Know How

Know How Ηλεκτρικό Σύστημα Part VIII

Ηλεκτρικά διαγράμματα κυκλώματος, καλωδίωσης και σχηματικά

Για να φτάσετε στο χωριό χρειάζεστε χάρτη, για να φτάσετε να «ενώσετε» όλα αυτά, που είδαμε τους προηγούμενους 7 μήνες, χρειάζεστε ηλεκτρικά διαγράμματα. Όπως και οι χάρτες, έτσι και τα διαγράμματα, ενώ κάποτε ήταν ...χεράτα, πλέον για όλα υπάρχει λογισμικό, που απλά κουμπώνεις τα εικονίδια - ηλεκτρικά στοιχεία και τα συνδέεις με τους αγωγούς μέσω των εκάστοτε βυσμάτων - φις. Ας ρίξουμε ένα «βλέφαρο». Το διάγραμμα κυκλώματος είναι μία αναπαράσταση σε σχέδιο των διάφορων ηλεκτρικών φορτίων και υποσυστημάτων μέσω συμβόλων και περιλαμβάνει αναπαράστασή τους είτε πιστά είτε απλοποιημένα. Πρακτικά, καταδεικνύει τη σχέση μεταξύ των ...μελών του κυκλώματος και του τρόπου που επικοινωνούν - τροφοδοτούνται αναμεταξύ τους. Δεν είναι πάντα μοναχό του: πολλές φορές συνοδεύεται απο επεξηγηματικούς πίνακες, γραφήματα ή περιγραφές. Το ποιος υποτύπος διαγράμματος κυκλώματος θα χρησιμοποιηθεί, εξαρτάται από την φύση και το σκοπό της εφαρμογής. Σε κάθε περίπτωση, όμως, και για να μιλάνε όλοι οι εμπλεκόμενοι ανεξαρτήτως χώρας και ...φυλής την ίδια ηλεκτρική «γλώσσα», πρέπει να συμβαδίζει με τις καθιερωμένες - τυποποιημένες νόρμες, με οποιαδήποτε παρέκκλιση να πρέπει να διευκρινίζεται. Ένας βασικότατος κανόνας είναι ότι πρέπει να καθορίζεται η φορά ροής του ηλεκτρικού ρεύματος ή της μηχανικής κίνησης με συγκεκριμένο τρόπο: αυτό συμβαίνει αυστηρά είτε από αριστερά προς τα δεξιά ή/και από πάνω προς τα κάτω. Κατά περίπτωση, μπορούν ολόκληρα υποσύστηματα να απεικονιστούν ενιαία σε ένα «μπλοκ», με απλή αναπαράσταση της εισόδου - εξόδου τους, με το εσωτερικό κύκλωμά τους να παραλείπεται εντελώς. Περνάμε στα σχηματικά διαγράμματα, που είναι η λεπτομερής αναπαράσταση ενός διαγράμματος κυκλώματος, στα οποία φαίνονται ξεκάθαρα οι ξεχωριστές ροές του ρεύματος, εξηγώντας με τον τρόπο αυτόν την λειτουργία του κυκλώματος. Σε ένα σχηματικό διάγραμμα, η ξεκάθαρη αναπαράσταση της λειτουργίας του κυκλώματος, που καθιστά το διάγραμμα ευανάγνωστο, δεν πρέπει να μπλέκει με τα χωριστά υποσυστήματα - φορτία και τις χωροταξικές σχέσεις τους. Σε σχέση με το «φωτογραφικό» διάγραμμα κυκλώματος, που προαναφέραμε, το σχηματικό διάγραμμα αναπαριστά τα επιμέρους υποσυστήματα και τις συνδέσεις με τυποποιημένα - στάνταρντ σύμβολα κατά