Les connecteurs

 

Présentation

Dans ce contexte, la définition la plus simple d'un connecteur est la suivante : un connecteur est un dispositif utilisé pour relier ensemble deux circuits électriques pour leur permettre de fonctionner, par exemple câble SCART, câble HDMI, fiches audio. Il existe deux types principaux de connecteurs : le connecteur mâle qui comporte deux broches en saillie (fiche) et le connecteur femelle (prise) comportant des trous correspondants permettant d'insérer les broches pour réaliser un circuit.

Les connecteurs comportent aussi un câble électrique flexible qui transporte l'électricité d'une source d'énergie à un équipement électrique, ou un câble transportant le courant entre deux appareils. Ces câbles sont dotés d'une fiche adaptée à chaque extrémité pour faciliter la connexion. Le type de fiche le plus courant est une fiche à fusible de 13 ampères à une extrémité (comportant parfois un transformateur) avec une prise de connexion à deux broches (sans prise de terre) ou trois broches (avec prise de terre). La prise est utilisée pour réaliser la connexion avec l'équipement à alimenter en l'enfonçant sur les broches incorporées à l'appareil.

 

L'histoire des connecteurs

Le développement des connecteurs a été lancé par la découverte de l'électricité et son développement pour éclairer les lieux d'habitation et les usines. La nécessité de connecter des équipements électriques a dû être évidente dès le début, et le conducteur le plus efficace (fil de cuivre) a rapidement été utilisé à cette fin. D'abord le télégraphe, puis le téléphone, ont utilisé de simples connexions par fil de cuivre pour fonctionner.

Avec le temps, la technologie a évolué rapidement et sont apparues des machines industrielles puis les appareils électroniques sophistiqués que nous connaissons aujourd'hui, qui ont tous besoin d'une forme de connecteur pour les alimenter ou les mettre en interface (transfert de données) entre eux. Prenons comme exemple un ordinateur et une imprimante, entre lesquels on transfère des données par un câble. Et maintenant ce système commence lui-même à être remplacé par la technologie sans fil permettant ce transfert sans aucune connexion physique entre les deux appareils, car les données sont transférées sans fil par un routeur.

 

Types de connecteurs

 

Prise femelle RJ45

La plupart d'entre nous connaissons les prises femelle RJ45 à la maison et au travail. On les appelle généralement connecteurs de télécommunication ; elles sont utilisées pour réaliser les connexions téléphoniques ou Ethernet. Elles reçoivent les prises téléphoniques standards ou les câbles de connexion depuis les ordinateurs reliés au sein d'un réseau filaire dans un bureau. Les ordinateurs peuvent ainsi s'envoyer mutuellement des informations via un réseau local (LAN). Les LAN sont assez courants dans certains lieux publics comme les bibliothèques, où le catalogue est accessible sur un réseau fermé à toutes les personnes recherchant un ouvrage sur l'un des terminaux. Ces machines connectées sont également présentes dans les aéroports et les gares où on les utilise pour afficher les horaires d'arrivée et de départ. Tout cela est rendu possible par l'utilisation des humbles prises femelles RJ45 reliées pour former un réseau.

 

Connecteur BNC

L'acronyme BNC signifie Bayonet Neill Concelman. On le désigne aussi parfois, à tort, par Bayonet Nut Connector ou British Naval Connector. Le type de base de ces connecteurs a une forme mâle à chaque extrémité, reliée par un câble coaxial. Les prises elles-mêmes ont une broche centrale connectée au câble conducteur central. La partie externe est un tube métallique connecté au blindage externe du câble.

 

Connecteurs WAGO

L'acronyme WAGO vient du nom du fabricant de ces composants - Kontakttechnik GmbH & Co. Cette grande société allemande très dynamique est installée à Minden. Elle se spécialise dans la conception de composants de connexion électrique qui ont adopté l'acronyme de la société comme nom. Cette société est également aujourd'hui très impliquée dans la technologie d'automatisation.

