0,12 мм, что предъявляет исключительные требования к технологическим свойствам пластмасс. PA46 и PA4T обеспечивают высокую текучесть в сочетании с высокой прочностью сварного шва. Это обеспечивает превосходную обработку, которая необходима для удовлетворения требований очень высокого уровня производительности, а также предоставляет разработчикам соединителей гибкость в структуре компонентов и дизайне инструментов. С другой стороны, обеспечивается необходимая высокая прочность на выдергивание штифта (сила, необходимая для вытягивания металлических контактов из корпуса).
Разъемы USB-C могут быть очень маленькими, но они представляют собой сложные сборки из пластика и металла. Разные производители рассматривают немного разные подходы к проектированию, но один предпочтительный путь, по крайней мере, для приемника, заключается в использовании процесса, включающего последовательное формование вкладышей. Сначала изготавливается своего рода «преформа», в которую встроен набор контактов, а затем она используется во втором процессе формования вставки, в котором в сборку включаются дополнительные металлические компоненты.
При двухстадийном формовании вставок рекомендуется использовать на первой стадии термопласт с более высокой температурой плавления, чем температура плавления, используемая на второй стадии, чтобы гарантировать отсутствие повторного плавления, которое могло бы вызвать первый набор вставок. сменить положение. Но этот второй материал по-прежнему должен иметь достаточно высокую температуру плавления, чтобы противостоять температурам, возникающим в любом возможном последующем процессе высокотемпературной пайки.
Таким образом, идеальным решением является использование PA4T на первом этапе формования вкладышей; у этого есть температура плавления 325°C. Вторая стадия формования вкладышей затем может быть выполнена с использованием PA46, температура плавления которого составляет 29°С.5°С.
Самая сложная в изготовлении часть разъема USB-C — передний корпус разъема. Для очень тонких ребер требуется материал с высокой текучестью и прочный материал, а на передней стороне имеется линия сварки, что требует материала с высокой прочностью линии сварки.
Требования к материалам, перечисленные ниже, могут быть выполнены с помощью высокоэффективных полиамидов PA46 и PA4T:
Конструкция с высокой пропускной способностью для конструкции с толщиной стенки 0,12 мм
Высокий уровень жесткости, ударной вязкости и прочности линии сварки
Высокое сопротивление трению при износе и высокая удерживающая сила (10 000-кратное испытание на долговечность при соединении/разъединении)
Окно хорошего процесса
UL 94-V0 и высокий CTI (400 В) для поддержки стандартов USB PD 1.0 и 2.0 (до 5 А и 20 В)
Хорошая окрашиваемость для удовлетворения потребностей рынка бытовой электроники
Бессвинцовая пайка оплавлением
Совместимость с высокоскоростной передачей сигнала до 10 Гбит/с
Чтобы полностью прочитать этот технический документ, нажмите здесь.