DIN 40719, DIN 72 552, DIN 40 719 κτλ.. Η απεικόνιση των συνδέσεων μεταξύ των εξαρτημάτων του κυκλώματος σε ένα σχηματικό διάγραμμα δεν συμπίπτει αναγκαστικά με την πραγματική - φυσική θέση και διάταξή τους στην όλη συσκευή. Αυστηρά μιλώντας, τα σχηματικά εξυπηρετούν μόνο ως επεξηγήσεις του κυρίως κειμένου και τυπικά δεν πρέπει να αποτελούν το μοναδικό μπούσουλα για το σχεδιασμό ή την εγκατάσταση. Οι «τομείς» του διαγράμματος μπορούν - για ευκολία - να απεικονιστούν με απλά νουμεράκια, που το καθένα αντικατοπτρίζει ένα ολόκληρο υποσύστημα, το οποίο ακολούθως «βγαίνει» από συνοδευτικό πίνακα. Και το διάγραμμα καλωδίωσης? Αυτό είναι μία ακόμα πιο απλοποιημένη - συμβατική απεικόνιση ενός ηλεκτρικού κυκλώματος. Τα υποσυστήματα αλλά και οι τύποι (και αν χρειάζεται και τα χρώματα) των αγωγών- ακροδεκτών - βυσμάτων αντικαθίστανται από απλά σχήματα - σύμβολα (τετράγωνα, κυκλάκια, παραλληλόγραμμα κτλ, DIN 40 719 Part 2), που απλά ενώνονται με τις εκάστοτε συνδέσεις τροφοδοσίας ή σήματος και όχι με λεπτομερείς απεικονίσεις του κάθε φορτίου κτλ., πολλές φορές παραλείποντας εντελώς τις συνεχείς γραμμές συνδέσεων. Κύριος σκοπός τους είναι απλά η πληροφόρηση περί της σχετικής θέσης των ακροδεκτών και των υποσυστημάτων για την υποβοήθηση της συναρμολόγησης ή της επισκευής - συντήρησης μίας διάταξης. Το διάγραμμα καλωδίωσης, με άλλα λόγια, βοηθάει τα μάλα, όταν έχουμε να ελέγξουμε γρήγορα πολλαπλές συνδέσεις προσπαθώντας π.χ. να εντοπίσουμε βραχυκύκλωμα, βλάβες κτλ.. Σε αντίθεση, δηλαδή, με το σχηματικό διάγραμμα, όπου η διάταξη των συνδέσεων στο διάγραμμα δεν φανερώνει αναγκαστικά και τη φυσική θέση του υποεξαρτήματος στην όλη συσκευή, τα διαγράμματα καλωδίωσης είναι πιο «προσανατολισμένα». Ολόκληρη «επιστήμη» (DIN 72 552) είναι και η απεικόνιση των διαφορετικών ακροδεκτών - βυσμάτων του κυκλώματος. Σκοπός φυσικά πάντα στα «αυτοκινητικά» ηλεκτρικά κυκλώματα είναι να επιτρέπουν τη σωστή και εύκολη σύνδεση των καλωδίων από και προς τα υποσυστήματα. Οι ενδείξεις - ονομασίες των ακροδεκτών ποτέ δεν ταυτοποιούν - φανερώνουν αναγκαστικά ταυτόχρονα και τα αντίστοιχα καλώδιά τους, γιατί υποσυστήματα - συσκευές με διαφορετικές ονομασίες ακροδεκτών μπορούν να συνδεθούν στα δύο άκρα κάθε καλωδίου. Γι’ αυτόν το λόγο οι χαρακτηρισμοί των ακροδεκτών δεν πρέπει να αναγράφονται πάνω στα καλώδια.

Καλωδιώσου και ασφάλειες!

