مقایسه کابل های گرد و تخت

از زمانی که شرکت cicoil  کابل های نواری (ribbon cable) را در سال ۱۹۵۶ برای شرکت IBM ابداع کرد حدود  ۶۰ سال می گذرد.طی دهه های اخیر این نوع کابل به صورت گزینه مناسبی برای بهره گیریدر عملیات کامپیوتری ، صنایع نظامی و فضایی ،کاربردهای روباتیک و تجهیزات مربوط به کنترل حرکت مطرح شده است.

مزایای این نوع کابل عبارت است از انعطاف پذیری ،کاهش اختلالات الکترونیکی و بهره وری در بسته بندی. عامل محدود کننده در استفاده از این کابل ها در حال حاظر نیاز این کابل به روش های سربندی منحصر به فرد است که برای اتصالات و آماده سازی آنها لازم است عملیات دستی زیاد صورت پذیرد.

• کابل های تخت و مقایسه آن با کابل گرد

اغلب کابل ها به صورت گرد می باشندکه عموما ساختاری مناسب است.با بررسی یک کابل معمول برقی گرد ساختاری را مشاهده می کنید که عموما به صورت دسته ای سیم عایق شده است که توسط چند لایه از سایر مواد”پرکننده” احاطه شده اند.این لایه ها به منظور تامین ساختاری گرد و همچنین برای کاهش گرمایش اصطکاکی در حین حرکت کابل در نظر گرفته می شوند.این سیم ها و لایه های پر کننده به وسیله یک روکش بیرونی احاطه شده اند که آنها را در کنار یکدیگر نگه داشته و تا حدودی وظیفه محافظت شان را در برابر اشیا خارجی بر عهده دارد.

با وجود آنکه کابل های گرد برای مصارف عمومی معمولا مطلوب می باشند،ولی نقطه ضعف های خاصی در ساختار آنها نیز وجود دارد.

با توجه به استفاده از این لایه های متعدد شامل سیم ها،عایق،پرکننده ها کار دفع حرارت از سیم ها در کابل گرد با دشواری مواجه می باشد.علی رغم تلاش های انجام شده برای کاهش این گرمایش ، هنوز گرمایش اصطکاکی ایجاد شده در درون کابل ناشی از حرکت های متناوب تکراری به عنوان یک مفصل به قوت خود باقی است.به این مورد باید تغییر امپدانس الکتریکی کابل را در صورت جابجایی هادی ها نسبت به یکدیگر نیز افزود.در کابل های تخت هر هادی با هادی های مجاور خود به صورت موازی قرار میگیرد تا ساختار تخت محفوظ بماند.برخلاف کابل های گرد،هادی های کابل تخت در روکش در برگیرنده آنها حرکت نمی کنند و بدین ترتیب کیفیت پارامترهای الکتریکی آنها ثابت باقی می ماند.همچنین  هادی ها در کابل تخت همگی دارای ابعاد فیزیکی و الکترونیکی یکسانی هستند بنابراین سیگنال و تاخیرات زمانی متغییربین سیگنالها در این نوع ازکابل به حداقل خود می رسد.

• ده دلیل مهم برای استفاده از کابل های تخت

۱- قابلیت اطمینان

سادگی ساختار کابل های تخت به همراه شکل قرار گیری هادی ها به صورت موازی باعث رفع بسیاری از خطاهای معمول کابل کشی و معایب ناشی ازآن می شود.تک تک هادی ها قابل شناسایی می باشند و کار تخصیص هریکی از آنها در سربندی و تابلوی برق یا کنترل به سادگی صورت می پذیرد.

۲- کاهش وزن

به کارگیری کابل های تخت اغلب منجربه حذف استفاده از کابل های گرد با وزن سنگین می شود.بخش هایی از کابل همانند مواد مازاد عایقی ، پرکننده ها و نوارها ضروری نیستند. از طرفی ساختار ترکیبی کابل های تخت آنقدر قوی است که نیازی به استفاده از هادی های بزرگتر برای افزایش استحکام نباشد.بنابراین سطع مقطع هادی را می توان آنقدر کاهش داد که تنها نیاز های مربوطه به جریان مجاز یا الزامات افت ولتاژ را برآورد سازد.

