RH7101K-3.5-21/1-967240-1 12 โวลต์ 10 ตำแหน่ง ที่อยู่อาศัยสำหรับยานยนต์สำหรับขั้วต่อแบบหญิง

1. ภาพรวมและการใช้งานหลัก

RH7101K-3.5-21 เป็นตัวเรือนขั้วต่อระดับอุตสาหกรรมยานยนต์แบบ 10 ตำแหน่ง 2 แถว ออกแบบมาสำหรับขั้วต่อแบบหญิง (female terminals) ตัวเรือนนี้มีค่าแรงดันไฟฟ้ากำหนดไว้ที่ 12 V และออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานแบบสายไฟเชื่อมกับแผงวงจร (wire-to-board) แต่ละขั้วต่อสามารถรองรับกระแสไฟฟ้าสูงสุดได้ 30 A โดยการใช้งานในวงจรถูกกำหนดอย่างชัดเจนว่าเป็นวงจรจ่ายพลังงาน (Power) ไม่ใช่วงจรสัญญาณ (signal) ดังนั้น ตัวเรือนนี้จึงเหมาะสำหรับวงจรจ่ายพลังงานในรถยนต์นั่งส่วนบุคคลมาตรฐาน 12 V รถบรรทุกเบา และยานพาหนะอื่นๆ ที่ใช้ระบบแรงดัน 12 V ตัวเรือนนี้ไม่สามารถปิดผนึกได้ (Sealable: No) จึงออกแบบมาสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมที่แห้งหรือมีการป้องกันเท่านั้น โดยไม่คาดว่าจะมีการฉีดน้ำโดยตรง การล้างด้วยแรงดันสูง หรือการจุ่มลงในน้ำ ช่วงอุณหภูมิในการทำงานคือ -40 ถึง 85 °C ซึ่งครอบคลุมการใช้งานทั่วไปภายในห้องโดยสารและบางส่วนภายใต้ฝากระโปรง แต่ไม่รุนแรงเท่ากับขั้วต่อที่ให้ค่าอุณหภูมิสูงสุด 105°C หรือ 130°C

2. การก่อสร้างเชิงกลและโครงสร้างของเปลือกหุ้ม

ตัวเรือนมีรูปทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้า และขึ้นรูปด้วยสีดำซึ่งเป็นสีผลิตภัณฑ์หลัก วัสดุที่ใช้ทำตัวเรือนคือ PBT GF30 ซึ่งเป็นพอลิบิวเทนิล เทเรฟทาเลต (Polybutylene Terephthalate) ที่เสริมด้วยเส้นใยแก้ว 30% การเสริมด้วยเส้นใยแก้วช่วยเพิ่มความแข็งแรงเชิงกล ความคงตัวของมิติ ความต้านทานการไหลแบบครีป (creep resistance) และอุณหภูมิที่ทำให้เกิดการบิดงอภายใต้แรงความร้อน (heat deflection temperature) อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเปรียบเทียบกับ PBT ที่ไม่มีการเสริมเส้นใยแก้ว สีดำเป็นสีที่พบได้ทั่วไปสำหรับขั้วต่อไฟฟ้าในยานยนต์

คุณลักษณะเชิงกลที่สำคัญ ได้แก่:

รหัสขั้วต่อและรหัสการจับคู่ (Keying Code): A1 – ซึ่งระบุรหัสการจับคู่หรือรหัสการกำหนดขั้ว (polarization code) ที่เฉพาะเจาะจง โดยปกติจะมีรหัสการจับคู่หลายแบบ (เช่น A1, A2, B1 เป็นต้น) สำหรับตัวเรือนในตระกูลเดียวกัน เพื่อป้องกันการต่อเข้าผิดระหว่างวงจรต่าง ๆ ภายในชุดประกอบเดียวกัน ตัวเรือนนี้ใช้รหัส A1

คุณลักษณะการล็อกหลัก: แหนบล็อก (Locking Lance) – ถูกขึ้นรูปไว้ในแต่ละช่องใส่ขั้วต่อ (cavity) ซึ่งจะโก่งตัวขณะใส่ขั้วต่อเข้าไป และคลิกกลับมาอยู่ด้านหลังไหล่ของขั้วต่อ (terminal's shoulder) เพื่อให้เกิดการยึดตรึง

ขั้วต่อแบบผสมและไฮบริด: ไม่ใช่ – ทั้ง 10 ตำแหน่งสามารถรองรับปลายสายขนาดเดียวกัน (ขั้วต่อแบบรับ 2.8 มม.)