Μίλα μου για καλώδια και ασφάλειες...Έγινε. Από πλευράς καθαρής φυσικής, «ηλεκτρικός αγωγός» είναι ένα οποιοδήποτε υλικό, το οποίο επιτρέπει τη διέλευση ηλεκτρικού ρέυματος με τη μορφή ελεύθερων ηλεκτρονίων προς μία ή περισσότερες κατευθύνσεις. «Καλώδιο» είναι στην πράξη ένας ηλεκτρικός αγωγός με τη μορφή γυμνού ή περιφερειακά μονωμένου («μονωμένος αγωγός») ηλεκτρικά σύρματος (αν το σύρμα είναι ένα, μιλάμε για «μονόκλωνα» καλώδια, ενώ αν είναι παραπάνω, μιλάμε για «πολύκλωνα»), που μπορεί να μεταφέρει το ρεύμα κατά μήκος του. Όταν μιλάμε για μεταλλικούς αγωγούς, όπως ο χαλκός ή το αλουμίνιο (υπάρχουν και μη μεταλλικοί), το μέσο (τα κινούμενα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια) μεταφοράς του ρεύματος είναι τα ηλεκτρόνια, ενώ - σε ειδικές περιπτώσεις - έχουμε και κίνηση «θετικά φορτισμένων σωματιδίων», όπως είναι τα κατιόντα του ηλεκτρολύτη της μπαταρίας, που είδαμε αναλυτικά νωρίτερα μέσα στη χρονιά. Η όλη κουβέντα γύρω από το αν «κάτι» μετακινείται από το θετικό «πόλο» στον αρνητικό ή το αντίστροφο κατά την εφαρμογή διαφοράς δυναμικού γενικότερα, είναι αυτό που χαρακτηρίζουμε ως «συμβατική φορά ηλεκτρονίων εναντίον πραγματικής φοράς ηλεκτρονίων»: στη συμβατική «κατά σύμβαση» αναγνωρίζουμε ότι υπάρχουν κάποια (θεωρητικά) θετικά φορτισμένα αντίστοιχα σωματίδια, που τρέχουν μακριά από το θετικό πόλο - σημείο προς το αρνητικό, ενώ στην πραγματική φορά, τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια τρέχουν - συσσωρεύονται προς το θετικό πόλο - μέρος προερχόμενα από το αρνητικό. Ας δούμε το θέμα «καλώδια - αγωγοί» πιο ποσοτικοποιημένα. Το κύριο μέγεθος, που μας ενδιαφέρει, είναι η διατομή του αγωγού (ή τέλος πάντων η διάμετρος του καλωδίου χωρίς τη μόνωσή του), αφού καθορίζει τόσο την πτώση τάσεως (=τις ενεργειακές μας απώλειες) όσο και τις αναπτυσσόμενες θερμοκρασίες. Κατά σειρά, η υπολογιστική προσέγγιση, που ακολουθούμε για να βρούμε πόσο χοντρός / λεπτός πρέπει να είναι ο αγωγός για να κάνει τη δουλειά του, όπως πρέπει, είναι η ακόλουθη:

Πρώτα καθορίζουμε την ένταση - αμπεράζ Ι του ρεύματος, που, αν αφήσατε το λύκειο/πανεπιστήμιο χρόνια πριν, είναι: Ι=P/V, όπου P είναι το ηλεκτρικό φορτίο / ισχύς και V (πιο συχνά «U» για τους ξένους εκτός Ελλάδος) το ονομαστικό βολτάζ – τάση.
Για να υπολογίσουμε τώρα τη διατομή Α, χρειαζόμαστε το μήκος L του αγωγού, την τάση V(l), που είναι η τυποποιημένη - από πίνακες - επιτρεπτή πτώση τάσης κατά μήκος μονωμένου καλωδίου (βλ. επιτρεπτές θερμοκρασίες), τη λεγόμενη ειδική ηλεκτρική αντίσταση ρ του υλικού μας (π.χ. για χαλκό ρ=0,0185 Ω x mm^2/m): A= I x ρ x L / V(l).
Από τη συγκεκριμένη τιμή Α διατομής, που προκύπτει, πρέπει να πάμε με στρογγυλοποίηση στην αμέσως πιο κοντινή (προς τα πάνω, όμως, πάντα!) τυποποιημένη εμπορικά διατομή αγωγών, όπως πάλι προκύπτει από τους αντίστοιχους πίνακες. Υπάρχει, όμως, και κάτω επιτρεπτό άκρο, που δεν μπορούμε να ξεπεράσουμε, ειδικά για αυτοκινητόβιες εφαρμογές και περισσότερο από πλευράς απόλυτης μηχανικής αντοχής, παρά από παράγοντες ηλεκτρικούς - θερμικούς, που θεωρείται ότι είναι το 1 mm^2 .
Επανυπολογίζουμε αντίστροφα το πραγματικό πλέον V(l) για την τυποιημένη διατομή Α του επιλεγμένου καλωδίου μας, λύνοντας τον παραπάνω τύπο για V(l)= I x ρ x L / Α.
Τέλος, τσεκάρουμε την «πυκνότητα ρεύματος» S, έτσι ώστε να εξασφαλίσουμε θερμική σταθερότητα ως προς το σταθερό χρόνο, που επιτρέπεται να περνάει δεδομένη ένταση από δεδομένη διατομή (για βραχυπρόθεσμη παροχή το S πρέπει να είναι μικρότερο από 30 αμπέρ ανά τετραγωνικό χιλιοστό διατομής): S = I/A.

