Jaké vybrat propojovací kabely pro multiplexery HIOKI SW100x?
Předpokládejme, že potřebujete testovat kvalitu kontaktů - svarových spojů modulů Li-ion baterií. Zároveň jste v situaci, kdy jedním z klíčových požadavků na testování je rychlost, protože tento test provádíte v prostředí výroby. Jednou z možností, jak provést toto měření v co nejkratším čase, by bylo zakoupit tolik měřičů odporu HIOKI RM3545, kolik máte daných spojů celkem k otestování na každém bateriovém modulu, a provést všechna tato měření paralelně. No, asi uznáte, že toto nejspíš nebude to pravé ořechové, minimálně z pohledu počáteční investice do přístrojového vybavení.
HIOKI proto nabízí také multiplexní řešení, jako je například SW1001 nebo jeho větší bratr SW1002. S rychlostí přepínání kanálů pouhých 11 ms/k. vám tyto přepínací jednotky umožní provádět výše uvedené kontroly svarových kontaktů téměř tak rychle jako při paralelním testování. Kromě nižších nákladů je navíc toto řešení také mnohem snazší z pohledu integrace do vašeho výrobního prostředí než nasazení více měřicích přístrojů paralelně.
Přepínací jednotky řady SW100x samozřejmě nejsou určeny pouze pro měření odporu, ale také pro měření napětí a obecně testování Li-ion baterií (podrobněji dále v textu – pomocí BT4560). V závislosti na konkrétním použití a měřicím přístroji se principy měření mírně liší; jedná se buď o dvouvodičové, čtyřvodičové nebo 4-terminálové párové měření.
Nejběžnějším příkladem pro dvouvodičová měření jsou měření napětí pomocí digitálního voltmetru, jako je například HIOKI DM7276. Voltmetr v tomto případě bude připojen k terminálu 1 přepínací jednotky, přičemž volitelným vstupním modulem pro připojení ze strany DUT bude ten s označením SW9001 (modul na levé straně obr. 2).
Čtyřvodičová měření typicky představují měření odporu s výše zmíněným RM3545 nebo testy baterií/bateriových článků s 1kHz-ACIR bateriovým testerem, jako je dnes již de-facto průmyslový standard BT3562A, rovněž od HIOKI. Zde by přístroj byl připojen k terminálu 2 a vstupní modul by opět byl SW9001.
A konečně aplikace se 4-terminálovým párovým měřením vyžadují šest vodičů namísto čtyř, protože je potřeba dalších dvou vodičů pro zpětný proud, což pomáhá minimalizovat účinky vířivých proudů. Přístrojem v tomto případě je HIOKI BT4560 (Battery Impedance Meter). Tento přístroj se připojuje k přepínací jednotce na terminálu 3 a vyžaduje vstupní modul s označením SW9002. Mimochodem, ptáte-li se proč koaxiální kabely – jejich stínění se používá právě k přenosu zpětných proudů.
Nicméně zpět k propojení DUT a právě představených přepínacích jednotek řady SW100x: vše výše uvedené ve výsledku znamená jediné, a sice to, že zkrátka neexistuje jediný "one-size-fits-all" kabel. Kromě počtu vodičů v daném propojení ovlivňuje výsledky měření také délka a způsob, jakým jsou tyto kabely vedeny, neboť každá úloha vyžaduje specifický přístup. Proto tyto kabely nejsou v nabídce HIOKI a naopak jsou většinou vyráběny na míru až systémovými integrátory podle přesných požadavků konkrétní aplikace (a zákazníka).
Uživatelský návod k přepínacím jednotkám SW100x specifikuje technické požadavky na kabely, které lze použít, pokud jde o maximální kapacitu a odpor, ale již neuvádí typy nebo konkrétní modely kabelu. Jedním z důvodů je, že kabely běžně používané v Asii nemusí být tak běžné v Evropě. To však pochopitelně vede k otázkám zákazníků ohledně doporučení vhodných kabelů a konektorů.
Pokud plánujete použít SW1001 nebo SW1002 pro dvou- nebo čtyřvodičová měření s moduly SW9001, vhodným kabelem dostupným v Evropě je kabel od Lapp Group s označením UNITRONIC LiHCH (TP) 25x2x0,14 (číslo položky 0038325). Jedná se o verzi kabelu s 25 kroucenými páry kabelů. Pokud však potřebujete méně párů nebo byste upřednostnili rozdělení svazku, můžete samozřejmě vybrat jiné verze tohoto kabelu. Kabel je k dispozici v požadovaných délkách v online obchodě LAPP.
Jako konektor můžete použít libovolný D-sub female konektor typu DD-50, například od firmy HARTING Technology Group (číslo položky 09 67 050 4704), který je dostupný na Farnell Electronics (objednací číslo 2752194).
Pokud plánujete použít SW100x pro aplikace se 4-terminálovým párovým měřením (např. s měřičem impedance baterií HIOKI BT4560 a moduly SW9002), vhodným kabelem je "RG 174 UR" od Caledonian Cables. Pozor ale dejte na jeden malý detail - existuje totiž velký rozdíl v odporu kabelu „normálního“ RG 174 a u požadovaného kabelu RG 174 UR. První uvedený, který naleznete téměř všude, nesplňuje požadavky pro použití s SW9002.
Jako konektor můžete použít libovolný D-sub female konektor typu DC-37, například od firmy Harting (číslo položky 09 67 037 4704), který je také k dispozici u Farnell Electronics (objednací číslo 1096857).
Po výběru správných kabelů a konektorů je dalším krokem jejich správné uspořádání s ohledem na maximální délku a také eliminace dalších vlivů, jako jsou například vířivé proudy. To už je však jiný příběh...
Děkuji mým kolegům Elmaru Schildbachovi, Makotovi Takizawovi a Yutovi Akamatsuovi za provedený průzkum trhu a testování možných řešení. Nicméně na závěr malé zřeknutí se zodpovědnosti: Sestavení informací o navrhovaných produktech třetích stran bylo provedeno s největší péčí, přesto tímto nedáváme záruku za správné provedení v konkrétní aplikaci. Postupy navržené v tomto článku jsou tedy pouze doporučené a záruka přesného a bezpečného měření zůstává na zodpovědnosti systémového integrátora.
Autor: Kai Scharrmann, HIOKI EUROPE GmbH