Les composants que connaissent la plupart des techniciens sont les bornes de cette société, surtout les séries 273 et 280 que l'on appelle souvent pinces WAGO. Elles sont particulièrement appréciées pour leur facilité d'installation et pour le fait qu'elles n'exigent aucune maintenance. Ces pinces sont également insensibles aux vibrations. Elles peuvent accepter des câbles de 0,08 mm² à 95 mm² et prennent peu de place, car elles sont environ 30 % plus petites que les autres produits similaires actuellement disponibles. Ces dispositifs sont aujourd'hui acceptés comme la norme mondiale de l'industrie et sont universellement populaires, non seulement grâce à leur qualité et leur fiabilité, mais aussi parce que leur utilisation réduit les coûts de matériaux et de main d'œuvre entrant en jeu dans leur installation.

 

Connecteurs d'antenne

Pour comprendre les connecteurs d'antenne, pensez aux prises d'antenne télévisée que la plupart des gens connaissent. Partout en Europe, leur désignation technique est IEC 169-2 ou connecteurs Belling-Lee. Une société de ce nom, basée à Enfield au Royaume-Uni, a inventé ce connecteur, qui a ensuite été adopté de manière quasi universelle. Nous étions alors en 1922, une date qui correspond avec la transmission des premiers signaux radio par la BBC. Les connecteurs d'antenne sont toujours utilisés sous pratiquement la même forme que le modèle d'origine.

On utilise les connecteurs d'antenne pour connecter une antenne de télévision externe ou interne à un téléviseur pour lui transmettre le signal entrant. On les utilise aussi dans les installations de radio-télécommunication professionnelles et amateur et à la maison pour les tuners haute fidélité qui reçoivent des signaux FM. Dans les zones ayant un signal faible, les récepteurs radio DAB (une innovation relativement récente) sont souvent connectés à une antenne externe avec une version de ce connecteur.

Plusieurs modèles de ces composants sont disponibles, mais à la base ils fonctionnent tous de la même manière. Le fil de cuivre central du câble coaxial est inséré dans la broche de la prise alors que la maille de cuivre extérieure du câble est maintenue en place dans le tube par la vis supérieure qui comprime les pattes sur le câble, maintenant fermement la prise. La prise d'antenne femelle comporte des trous ou fentes correspondant à la prise mâle. Lorsque la prise mâle est connectée à la prise femelle, le signal passe.

 

Connecteurs USB

L'Universal Serial Bus (USB) est un connecteur que connaissent de nombreux utilisateurs d'informatique, car ce câble est le moyen habituel de connecter la plupart des périphériques informatiques à un ordinateur de bureau ou un ordinateur portable. Ceci facilite un transfert de données relativement rapide et une alimentation électrique, si nécessaire. Les imprimantes, claviers, scanners, appareils photo numériques et disques durs externes sont quelques exemples des périphériques utilisant la technologie de connexion USB. Ces connecteurs donnent l'impression d'être très simples et peu sophistiqués, et sont faciles à insérer, à la différence de certains connecteurs comportant de nombreuses broches fragiles.

Les connecteurs USB, inventés au milieu des années 60, sont aujourd'hui une norme de l'industrie. L'utilisation de la technologie USB s'est également étendue dans l'univers des jeux informatiques et, plus récemment, aux smartphones.

Bien qu'elles se ressemblent, les prises USB à chaque extrémité d'un câble sont différentes. On les appelle des connecteurs de type A et B. Le type A est le seul pouvant fournir de l'électricité à un appareil ; la variation de conception est volontaire, afin d'éviter d'endommager les équipements par une connexion incorrecte.

 

La norme USB a quatre variantes principales :

• Standard : USB 1.1/2.0 et 3.0, principalement utilisés pour les clés USB.
• Mini :        utilisé principalement pour connecter les appareils photo dotés d'une fiche plus petite à l'extrémité B du câble connecteur.
• Micro :      utilisé sur les téléphones portables. Existe en variantes USB 1.1/2.0 et 3.0.
• Versatile :  utilisé pour USB On-the-go-scheme. Cette technologie permet à des téléphones portables et lecteurs audio numériques comme iPod de fonctionner comme des hôtes et ainsi d'y connecter des appareils USB.