Στην πράξη τώρα, οι γραμμές παροχής είναι τύπου «FLY» από PVC καλώδια, με τυποποιημένο πάχος μόνωσης ή τύπου «FLRY» με μειωμένο πάχος μόνωσης. Και οι δύο τυποποιημένες κατηγορίες είναι πιστοποιημένες για θερμοκρασίες μέχρι 105 βαθμούς Κελσίου. FLRY χρησιμοποιούμε για διατομή αγωγού μέχρι 2,5mm^2 και FLY για πάνω από αυτό. Οι σχέσεις της τυποποιημένης διαμέτρου εσωτερικού αγωγού και του πάχους της μόνωσης γύρω του, δηλαδή της συνολικής διαμέτρου του καλωδίου, υπάρχουν σε πίνακες, αλλά ο χρυσός κανόνας λέει ότι για δεδομένη διάμετρο αγωγού, στα FLY καλώδια το πάχος του μονωτικού υλικού είναι λίγο λιγότερο από το διπλάσιο του πάχους της μόνωσης στα FLRY καλώδια. Επίσης, ανάλογα με την τυποποιημένη διατομή του καλωδίου, από πίνακες προκύπτει και ο αριθμός των επιμέρους νημάτων - υποσυρμάτων της πλεξούδας του αγωγού: π.χ. για 1mm^2 έχουμε 32 νήματα στην τυποιημένη διάμετρου αγωγού, 56 νήματα για 4mm^2 κ..ο.κ.. και αυτό ισχύει τόσο για τα FLY όσο και για τα FLRY, αφού μεταξύ τους αλλάζει μόνο η εξωτερική μόνωση και όχι ο πυρήνας. Ας μιλήσουμε τώρα και για το πως θα ....ασφαλίσουμε την όλη φάση καλώδια - ρεύμα με τις γνωστές μας ασφάλειες, είτε μιλάμε για την «ομαδοποιημένη σφηκοφωλιά» της ασφαλειοθήκης είτε σε τυχόν ανεξάρτητες – εσωτερικές, όπου δεν έχουμε πρόσβαση. Κατά κανόνα - και με την εξαίρεση της μίζας - όλο το ηλεκτρικό φορτίο περνάει από ασφάλειες. Γιατί, όμως, όχι τη μίζα? Οι γραμμές ρεύματος εκκίνησης της μίζας δεν μπορούν να προστατευτούν με συμβατικές ασφάλειες εξαιτίας της μορφής παροχής της έντασης της μίζας, που είδαμε τον προηγούμενο μήνα. Οι γραμμές παροχής της μίζας, λοιπόν, είτε δεν έχουν ασφάλεια καθόλου είτε απενεργοποιούνται από πυροτεχνικό μηχανισμό, σε περίπτωση σύγκρουσης. Επιπλέον, το καλώδιο της μίζας απαιτεί ειδικό σχεδιασμό, διότι η πτώση τάσης κατά μήκος της γραμμής έχει πολύ μεγαλύτερη επίδραση στα χαρακτηριστικά κρύας εκκίνησης της μηχανής σε σχέση με το αναμενόμενο επίπεδο συνεχούς/μέγιστου ρεύματος και σε σχέση με τον τυπικό σχεδιασμό των υπόλοιπων περιπτώσεων, όπως «υπολογίσαμε» πιο πάνω. Σε πολύ ειδικές περιπτώσεις, όπου η ηλεκτρική γραμμή της μίζας είναι πολύ μακριά και επιπλέον η ελάχιστη θερμοκρασία εκκίνησης (βλ. προηγούμενες συνέχειες) έχει μειωθεί, μπορεί - κατ’ εξαίρεση - να μην ακολουθηθούν οι τυπικές τιμές για το V(l). Επίσης, σε περιπτώσεις όπου η γραμμή επιστροφής της μίζας είναι μονωμένη, η πτώση τάσης κατά μήκος της γραμμής επιστροφής δεν πρέπει να ξεπερνά την πτώση τάσης κατά μήκος της γραμμής παροχής. Πρακτικά, όλα, εκτός, όμως, της μίζας, έχουν είτε ηλεκτρικές ασφάλειες για την προστασία υπερφόρτωσης, είτε προστατεύονται από επιμέρους εξειδικευμένες ηλεκτρονικές διατάξεις. Φυσικά, το είδος της προστασίας (ασφάλεια ή ηλεκτρονικά) εξαρτάται από και καθορίζει τη διαστασιολόγηση του καλωδίου. Για προστασία της γραμμής με ασφάλεια, το μέγιστο συνεχές αμπεράζ ρεύματος πρέπει να είναι το πολύ το 80% της ονομαστικής έντασης της ασφάλειας: π.