Connection cables


Tabelle AWG – Diametro dei fili e caratteristiche elettriche

Tabella AWG “metrica”, in formato PDF: AWG Table MKS
Tabella AWG “imperiale”, in formato PDF: AWG Table Imperial


Cavetti standard con connettori maschio e femmina

Yellow  = Signal
Red     = +5V
Brown   = Gnd

Con filo morbido di buona qualità da 26 AWG (0.13 mmq – fino a 0.5 Ampere)

Cavo morbido - 26AWG – 15cm di lunghezza – confezione da 10 pezzi – circa 2.5 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9697__15CM_Servo_Lead_Extention_JR_26AWG_10pcs_bag_.html
Cavo morbido - 26AWG – 30cm di lunghezza – confezione da 10 pezzi – circa 2.5 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9685__30CM_Servo_Lead_Extention_JR_26AWG_10pcs_bag_.html
Cavo morbido - 26AWG – 60cm di lunghezza – confezione da 10 pezzi – circa 3 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idproduct=9687

Con gancetto da 26 AWG (0.13 mmq – fino a 0.5 Ampere)

Cavo morbidocon gancetto – 26AWG – 15cm di lunghezza - confezione da 5 pezzi – circa 1 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idproduct=20958
Cavo morbido - con gancetto - 26AWG – 30cm di lunghezza - confezione da 5 pezzi – circa 1.4 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idproduct=20959

Twistati da 22 AWG (0.33 mmq – fino a 1 o 2 Ampere)

Cavo twistato 22AWG da 15cm di lunghezza in confezione da 5 pezzi – circa 1.5 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9777__Twisted_15CM_Servo_Lead_Extention_Futaba_22AWG_5pcs_set_.html
Cavo twistato 22AWG da 30cm di lunghezza in confezione da 5 pezzi – circa 2 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9773__Twisted_30CM_Servo_Lead_Extention_Futaba_22AWG_5pcs_set_.html
Cavo twistato 22AWG da 60cm di lunghezza in confezione da 5 pezzi – circa 2 Euro
www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idproduct=9711


Cavetti senza alimentazione

Cavo morbido senza alimentazione (Battery Eliminator) da 18cm di lunghezza in confezione da 1 pezzi – circa 0.5 Euro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__21496__185mm_BEC_Eliminator_Cable.html 


Connettori a passo 2.54

Dalla versione 3 in poi il sistema Theremino ha abbandonato i connettori a vite, tanto belli da vedere ma scomodi e inaffidabili.

I connettori a vite richiedono un cacciavite piccolo ed è facile stringerli troppo, rovinare la piccola vite o tranciare i fili, se invece si stringono poco il tempo e le vibrazioni possono allentare i fili e cominciare a produrre falsi contatti, difficilissimi da trovare. E’ anche facile, quando sono molti, dimenticare di stringerne uno che potrebbe fare contatto in tutte le prove ma dare problemi proprio nel momento più inopportuno. Tutte queste cose sono successe con le prime versioni per cui ora usiamo solo connettori “strip” dorati e di buona qualità.

Connettori “strip”

Tutti i connettori usati nel sistema Theremino sono di tipo “strip” con passo 2.54 mm, lo stesso passo delle basette mille-fori, in modo da facilitare la modularità e la creazione di adattatori.

Normalmente si usano le prolunghe maschio-femmina ma in alcuni casi può essere utile disporre di prese maschio e femmina da saldare.

I connettori “strip” maschi vanno tutti bene – basta che siano dorati.
http://www.distrelec.it/it/Connettore-a-pettine-8-poli-1-x8P-Preci-Dip-890-18-008-10-803/p/14383938?q=spinotti+a+pettine&page=29&origPos=29&origPageSize=10&simi=93.31

Theremino System -

I connettori “strip” femmina devono essere di buona qualità, altrimenti provocano falsi contatti anche da nuovi e moltissimi problemi in seguito. Non sottovalutate questo problema, quasi tutti i connettori femmina funzionano malissimo, quelli buoni si distinguono per i fori che non sono quadrati ma rotondi. Solo i “Distrelec 120591″ vanno bene, non ne abbiamo trovati altri.

