Spis treści:
Czy zastanawiałeś się nad tym, jakie jest miejsce tradycyjnych złączy D-Sub w elektronice XXI wieku? Poznaj szczegóły tych sprawdzonych, uniwersalnych elementów stykowych.
Standard złączy D-Sub (od ang. D-Subminiature) jest jednym z najbardziej rozpoznawalnych i wszechstronnych interfejsów połączeniowych, w literaturze zagranicznej znanych również pod nazwą DB Connector. Początek nazwy pochodzi od kształtu metalowej osłony, przypominającej nieco wydłużoną i zaokrągloną literę “D”, zaś drugi człon określenia („Sub”) odnosi się do miniaturyzacji (w porównaniu do wcześniejszych standardów konstrukcyjnych złączy sygnałowych). Choć trudno w to uwierzyć, złącza D-Sub są stosowane nieprzerwanie od ponad 70 lat (!), co – jak na dynamikę zmian w zakresie standardów, stosowanych w elektronice – jest osiągnięciem wprost fenomenalnym. Pozostaje więc pytanie, czy nasz siedemdziesięcioletni bohater nie powinien już przejść na zasłużoną emeryturę? W artykule postaramy się odpowiedzieć na to pytanie, ale najpierw przyjrzymy się dokładnie budowie i odmianom złączy D-Sub.
Budowa złącza D-Sub
Podstawowa część każdego złącza D-Sub składa się z wkładki o kształcie wydłużonego prostokąta z silnie zaokrąglonymi wierzchołkami, wykonanej z izolacyjnego tworzywa sztucznego, odpornego na temperaturę lutowania i zapewniającego niezbędną sztywność oraz stabilność wymiarową. We wkładce wykonane są – zwykle w dwóch lub trzech rzędach – otwory, w których umieszcza się męskie lub żeńskie piny. Całość jest najczęściej umieszczona w metalowej osłonie, pełniącej zarówno rolę ekranu (ochrony przed propagacją zakłóceń elektromagnetycznych do/z złącza), jak i mocowania mechanicznego (współpracującego z dwiema specjalnymi śrubkami, służącymi do trwałego przykręcenia wtyku do gniazda i zapobiegającymi przypadkowemu rozłączeniu).
Gwoli ścisłości należy dodać, że złącza D-SUB występują także w znacznie bardziej rozbudowanych formach, obejmujących nawet 4 lub 5 rzędów styków, w łącznej liczbie przekraczającej 100 (!). Takie komponenty są wykorzystywane w najbardziej zaawansowanych aplikacjach, o których więcej dowiesz się z dalszej części artykułu.
Sposoby mocowania i podłączenia
Najczęściej spotykane złącza D-Sub mają postać gniazd, mocowanych na płytce drukowanej (montaż przewlekany – THT) oraz wtyków, lutowanych bezpośrednio do zakończeń poszczególnych przewodów. Wtyki współpracują z kompatybilnymi obudowami, wykonanymi z tworzywa sztucznego lub metalu i składanymi poprzez skręcenie obydwu części za pomocą śrub i nakrętek bądź (w przypadku wersji plastikowych) – za pomocą zatrzasków.
Warto jednak wiedzieć, że to dopiero początek długiej listy odmian złączy D-Sub. W niektórych sytuacjach zastosowanie znajdują gniazda montowane na panelu obudowy urządzenia, wyposażone nierzadko w system uszczelnień i gumową zaślepkę. Dość często można także spotkać się ze złączami D-Sub, zawierającymi zacisk do zamocowania przewodu wstążkowego (tzw. taśmy AWG28, stosowanej także do złączy typu IDC oraz miniaturowego systemu Micro-Match).
W zastosowaniach laboratoryjnych, warsztatowych i przemysłowych używane są ponadto wtyki D-Sub, wyposażone w niewielką płytkę drukowaną, na której zamontowane zostały złącza śrubowe, umożliwiające wygodny i szybki dostęp do wszystkich pinów wtyku.
Inne odmiany złączy D-Sub
Najpopularniejsze złącza D-Sub w rozmiarach standardowych mają przeważnie 9, 15, 25 lub 37 pinów, rozstawionych w rastrze 2.77 mm (odstęp pomiędzy sąsiadującymi pinami w jednym rzędzie) / 2.84 mm (odstęp pomiędzy sąsiadującymi rzędami) – wyjątkiem są tutaj 15-pinowe, 3-rzędowe złącza o rastrze – odpowiednio – 2.3 / 1.98 mm.
Warto jednak wiedzieć, że na rynku dostępne są także zminiaturyzowane wersje złączy podstawowych, określane mianem micro-D oraz nano-D. Te ostatnie są już naprawdę niewiarygodnie kompaktowe – odstęp pomiędzy sąsiadującymi stykami wynosi tylko 0.64 mm, zaś pomiędzy rzędami – zaledwie 1.02 mm!
Tak maleńkie wtyki i gniazda są stosowane w najbardziej zaawansowanej, precyzyjnej aparaturze specjalistycznej i znajdują się daleko poza zasięgiem finansowym większości użytkowników.
Złącza D-Sub w XXI wieku – przeżytek czy uniwersalny standard?
9-pinowe złącza D-SuB (określane też mianem DB-9) są najczęściej stosowane do łączenia urządzeń z użyciem standardów lokalnej komunikacji szeregowej RS-232C, UART-TTL, CAN, RS-485 oraz RS-422 – stąd też tak wiele urządzeń przemysłowych (sterowniki PLC, falowniki, panele operatorskie, serwokontrolery itp.) korzysta właśnie z ze złączy DB-9. Można je także spotkać w rozmaitych innych aplikacjach, m.in. aparaturze medycznej (kable EKG w kardiomonitorach i rejestratorach holterowskich, czujniki pulsoksymetryczne). Złącza 15-pinowe 2-rzędowe były dawniej stosowane jako standard portu gier (tzw. GamePort), spotykanego na kartach muzycznych i starszych płytach głównych – za jego pomocą użytkownicy mogli podłączać do komputera joysticki oraz inne kontrolery gier, a także… sprzęt muzyczny (GamePort obsługiwał bowiem również połączenia MIDI). Dziś można je spotkać w niektórych urządzeniach medycznych i przemysłowych.
15-pinowe, 3-rzędowe złącza D-Sub stały się niekwestionowanym standardem w połączeniach analogowych VGA pomiędzy urządzeniami obrazującymi (monitory komputerowe, projektory multimedialne), a komputerami – do dziś można je zresztą spotkać w niektórych sprzętach nowszej generacji. Złącza 25-pinowe – dawniej stosowane do połączeń równoległego portu drukarkowego LPT, a nawet szeregowego COM – dziś są szeroko stosowane w urządzeniach pomiarowych i aparaturze przemysłowej, jako uniwersalne złącza wejścia/wyjścia (podobnie zresztą, jak złącza 37-pinowe oraz wtyki i gniazda 3- i 4-rzędowe).
Jak widzisz, złącza D-Sub wcale nie zamierzają „wypaść z obiegu” – wciąż znajdują zastosowanie w niezliczonych aplikacjach praktycznych. Mało tego – dzięki wysokiej niezawodności i niewielkim wymiarom, są bardzo często wybierane przez konstruktorów niezwykle wymagającej aparatury kosmicznej, lotniczej i wojskowej.