การจัดแนวขณะเชื่อมต่อ: มี — มีคุณสมบัติสำหรับการจัดแนวในระหว่างการเชื่อมต่อ

ประเภทการจัดแนวขณะเชื่อมต่อ: แบบมีรหัสล็อก (Keyed) — หมายถึง ระบบรหัสล็อก (A1) ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าหัวต่อ (header) หรือตัวเรือนชาย (male housing) ที่เชื่อมต่อกันจะมีคุณสมบัติล็อกที่ตรงกันเท่านั้น ตัวเรือนที่มีรหัสล็อกเดียวกันจึงจะสามารถเชื่อมต่อกันได้อย่างถูกต้อง

การรับประกันตำแหน่งของขั้วต่อ (Terminal Position Assurance: TPA): ไม่มี – ล็อกแวนท์ (locking lance) เป็นวิธีเดียวที่ใช้ยึดขั้วต่อไว้

การลดแรงดึง (Strain relief): ไม่มี — ไม่มีระบบลดแรงดึงในตัว; อาจจำเป็นต้องจัดการสายเคเบิลภายนอก

ประเภทการติดตั้งตัวเชื่อมต่อ: แบบติดตั้งกับสายเคเบิล (Cable Mount – Free-Hanging) – ออกแบบมาเพื่อติดตั้งกับสายไฟและสายเคเบิล โดยไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งกับแผงหรือบอร์ดวงจรพิมพ์ (PCB)

3. ข้อมูลจำเพาะของขั้วติดต่อและคุณสมบัติด้านไฟฟ้า

ตัวเรือนรองรับขั้วต่อแบบรับ (ขั้วต่อชนิดหญิง) ที่มีขนาดขั้วต่อ 2.8 มม. และความกว้างของแผ่นเชื่อมต่อ (tab) ที่จับคู่ได้ 2.8 มม. (0.11 นิ้ว) ระบบขั้วต่อ 2.8 มม. เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับวงจรจ่ายพลังงานและกราวด์ในยานยนต์ที่มีกระแสปานกลางถึงสูง

พารามิเตอร์ไฟฟ้าหลัก:

สถาปัตยกรรมแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ: 12 V

กระแสไฟฟ้าที่ขั้วติดต่อสามารถรับได้สูงสุด: 30 A ต่อขั้วติดต่อ

การใช้งานวงจร: จ่ายพลังงาน – ซึ่งยืนยันว่าตัวเชื่อมต่อนี้ออกแบบและผ่านการตรวจสอบแล้วสำหรับการจ่ายพลังงาน ไม่ใช่สำหรับวงจรสัญญาณที่มีกระแสต่ำ

ค่ากระแสไฟฟ้า 30 A หมายความว่าตัวเรือนนี้ออกแบบมาเพื่อใช้กับวงจรต่างๆ ดังนี้:

สายจ่ายพลังงานจากแบตเตอรี่

การเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (alternator)

แหล่งจ่ายพลังงานให้มอเตอร์ไฟฟ้า (เช่น มอเตอร์ควบคุมกระจกหน้าต่าง มอเตอร์พัดลมระบายอากาศ)

จุดกระจายกราวด์หลัก

วงจรอุปกรณ์เสริมที่รับกระแสไฟฟ้าสูง

ประเภทการติดต่อคือ ซ็อกเก็ต (ขั้วต่อแบบหญิง) ซึ่งรับแท็บคู่ที่สอดเข้ามา (ขั้วต่อแบบชาย) จากหัวต่อที่ตรงกัน ระบบตัวเชื่อมต่อนี้ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการเชื่อมต่อแบบสายไฟ-บอร์ด (Wire-to-Board) หมายความว่า มีวัตถุประสงค์เพื่อเชื่อมต่อกับหัวต่อที่ติดตั้งบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยไม่เหมาะสำหรับการใช้งานแบบสายไฟ-สายไฟ (wire-to-wire)

4. การจัดวางโครงสร้างและข้อมูลด้านมิติ

ตัวเรือนนี้มีตำแหน่งขั้วติดต่อทั้งหมด 10 ตำแหน่ง จัดเรียงเป็น 2 แถว ข้อมูลจำเพาะด้านมิติที่สำคัญ ได้แก่:

ระยะศูนย์กลาง (pitch): 5 มม. (0.197 นิ้ว) ระยะ pitch ที่ค่อนข้างกว้างนี้ช่วยเพิ่มระยะทางการลัดวงจรตามผิว (creepage) และระยะทางการลัดวงจรผ่านอากาศ (clearance) ซึ่งจำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานกำลังไฟฟ้า 30 A เพื่อป้องกันการเกิดอาร์กหรือการลัดวงจรตามผิว

ระยะห่างระหว่างแถว: 6 มม. (0.236 นิ้ว)

ความยาวผลิตภัณฑ์: 42.2 มม. (1.66 นิ้ว)

ความกว้างผลิตภัณฑ์: 37.75 มม. (1.49 นิ้ว)

ความสูงของตัวเชื่อมต่อ: 26.3 มม. (1.03 นิ้ว)

การจัดเรียงแบบ 2 แถวที่มีระยะห่างระหว่างขั้ว (pitch) 5 มม. และระยะห่างระหว่างแถว (row spacing) 6 มม. ส่งผลให้เกิดตัวเรือนทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่แข็งแรง ความยาว (42.2 มม.) มีค่ามากกว่าความกว้าง (37.75 มม.) และความสูง (26.3 มม.) อย่างชัดเจน ทำให้ตัวเรือนมีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้ายาว รูปร่างนี้อาจถูกออกแบบมาเพื่อให้พอดีกับตำแหน่งของหัวต่อ (header footprint) บนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) หรือข้อกำหนดด้านการจัดเส้นสายไฟ (harness routing)

5. ประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมและอุณหภูมิ

ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -40 ถึง 85 °C (-40 ถึง 185 °F) โดยมีอุณหภูมิสูงสุดที่ระบุไว้ที่ 85 °C เมื่อเปรียบเทียบกับขั้วต่อสำหรับยานยนต์ชนิดอื่นๆ ซึ่งอาจมีการระบุอุณหภูมิสูงสุดที่ 105°C, 125°C หรือ 130°C แล้ว อุณหภูมิสูงสุดที่ 85°C นี้จึงถือว่าปานกลางกว่า ข้อสรุปสำคัญ:

ขีดจำกัดต่ำสุด: -40 °C — เหมาะสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็นและสภาพอากาศในฤดูหนาว

ขีดจำกัดสูงสุด: 85 °C – เหมาะสำหรับการใช้งานภายในห้องโดยสาร (แผงหน้าปัด โมดูลประตู ที่นั่ง) พื้นที่ในกระโปรงหลัง และบางตำแหน่งใต้ฝากระโปรงหน้าที่มีอุณหภูมิไม่รุนแรง ซึ่งไม่อยู่ใกล้ผิวของเครื่องยนต์ที่ร้อนจัด อย่างไรก็ตาม ไม่แนะนำให้ใช้กับตำแหน่งที่ติดตั้งบนเครื่องยนต์หรือใกล้ระบบไอเสีย ซึ่งมีอุณหภูมิสูงเกิน 85°C

ตัวเรือนถูกออกแบบให้ไม่สามารถปิดผนึกได้โดยชัดแจ้ง (สามารถปิดผนึกได้: ไม่) ไม่มีการจัดเตรียมสำหรับซีลซิลิโคน ปะเก็น หรือแผ่นปิดผนึกแบบแมท ดังนั้น จึงห้ามใช้ในสถานที่ที่สัมผัสกับละอองน้ำโดยตรง การล้างด้วยแรงดันสูง แอ่งน้ำควบแน่น หรือการจมน้ำ