Distrelec 120591 (connettore femmina, diritto, Num. poli 1 x 3)
http://www.distrelec.it/it/Presa-femmina-3-poli-1-x3P-Preci-Dip-801-87-003-10-001101/p/14383989

Le strisce di connettori sono abbastanza costose, le femmine buone costano da 10 a 20 centesimi per ogni contatto, per spendere meno si possono acquistare strisce lunghe 20 o 50  contatti e poi tagliarle. Si deve fare attenzione che si spezzano male per cui si deve pre-inciderle con un taglierino e poi usare due pinze adatte.

Strip femmina taroccati

Pensavamo che tutti gli strip femmina con i fori rotondi fossero tutti buoni, ma sono riusciti a taroccare anche quelli!

 

Nelle immagini la differenza si vede poco, ma infilandoci un pin maschio si sente che sono diversi. Quelli buoni strisciano in modo rassicurante, negli altri invece il maschio balla dentro, e se si mette un pin solo e si girano al contrario, il pin scivola fuori con la sola forza di gravità.

Probabilmente non è il diametro del foro che conta ma il tipo di molla che c’è dentro. Quelli buoni hanno una molla a spirale, gli altri probabilmente hanno solo una lamella da un lato.

Comprateli solo da Distrelec e controllateli prima di utilizzarli, infilando un pin singolo e verificando che per estrarlo si debba tirare un po’. Se si sfila praticamente da solo allora lo strip femmina non è buono e farà un contatto precario. Se non si trovano quelli buoni allora è meglio eliminarli e saldare i fili direttamente.


Cavi per collegamenti lunghi e correnti fino a 1 – 2 Ampere

Cavi a tre fili (senza connettori)

26AWG in silicone morbido                             26AWG normale


 

 

 

 

22AWG                                                            22AWG twistato

Piattina a tre fili 26AWG in silicone morbido (nero/arancio/giallo) – circa 0.8 Euro per metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__5491__Flat_26AWG_servo_wire_1mtr_R_O_B_.html
 
Piattina a tre fili 26AWG (nero/arancio/giallo) – circa 0.3 Euro per metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__5492__Flat_26AWG_servo_wire_1mtr_R_B_W_.html
 
Piattina a tre fili 22AWG (nero/arancio/giallo) – circa 0.8 Euro per metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__6904__Flat_22AWG_servo_wire_1mtr_R_B_Y_.html
 
Cavo twistato 22AWG (nero/arancio/giallo) – circa 1 Euro per metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__5489__Twisted_22AWG_servo_wire_1mtr_R_B_Y_22AWG.html
 
  • Per correnti fino a 0.5 Ampere usare i 26 AWG (0.13 mmq)
  • Per correnti fino a 1 o 2 Ampere usare i 22 AWG (0.33 mmq)


Cavi per correnti maggiori di 2 Ampere

Sia per la linea di trasmissione che per i collegare i sensori quando si maneggiano correnti oltre uno o due ampere non è più possibile usare i cavetti standard con connettore maschio-femmina.

Per correnti fino a 5 Ampere è necessario usare fili singoli da circa 20AWG (0.52 mmq)

Filo nero in silicone puro per connessione “Massa” 20AWG – circa 0.6 Euro al metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9654__Turnigy_Pure_Silicone_Wire_20AWG_1mtr_Black.html
 
Filo rosso in silicone puro per connessione “+5V” 20AWG – circa 0.6 Euro al metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9652__Turnigy_Pure_Silicone_Wire_20AWG_1mtr_RED.html
 

Per correnti maggiori, fino a 10 Ampere, si usano fili singoli da 16AWG (1.3 mmq)

Filo nero in silicone puro per connessione “Massa” 16AWG – circa 1 Euro al metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9680__Turnigy_Pure_Silicone_Wire_16AWG_1mtr_BLACK.html
 
Filo rosso in silicone puro per connessione “+5V” 16AWG – circa 1 Euro al metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__9681__Turnigy_Pure_Silicone_Wire_16AWG_1mtr_Red.html
 

Per il segnale non serve molta corrente per cui si usa sempre un filo giallo da 24AWG (0.2 mmq)

Filo giallo in silicone per connessione “Segnale” 24AWG – circa 0.5 Euro per metro
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__10939__Turnigy_Pure_Silicone_Wire_24AWG_1mtr_Yellow.html
 
 

 


Connettori BNC

Esistono alcuni modelli di BNC veramente difficili da montare senza istruzioni.