 

Cosses à sertir

Il s'agit d'une forme assez basique de connecteur de câble électrique, très répandue à cause de son utilité globale dans un grand nombre d'applications, et de sa simplicité d'utilisation. Elles sont bon marché et propres, et permettent d'éliminer l'utilisation de soudure, qui peut être un contaminant, d'une chaîne de production. Le sertissage est également plus fiable que la soudure car lorsqu'il est effectué correctement une certaine mobilité est possible entre le câble et le joint sans risque pour la connexion. Si cette situation se produit avec un joint soudé, la connexion peut devenir intermittente ou même être totalement perdue.

Une simple cosse à sertir est mise en place en insérant l'extrémité dénudée d'un fil dans le bout cylindrique de la cosse. On comprime (sertit) alors l'embout métallique autour du fil pour créer une forme ovale, ce qui crée la connexion. Lorsque cette opération est faite correctement, on obtient une connexion très sécurisée.

Il existe de nombreuses variantes du modèle de base d'une cosse à sertir. Le type que l'on rencontre le plus souvent et que l'on peut acheter facilement est une cosse à douille utilisée comme expliqué ci-dessus. Les amateurs les utilisent beaucoup, mais elles sont employées dans une multitude d'autres situations. Le fil doit être inséré dans la douille qui est ensuite sertie.

Les cosses à sertir à douille ouverte sont plus robustes et utiles dans les environnements plus exigeants, par exemple pour les connexions dans le compartiment moteur des véhicules. Le terme douille ouverte désigne une forme en V ou en U. Celle-ci facilite l'utilisation dans des processus automatisés, car le fil dénudé peut être positionné dans la partie ouverte de la cosse avant d'être serti. L'autre extrémité de la cosse est de type faston, anneau ou languette. Les cosses à sertir sont fournies avec une isolation de différentes couleurs.

Il existe d'autres types de cosses à sertir plus spécialisées, utilisées pour des applications spécifiques.

 

Connecteurs vidéo 

Les connecteurs vidéo prennent plusieurs formes et offrent différentes interfaces trop nombreuses pour les présenter toutes. Le simple connecteur d'antenne était initialement utilisé dans de nombreuses applications vidéo. Le connecteur Bayonet Neill Concelman déjà mentionné est également utilisé pour la vidéo, au lieu d'un connecteur RCA. Le câble SCART 21 broches était également utilisé dans les premiers jeux vidéo et les appareils électroniques.

Pour les écrans informatiques, le connecteur VGA était souvent utilisé, mais il a maintenant été remplacé par une technologie plus moderne. Le plus courant aujourd'hui est peut-être le câble HDMI, utilisé pour connecter les écrans aux ordinateurs et les téléviseurs aux périphériques.

HDMI® est l'acronyme de High Definition Multimedia Interface. Ces câbles transportent les informations vidéo complètes, les signaux de contrôle et l'audio numérique. Le connecteur HDMI type A comporte 19 broches et est facilement branché dans l'appareil récepteur. Ce connecteur est très apprécié dans les systèmes de home cinéma.

Les câbles HDMI sont également disponibles en version micro et mini :

HDMI Micro : connecteur de type D qui mesure seulement 6,4 par 2,8 mm. Il s'agit du plus petit connecteur HDMI actuellement disponible, qui contient les mêmes 19 broches que les modèles plus grands. Avec un adaptateur, on peut utiliser le Micro avec la version standard du câble.

HDMI Mini : mesure 10,42 par 2,42 mm ; c'est un connecteur de Type C. Là aussi, il utilise la même configuration de broches que son grand frère. Le HDMI Mini a été conçu spécifiquement pour être utilisé avec les appareils portables. On peut aussi l'utiliser avec un câble HDMI avec un adaptateur.

 

Connecteurs pour câbles électriques

Les connecteurs pour câbles électriques vont des petits connecteurs à boîtier plastique et vis cuivre jusqu'aux cosses à sertir légères mentionnées plus haut, en passant par les connecteurs industriels et bien d'autres encore. Il existe une énorme variété de connecteurs pour câbles électriques pour différentes utilisations ; ils sont bien trop nombreux pour les présenter tous ici.