χ. για μία «δεκάρα» (10 Α) ασφάλεια, η οποία - από τους πίνακες - αντιστοιχεί σε διατομή αγωγού 0,75 mm^2 καλωδίου PVC, το μέγιστο συνεχές ρεύμα είναι 8Α. Ο λόγος, που η μέγιστη επιτρεπτή ένταση δεν πρέπει να ξεπεράσει το ονομαστικό αμπεράζ της ασφάλειας, είναι ότι δεν πρέπει να «σκάσει πριν την ώρα της», είτε λόγω του απόλυτου μεγέθους του αμπεράζ, είτε, ακόμα και αν δεν σκάσει, λόγω της φθοράς της εξαιτίας της οριακής κατάστασης λειτουργίας υπό τέτοιο αμπεράζ. Σε αυτήν την περίπτωση, ωστόσο, η διάρκεια του «παλμού» του δυνητικά μέγιστου αμπεράζ πρέπει να είναι αισθητά μικρότερη από την κατασκευαστικά επιτρεπτή αντίστοιχη χαρακτηριστική καμπύλη αντοχής παλμού της ασφάλειας. Και αυτό είναι κάτι, που δεν προκύπτει από πίνακες και αντιστοιχίες εμπειρικές, παρά μόνο πειραματικά μέσω συγκεκριμένων δοκιμών για δεδομένες συνθήκες. Στην περίπτωση, τώρα, της προστασίας του ηλεκτρικού αγωγού όχι από ασφάλεια αλλά από ηλεκτρονικό κύκλωμα, η διαστασιολόγηση είναι πολύ ευκολότερη, αφού παρέχονται δυνατότητες «αυτόματου» περιορισμού αμπεράζ, συγκεκριμένα δυνατότητα ενεργοποίησης και ανίχνευσης βραχυκυκλωμάτων. Όλα επιτρέπουν πολύ πιο περιορισμένο υπολογισμό της ανοχής ως προς με το μέσο - συνεχές επιτρεπτό αμπεράζ σε σχέση με τη μέθοδο μέσω των τυποποιημένων πινάκων, που θέλουμε για την επιλογή ασφαλείας. Παράγοντες, που επηρεάζουν τόσο το σχεδιασμό των χαρακτηριστικών της ασφάλειας όσο και της διαστασιολόγησης του αγωγού, είναι επίσης ο τύπος των συνδέσεων, που έχουν επιλεγεί, ειδικές χωροταξικές απαιτήσεις του μηχανοστασίου και όλου του αμαξώματος και το παράλληλο πάντρεμα με τις υπόλοιπες καλωδιώσεις. Αυτοί οι περιορισμοί μπορούν να επιβάλλουν από μόνος του ο καθένας τη δυνατότητα μεταφοράς μέγιστου αμπεράζ και πρέπει να ελέγχονται κάθε φορά σε κάθε ξεχωριστή εφαρμογή. Εκτός από το μέγιστο δυνατό αμπεράζ, δηλαδή το μέγιστο ρυθμό μεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου στη μονάδα του χρόνου, η μέγιστη πτώση τάσης κατά μήκος ενός αγωγού είναι επίσης σημαντική. Ξεχωριστοί πάλι πίνακες δίνουν τη μέγιστη πτώση τάσης ανάλογα με τον τύπο της χρήσης του καλωδίου (φωτισμός, μίζα κτλ.) του, αν το σύστημα είναι 12βολτο ή 24βολτο κτλ. Σε πολλές περιπτώσεις, βέβαια, πρέπει να βγούμε εκτός τυφλής ακολούθησης των πινάκων, αφού υπάρχουν συγκεκριμένες απαιτήσεις από τους κατασκευαστές των συγκεκριμένων υποσυστημάτων – εξαρτημάτων – φορτίων, ώστε να εξασφαλιστεί η απρόσκοπτη και ασφαλής λειτουργία τους, άσχετα από τις θεωρητικές – ακαδημαϊκές τιμές. Η πτώση τάσης, άλλωστε, κατά μήκος ολόκληρου του ηλεκτρικού κυκλώματος είναι πολύ μεγαλύτερη, ειδικά σε εφαρμογές, όπου χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικοί ημιαγωγοί με μεγάλη ωμική αντίσταση αντί για απλά ρελέ/ασφάλειες. Φυσικά, όλα αυτά είναι οι γενικές κατευθύνσεις και οι στάνταρντ επιταγές των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, όπως προκύπτουν από εγχειρίδια «χρυσού κανόνα»: στην πράξη είναι πολύ πιθανό οι απαιτήσεις να προέρχονται από τις διαφορετικές προδιαγραφές του κάθε κατασκευαστή, είτε μιλάμε για ΟΕΜ, είτε για τους προμηθευτές τύπου Bosch, Siemens, Denso κτλ., οι οποίοι πρέπει να ακολουθούν κατά γράμμα τις ειδικές τεχνικές γραμμές των ΟΕΜ. Όλα αυτά, που συζητάμε τώρα τόση ώρα, ότι προκύπτουν από αντιστοιχίες σε πίνακες κτλ. αφορούν τη διαστασιολόγηση της θετικής γραμμής του κυκλώματος: η πτώση τάσης του αρνητικού κλάδου της γείωσης (κατά την πιο σύνηθη αρχιτεκτονική με τη γείωση στο αρνητικό, σε συγκεκριμένες εφαρμογές έχουμε το αντίστροφο) δεν λαμβάνεται κανονικά υπόψη στους υπολογισμούς. Στην περίπτωση των μονωμένων καλωδίων γείωσης, ωστόσο, το ολικό μήκος καλωδίου και στις δύο κατευθύνσεις πρέπει κανονικά - για λόγους ακριβείας - να ληφθεί υπόψη. Οι επιτρεπτές τιμές μέγιστης πτώσης τάσης για τα καλώδια γείωσης, V(lg), δίνονται και αυτές από πίνακες, αλλά είναι μόνο πειραματικές τιμές και δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διαστασιολόγηση αγωγών, γιατί περιλαμβάνουν επίσης την αντίσταση επαφής ακροδεκτών, όπως διακόπτες, ρελέ - ασφάλειες κτλ.

Ακροδέκτες και βύσματα

Οι ηλεκτρικές συνδέσεις πρέπει να παρέχουν - εκ σχεδιασμού και κατασκευής τους - μία φουλ αξιόπιστη επικοινωνία και διασύνδεση μεταξύ των διαφορετικών υποσυστημάτων και έτσι να εξασφαλίζουν την προβλεπόμενη λειτουργία υπό οποιεσδήποτε εξωτερικές συνθήκες μπορεί να αντιμετώπισουν σε αυτόν τον ...πλανήτη. Και φυσικά, όλα αυτά όχι για σήμερα και αύριο, αλλά για τα π.χ. 300.000km ή 20 χρόνια, που «θέλουμε» να κρατήσουν βάσει μελετών αξιοπιστίας τύπου κατανομών Weibull. Τι μπορεί να κάνει ζημιά σε έναν ακροδέκτη/βύσμα/φις? Πολλά, πάρα πολλά: δονήσεις και συντονισμοί, σχετικές διακυμάνσεις θερμοκρασίας, απόλυτες ακραίες τιμές θεμροκρασίας, υγρασία και ...πιστιλίσματα νερών, διαβρωτικά υγρά και αέρια και μία πολύ ύπουλη κατηγορία, οι μικροτριβές μεταξύ ακροδεκτών διαφορετικών μετάλλων, που επίσης επιφέρουν ειδικές τοπικές διαβρώσεις (έχουν πέσει αεροπλάνα γι’ αυτόν το λόγο). Τέτοιες ...