Sarebbe meglio usare altri modelli più facili da assemblare (con le apposite pinze) ma, se proprio necessario, si consiglia di seguire con molta cura le istruzioni della prossima immagine (cliccare l’immagine per ingrandirla)

Theremino System - How to assembly a BNC


Collegamenti lunghi

Qui si parla del collegamento tra i Pin e i sensori. Per consigli sulla connessione seriale tra i Master e gli Slave, leggere la sezione seguente. Per i Geiger Adapters leggere anche questa pagina.

I sensori si collegano ai Pin del Master (o di uno Slave) con le prolunghe maschio femmina, non schermate, che si usano normalmente per tutti i collegamenti del sistema Theremino. Se necessario si possono collegare più prolunghe, da 60 centimetri, in serie e arrivare fino ad alcuni metri di distanza.

Per distanze maggiori si deve per forza usare un cavo schermato. I cavi per microfono con i classici due fili interni bianco e rosso, sono ottimi, sono robusti e hanno il cordino antistrappo. La massima lunghezza del cavo schermato è di 500 metri e oltre (a patto di seguire le indicazioni seguenti).

Con collegamenti lunghi si devono usare sensori con bassa impedenza di uscita e un resistore a fine linea per proteggere i Pin del sistema Theremino dalle extratensioni. 

1) Con collegamenti lunghi (oltre i 20 metri) i sensori devono avere impedenza (resistenza in serie al segnale di uscita) non superiore a qualche Kilo Ohm. Per collegare i Geiger Adapters leggere qui.

2) Aggiungere un resistore da 100k in serie al filo del segnale, a fine cavo, entro pochi centimetri dal Master. Attenzione: questi resistori da 100k si mettono solo sui Pin configurati come Input (Adc, DigIn e simili). Non si devono aggiungere resistori ai Pin di Output, o peggio ancora alla linea seriale, che collega il Master con gli Slaves.

         

In queste due immagini si vedono esempi di connessioni con cavi lunghi. La versione della immagine di destra richiede più metri di cavi di collegamento, ma è più immune ai disturbi. La seconda versione è anche meno costosa, dato che lo Slave non è richiesto. In generale meno componenti e moduli si usano e maggiore è la affidabilità di un impianto.

3) Non collegare sensori a bassa impedenza di uscita (con tensione di uscita superiore a 3.3 Volt) a Pin non dotati del resistore aggiuntivo da 100k. Dovesse succedere per sbaglio non si rompe nulla ma la tensione di 5Volt, non limitata in corrente dal resistore, potrebbe causare frequenti perdite di comunicazione USB.

4) Evitare di far passare il cavo negli stessi tubi (o canaline) dell’impianto elettrico. Evitare tratti all’aperto, su campate volanti o su pali. I tratti all’aperto devono essere protetti con tubi metallici, collegati a terra, e muratura. Le zone che devono stare in alto, ad esempio su un tetto, devono essere protette dal sole con tettoie (molti sensori oltre i 50 gradi impazziscono). Le tettoie devono essere metalliche e messe a terra per i fulmini.


Collegamenti seriali lunghi e immunità ai disturbi

Qui si parla del collegamento seriale tra i Master e gli Slave. Per consigli sulle connessioni tra i Pin e i sensori, leggere la sezione precedente.

Il protocollo DPM, usato per la comunicazione seriale, permette collegamenti lunghi fino a 10Km. Per brevi distanze (sotto ai 5 metri) non sono necessarie particolari precauzioni mentre per distanze maggiori si devono controllare i punti che seguono.

Proteggere la linea di comunicazione dai disturbi elettrici

- Far correre il cavo in canaline separate da quelle dell’impianto elettrico.
- Evitare di far correre il cavo vicino ad antenne trasmittenti di grande potenza.
- Usare cavo twistato (attorcigliato)
- Usare cavo schermato.
- Aggiungere filtri R/C (resistenza e condensatore) all’inizio ed alla fine della linea.
- Se la linea di trasmissione porta anche corrente per i moduli usare un cavo di massa di grande sezione.
- Eliminare le correnti sulla massa tramite l’isolamento ottico.