۳- حذف موارد غیر ضروری

مانند عایق ضخیم ،پر کننده ها و نوارها باعث کاهش حجم مواد و ابعاد فیزیکی کابل های تخت می شود.از طرفی،پروفیل کوچک کابل های تخت باعث می شود سطوح در برگرفته کمتر شده و در فضاهای بلا استفاده صرفه جویی شود .سطح مقطع تقریبا مستطیل شکل باعث می شود در صورت قرارگیری کابل ها به صورت کنارهم یا به صورت لایه ای بر روی هم تقریبا هیچگونه فضای تلف شده بین کابل ها وجود نداشته باشد. و به این ترتیب حداکثر تراکم قرار گیری هادی ها در یک حجم مشخص فراهم می گردد.

۴- انعطاف پذیری

 کابل های تخت هنگامی که در جهت سطح مقطح کوچکترشان خم شوند دارای حداکثر انعطاف و خمش پذیری هستند ، این انعطاف پذیری در کابردهایی که خمش مکرر و یا خمش زیاد ضرورت می یابد نظیر کشنده های کابل،در محل درب ها،بازوهای چرخشی و غیره مورد استفاده قرار میگیرد.

۵-  استحکام بالاتر

کابل های تخت دارای استحکام زیادی می باشند زیرا همه عایق ها و هادی ها به طور یکسان در تحمل نیرو های کششی مشارکت می کنند.

۶- کیفیت های الکتریکی باثبات

فاصله بین هادی ها در کابل تخت ثابت است و شکل هندسی کابل نیز با ثبات است.این شکل هندسی کیفیت های الکتریکی باثباتی را به همراه خواهد داشت که از آن میان می توان به پارامترهایی مانند امپدانس ،ظرفیت خازنی، اندوکتانس ، زمان ، تاخیر ، همشنوایی و تضعیف اشاره نمود.

۷- ظرفیت انتقال جریان بالاتر

 کابل های تخت دارای سطح بالاتری نسبت به کابل های گرد می باشند . در نتیجه،کابل های تخت با راندمان بالاتری باعث انتشار گرما می شوند.این کارایی بالاتر گرمایی باعث می شود امکان سطوح بالاتری از جریان عبوری را برای یک افزایش دمای مشخص و سطح مقطح خاصی از هادی فراهم گردد.

۸- اثرات چولگی کاهش یافته

هادی ها در کابل های تخت دارای طول فیزیکی و الکتریکی یکسان و دی الکتریک ثابت و پیوسته می باشند.این امر باعث کاهش تاخیرات زمانی بین سیگنال ها در یک کابل تخت مشخص می گردد.

۹ – اتصالات پر تراکم

کابل های تخت دارای تراکم بالایی از نظر نسبت سطح مقطع سیم به سطح مقطع کابل می باشند.بنابراین لایه های کابل تخت با کارایی بیشتری کنارهم قرار می گیرند و تراکم هادی بالاتری را نسبت به کابل های گرد فراهم می کنند.

۱۰- سهولت حمل و نقل

کابل های تخت به سادگی خم و روی هم پیچیده می شوند ، روی سطح قرار گیری به خوبی منطبق می گردند.به سادگی با بست ها،چسب ها و یا نوارهای دو طرفه متصل می شوند و به این ترتیب بسیاری از مشکلات کابل کشی کابل های گرد برطرف می شود.رشته هادی ها به خوبی قابل رویت بوده و در موقعیت ثابتی درون عایق جای گرفته اند و این عامل باعث می شود شناسایی و بازرسی و ردیابی آنها در مدار به سادگی صورت پذیرد .

مهندس محمدباقر پورعبداله