วัสดุ PBT GF30 (PBT ที่เติมไฟเบอร์แก้ว 30%) มีความแข็งแรงเชิงกลยอดเยี่ยมที่อุณหภูมิสูง และมีความต้านทานต่อของเหลวทั่วไปในยานยนต์ เช่น น้ำมันเครื่อง น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล สารหล่อเย็น และละอองเกลือ ได้ดีในระดับการสัมผัสปานกลาง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่มีการปิดผนึก จึงอาจมีโอกาสที่ของเหลวจะซึมเข้าสู่ช่องสัมผัสหากขั้วต่อถูกเปียกโดยตรง สำหรับสภาพแวดล้อมที่แห้งและได้รับการป้องกัน (เช่น ภายในห้องโดยสาร ด้านหลังแผงตกแต่งภายใน หรือภายในกล่องไฟฟ้าที่ปิดสนิท) ตัวเรือนนี้ให้สมรรถนะที่เชื่อถือได้

6. ระบบตัวเชื่อมต่อและคุณสมบัติการล็อก

ระบบขั้วต่อรองรับการต่อกันได้เพียงแบบเดียวเท่านั้น ตามตารางพารามิเตอร์:

แบบสายต่อแผงวงจร (Wire-to-Board) (พร้อมหัวต่อแบบติดตั้งบน PCB ที่เข้ากันได้ ซึ่งมีแท็บขนาด 2.8 มม.) ต่างจากตัวเรือนบางรุ่นอื่นที่ยังรองรับการต่อแบบสายต่อสาย (wire-to-wire) รุ่นนี้ถูกออกแบบและระบุไว้เฉพาะสำหรับการใช้งานแบบสายต่อแผงวงจร (wire-to-board) เท่านั้น

คุณลักษณะการล็อกหลักคือ แหนบล็อก (Locking Lance) ซึ่งขึ้นรูปไว้ในแต่ละช่องเสียบ เมื่อขั้วต่อแบบผู้หญิง (female terminal) ถูกสอดเข้าไปอย่างสมบูรณ์ แหนบล็อกจะคลิกเข้าไปในช่องล็อกหลักของขั้วต่อ หรืออยู่ด้านหลังไหล่ของขั้วต่อ (shoulder) ทำให้เกิดสัญญาณเสียงและสัมผัสที่รับรู้ได้ ไม่มีอุปกรณ์ยืนยันตำแหน่งขั้วต่อ (Terminal Position Assurance: TPA) แหนบล็อกเป็นวิธีเดียวที่ใช้ยึดขั้วต่อไว้ ซึ่งช่วยทำให้กระบวนการประกอบง่ายขึ้นและลดต้นทุนส่วนประกอบ แต่จำเป็นต้องใส่ขั้วต่ออย่างระมัดระวังเพื่อให้มั่นใจว่าแหนบล็อกเข้าที่อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากมีค่ากระแสไฟฟ้าสูงสุด 30 A การจับยึดขั้วต่อ (crimping) อย่างเหมาะสม การสอดขั้วต่อให้ลึกเต็มที่ (full seating) และการตรวจสอบการเข้าที่ของแหนบล็อกเป็นระยะจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความร้อนสะสม แรงดันตก (voltage drop) หรือการเชื่อมต่อขาดตอน

ไม่มีระบบบรรเทาแรงดึง (strain relief) จัดเตรียมไว้ สำหรับการใช้งานที่มีการเคลื่อนไหวของสายเคเบิลหรือการสั่นสะเทือน แนะนำให้ใช้ระบบบรรเทาแรงดึงภายนอก เช่น สายรัดเคเบิล (cable ties) ท่อหุ้มสาย (conduit) หรือที่หุ้มสายแบบหดความร้อนชนิดมีกาว (adhesive-lined heat shrink tubing) เพื่อป้องกันไม่ให้แรงต่างๆ ส่งผ่านไปยังบริเวณจุดจับยึดขั้วต่อ (terminal crimp) และแหนบล็อก

ประเภทการจัดแนวการต่อกันคือแบบมีร่องนำ (Keyed) พร้อมรหัสร่องนำเฉพาะคือ A1 ซึ่งรับประกันว่าตัวเรือนจะสามารถต่อกับหัวต่อ (header) ที่มีรูปแบบร่องนำ A1 เดียวกันเท่านั้น หากใช้ขั้วต่อหลายตัวจากครอบครัวเดียวกันในระบบเดียวกันและอยู่ใกล้กัน รหัสร่องนำที่แตกต่างกันจะช่วยป้องกันไม่ให้ขั้วต่อของวงจรต่าง ๆ ไปต่อกันผิด