In un impianto normale non tutti questi accorgimenti sono necessari, il progettista del sistema dovrà valutare caso per caso quali precauzioni adottare per evitare errori di trasmissione e, nei casi estremi, danneggiamenti dei componenti.

Evitare che la linea di comunicazione disturbi le comunicazioni radio

- Usare cavo twistato (attorcigliato)
- Usare cavo schermato.
- Aggiungere filtri toroidali in ferrite all’inizio ed alla fine della linea.
- Aggiungere filtri R/C (resistenza e condensatore) all’inizio ed alla fine della linea.

Il progettista del sistema dovrà considerare, a seconda del tipo di applicazione, i limiti di legge sulle emissioni a radiofrequenza e valutare caso per caso quali precauzioni adottare.
 

Filtri R/C di base

I moduli del sistema Theremino contengono un filtro di base per i disturbi radio e una protezione per le sovratensioni fino a qualche decina di volt. Filtri più aggressivi limiterebbero le prestazioni in alcuni casi e non sarebbero sufficienti in altri.

Questa immagine mostra una linea di trasmissione composta da 100 metri di cavo schermato RG58 (50 ohm) usabile fino alla velocità 7 (100 kbps)

I due resistori da 120 ohm, che sono i resistori standard presenti in tutti i moduli del sistema Theremino, forniscono una protezione di base contro i disturbi sufficiente nella maggioranza dei casi. Dato che la capacità del cavo aumenta con la sua lunghezza questi resistori producono una frequenza di taglio che si adatta automaticamente a tutte le situazioni.

 

Filtri R/C aggiuntivi

Normalmente non sono necessari filtri aggiuntivi, il solo fatto di usare un cavo schermato può ridurre le emissioni praticamente a zero.

Nel caso che le norme di legge o il tipo di installazione lo richiedessero è possibile ottenere un passa basso estremamente efficace aggiungendo un resistore ed un condensatore all’inizio ed alla fine della linea come mostrato nella seguente immagine.

I resistori da 120 ohm sono già presenti nei moduli del sistema Theremino per cui non fanno parte del filtro R/C aggiuntivo.

I componenti del filtro aggiuntivo, che in questo esempio valgono 50 ohm e 2200 pF, non sono auto-adattanti come quelli di base del sistema Theremino e quindi devono essere dimensionati adeguatamente a seconda della lunghezza della linea, del tipo di cavo e delle velocità di trasmissione che si intendono usare.

Il valore di resistenza deve essere circa uguale alla impedenza caratteristica del cavo, in questo caso 50 ohm. Il valore di capacità deve essere calcolato in modo che alla massima velocità di trasmissione prevista i fronti del segnale rimangano abbastanza ripidi da non causare errori di trasmissione.

In questa immagine si vede un segnale da 100 kbps deteriorato da 100 metri di cavo RG58, la linea rossa mostra il segnale con i soli resistori da 120 ohm della protezione di base, la linea blu mostra l’effetto dell’aggiunta di filtri R/C da 50 ohm e 2200 pF a inizio ed a fine linea.

Con i filtri il tempo di salita e discesa è leggermente maggiore ma rimane sufficiente a raggiungere il 90% della tensione massima in circa mezza cella (100kbps = cella da 10uS)

In compenso, con i filtri, le riflessioni dovute ai circa 500 nS di tempo che il segnale impiega a percorre i 100 metri di cavo, sono completamente eliminate e il segnale non contiene più componenti ad alta frequenza inutili che potrebbero creare disturbi radio.


Ottenere i moduli del sistema

Il team del sistema Theremino si occupa solo di ricerca e non vende hardware. Il sistema è completamente “Freeware”, “Open Source”, “No Profit” e “DIY”, ma esistono produttori che possono fornire i moduli assemblati e collaudati a un ottimo prezzo. Difficilmente si potrebbe auto-costruirli spendendo meno. Un elenco dei produttori in questa pagina: www.theremino.com/contacts/producers


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