καταστροφές, μπορούν - σε κάθε περίπτωση - να αυξήσουν την ωμική αντίσταση των επαφών των ακροδεκτών και σε ακραίες περιπτώσεις, να διακόψουν τελείως τη μεταφορά ρεύματος. Η ωμική αντίσταση της μόνωσης μπορεί, επίσης, να μειωθεί μέσω εξωτερική τριβής στα διάφορα PVC καλώδια εντός και εκτός πλεξούδας κτλ., κάτι, που – φυσικά - θα προκαλέσει βραχυκυκλώματα στους παρακείμενους αγωγούς. Αυτό, που θέλουμε από τους συνδετικούς ακροδέκτες, λοιπόν, είναι: μικρή ωμική αντίσταση επαφής μεταξύ των συνδεόμενων αγωγών μεταφοράς ρεύματος, καλή μόνωση ανάμεσα σε ενεργούς ηλεκτρικούς αγωγούς, αλλά με διαφορετικά βολτάζ και καλή αντοχή στεγανοποίησης κόντρα στο νερό, την υγρασία και τα άλατα θαλασσινής ή μη προέλευσης. Σε αντίθεση με τις γενικές φυσικές ιδιότητες, οι συνδετικοί ακροδέκτες πρέπει, επίσης, να καλύπτουν τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της εκάστοτε ειδικής εφαρμογής: πρέπει να είναι σχετικά απλοί, να μπορούν να αποκλείουν τις λάθος συνδέσεις μέσω κουμπωμάτων, που δεν επιτρέπουν το μπέρδεμα μεταξύ τους κατά την αντικατάσταση/συντήρηση (ειδικά, αν μιλάμε για περιπτώσεις αντιστροφής πολικότητας, που δυνητικά φέρνουν μεγάλα καμπούμ), να έχουν ασφαλές κούμπωμα, που δεν επιτρέπει την «αυθόρμητη» αποσύνδεση, αλλά ταυτόχρονα δεν απαιτεί τη χρήση ...ματσόλας για να βγει το βύσμα, όταν πραγματικά πρέπει να βγει και – φυσικά - να είναι συμβατά με τις νόρμες των πλεξούδων, για τις οποίες προορίζονται. Υπάρχουν διαφορετικές νόρμες στους τύπους των συνδέσεων, τόσο από μεριά σε μεριά του πλανήτη, όσο και από εφαρμογή σε εφαρμογή, αλλά ας δούμε τις δύο πιο διαδεδομένες: Η πρώτη είναι η “micro-contact” με πρωτεργάτη την Bosch και αφορά κυρίως τις κύριες πλεξούδες. Η επαφή αυτή είναι με επικάλυψη είτε τσίγκινη, είτε χρυσή και κουμπώνει σε pin 0,6 mm, με τα pin της φίσας να απέχουν 2,5mm μεταξύ τους, αντέχει 155 βαθμούς Κελσίου και έχει μεγάλη αντοχή σε κραδασμούς. Ταιριάζει γάντι σε φίσες πολλαπλών pin, γιατί επιτρέπει περιορισμένες διαστάσεις στη συνολική φίσα. Η επαφή αποτελείται από δύο μέρη: το ένα είναι ο αγωγός μεταφοράς ρεύματος καθεαυτός και το άλλο, από ατσάλινο έλασμα, εξασφαλίζει το κούμπωμα. Το κούμπωμα θεωρητικά εξασφαλίζει αρκετή πίεση διεπαφής, ώστε να αντέξει παλαβές θερμοκρασίες σε όλη τη διάρκεια ζωής του οχήματος, αλλά ταυτόχρονα έχει ειδική μηχανική δικλείδα, που επιτρέπει το εύκολο βάλε - βγάλε. Το τελευταίο, εξασφαλίζει ταυτόχρονα την ευθυγράμμιση των επιμέρους ακροδεκτών της φίσας, έτσι ώστε αυτά να μην στραβώνουν, ούτε όταν υποβάλλεται σε στρέψη η όλη σύνδεση, ούτε σε κάμψη. Ολόκληρη η διάταξη του φις είναι στεγανοποιημένη στον αρσενικό ακροδέκτη της ECU από περιφερειακό ακτινικό στεγανοποιητικό στο κέλυφος της επαφής. Αυτό, μαζί με τρία «χειλάκια» στεγανοποίησης, εξασφαλίζει, θεωρητικά, ...μπετόν σύνδεση με την άλλη πλευρά της φίσας της ECU. Ξεχωριστό στεγανοποιητικό, από το οποίο περνάει ο αγωγός και «κοντράρει», προστατεύει από την εισροή υγρασίας,. Το επίπεδο στεγανοποιητικό κατά της υγρασίας είναι από τζελ σιλικόνης και αντικαθιστά παλιότερα στεγανοποιητικά άλλων τύπων. Ταυτόχρονα, μειώνει το μέγεθος της φίσας και τις διαφορές στην κατανομή των pin (που μπορεί να παίζουν σε συνολικό αριθμό) και εξασφαλίζει επίσης και τη σταθερότητα της εξωτερικής μόνωσης του καλωδίου. Όταν η σύνδεση κουμπώσει, η επαφή με το καλώδιο πάνω της περνάει μέσα από το επίπεδο στεγανοποιητικό, που ήδη υπάρχει στον ακροδέκτη. Όταν όλες οι επαφές του φις είναι στη θέση τους, ένα επιπλέον pin, που ολισθαίνει, παρέχει δευτερεύον «κλείδωμα» ασφαλείας. Αυτό το τελευταίο υπάρχει εκεί για το ενδεχόμενο «ακούσιων» χτυπημάτων πάνω στη φίσα ή τραβηγμάτων παρακείμενων εξαρτημάτων, που θα οδηγούσαν σε ξεκούμπωμα των δύο μερών της φίσας έχοντας μονάχα την πρώτη γραμμή αμύνης. Δεύτερος κύριος τύπος είναι η γενική επαφή αισθητήρα/ενεργοποιητή, πάλι καθιερωμένη από - σωστά μαντέψατε - τους προαναφερθέντες Γερμανούς. Αυτός ο τύπος χρησιμοποιείται σε μικρότερες φίσες των 2 μέχρι 7 pins και αφορά τη σύνδεση των επιμέρους αισθητήρων και των ενεργοποιητών του αυτοκινήτου με την ECU. Τα pin της φίσας απέχουν 5mm και η απόσταση είναι μελετημένη για μηχανική αντοχή. Εσωτερικά, η φίσα αυτή έχει σπειροειδή διάταξη, η οποία σκοπό της έχει το φιλτράρισμα των κραδασμών από το καλώδιο στην επαφή του, κάτι που με τη σειρά του σταματά τη σχετική κίνηση των ακροδεκτών και επομένως τις τριβές, που θα οδηγούσαν σε διάβρωση. Ο τύπος αυτός διαθέτει επίσης στεγανοποιητικά κατά της υγρασίας στη διεπαφή. Η διάταξη με τα τρία χείλη - σκαλοπάτια είναι και εδώ παρούσα και παρέχει τέτοια κόντρα – τάση, που και υγρό χύμα να εκχυθεί, μένει μόνο εξωτερικά του κελύφους. Αυτή η αυτασφαλιστική προσέγγιση σχεδιασμού μεταξύ θηλυκού -αρσενικού φις - βάσει γεωμετρίας - με επιπλέον μηχανισμό γρήγορου ξεκουμπώματος βοηθάει, φυσικά, τόσο τα εργοστάσια συναρμολόγησης των αυτοκινητοβιομηχανιών, όσο και τα συνεργεία σε επίπεδο after market. Το που ακριβώς πρέπει να πιέσει κανείς για απασφάλιση – ξεκούμπωμα, είναι εύκολα διακριτό από τη σαγρέ επιφάνεια σε εκείνο ακριβώς το σημείο. Η εφαρμογή της φίσας αυτής έχει τεράστια γκάμα από και προς τους ...στρατιώτες της ECU: μπεκ, αισθητήρες πίεσης common rail, knosk sensors κτλ, όλα αυτά χρησιμοποιούν τέτοια βύσματα για να λάβουν και να μεταδώσουν ρεύμα.

Ηλεκτρόνια τέλος?

Αυτό ήταν το προτελευταίο μέρος της «ηλεκτρισμένης» σειράς μας: τους προηγούμενους μήνες είδαμε τα κύρια εξαρτήματα, σήμερα είδαμε πως στο καλό όλα αυτά παντρεύονται σε βίο ανθόσπαρτο και μένει μόνο ένα κομμάτι για τον πρώτο μήνα του σωτήριου έτους 2016: ο κρυφός κίνδυνος, που δεν είναι άλλος από το πως όλα αυτά μαζί μπορούν να κάνουν ζημιά εξ αποστάσεως χωρίς καν καλώδια. Μιλάμε για τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και άλλα ενδιαφέροντα ...εξωγήινα περιστατικά, που μπορεί να μην βλέπουμε, όπως τα καλώδια, αλλά είναι εκεί στον «αέρα», έτοιμα να κάνουν το αυτοκίνητο να μην πάει ρούπι. Καλές Γιορτές!