Conexión insensible a la flexión o cable muy flexible / delgado

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Quiero adjuntar varios registradores de datos de acelerómetro a diferentes partes del cuerpo humano (es decir, el mío no será un producto comercial). Las unidades individuales guardan sus datos en la tarjeta SD, por lo que son en su mayoría autónomos. Sin embargo, quiero conectarlos para centralizar la fuente de alimentación (un banco de energía portátil comercial montado en mi cinturón) y, probablemente, poder sincronizarlos regularmente si los relojes individuales se desvían demasiado. Así que lo más probable es que sea 2 o 3, pero nunca más de 4 cables.

Como las extremidades se mueven mucho (como cuando estoy corriendo) los cables también se doblarán mucho. Por lo tanto, si los cables tienen una rigidez a la flexión de casi todos los minutos, ejercerán fuerzas adicionales sobre los acelerómetros, que distorsionan las mediciones. También estoy preocupado porque si termino haciendo el experimento muy a menudo, los cables se romperán en poco tiempo. Finalmente, me preocupa que el cableado sea muy incómodo y engorroso de usar si los cables están rígidos (por ejemplo, unir 2-3 cables rígidos a una sola pierna no suena muy divertido).

Entonces, ¿existen aplicaciones comunes que requieran cables de múltiples hilos con un diámetro muy pequeño (con muy pequeño me refiero a menos de 2 mm para un cable de 3 o 4 cables) o un alto cumplimiento mecánico, que podría abusar de mi ¿propósito? ¿Hay alguna otra forma bien establecida de hacer conexiones de cable a dispositivos electrónicos que deban ser insensibles a las flexiones frecuentes (probablemente suene raro, pero: contactos de limpiaparabrisas o algo así?)

Notas al margen:

Hay varias razones por las que no quiero alimentar las unidades individualmente: 1) Las baterías de LiPo son pequeñas, pero representan un riesgo inherente para la seguridad cuando se montan en el cuerpo humano (multiplicado por el número de baterías por el tiempo de medición); No quiero actuar como hombre ardiente ... 2) las unidades individuales deben ser lo más livianas posible para que su propia inercia no estropee las medidas (no puedo clavar las unidades a los huesos ...) 3) con las baterías LiPo de tamaño pequeño, el tiempo de funcionamiento es bastante limitado.

La capacitancia de los cables no juega un papel dominante porque la sincronización (poco frecuente) en el rango de milisegundos es totalmente suficiente. Además, la resistencia de los cables no es tan importante porque los registradores de datos solo consumen muy poca corriente.

Mi diseño de los registradores de datos ya está terminado (y los primeros tableros de prototipos grabados), por lo que dudaría en cambiarlo. Sin embargo, si aparecen sugerencias alternativas con ventajas extraordinarias, podría cambiar de opinión en cuanto a cambiar el diseño.

    
pregunta oliver

4 respuestas

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El cable del micrófono Lavelier suena como lo que usted quiere, es el cable que normalmente se usa entre la cabeza y el paquete del transmisor en los sistemas de radio de uso corporal que se usan en las presentaciones en vivo.

Por lo general, tiene dos núcleos más una pantalla general, es muy flexible y bastante robusto, pero puede ser un poco difícil de terminar.

Aquí enlace es una variedad de 2.5 mm od, probablemente pueda encontrar variantes más pequeñas.

Y aquí enlace es una variante de 2.16mm.

    
respondido por el Dan Mills
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Es poco probable que encuentre una solución lista para usar. Hacen cables flex kapton en multiconductores, que están disponibles en el estante (en digikey), requieren conectores en cada extremo y pueden no ser adecuados para la tensión colocada en el extremo del cable.

You can actually integrate the sensors on a flex cable, or there are even processes that integrate PCB's and flex cables.

Este es un ejemplo de integración de un dispositivo SMT en un cable flexible plano

Fuente: enlace

Otra opción es tirar el conector por completo y pasar directamente de la PCB al cable (y tal vez a la PCB)

Fuente: enlace

Debe preocuparse por alivio de tensión y doblar el radio independientemente de lo que haces. Los cables flexibles suelen tener un radio de curvatura de 1/2 "y, si se supera esto, el cable se romperá. Puede encontrar información con el fabricante del cable, pero aquí hay algunas lecturas interesantes:


guía de diseño EPEC flex

    
respondido por el laptop2d
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Sea cual sea el cable que elija para obtener flexibilidad, resistencia y diámetro, considere por qué se rompen tantos cables de auriculares y por qué los conectores USB y algunos conectores de 3.5 mm son más robustos que otros.

Mis observaciones y orientación indican que las conexiones más débiles requieren un sustrato rígido, un manguito o un cable de tensión que sea de 5 a 10 veces más fuerte que la conexión más débil, de modo que el radio de curvatura sea de 5 a 10 veces el diámetro del cable con un alivio de tensión de gradiente . Esto se puede hacer con molduras o tubos de plástico o de poliuretano (PL400) o, como en los cables coaxiales y de rejilla CATV, un cable guía o funda de mayor peso.

La funda ideal para flexibilidad radial y rigidez axial es un tejido trenzado de plástico sobre los cables trenzados elásticos débiles con una terminación perfecta. Entonces, las hebras pueden ser no solo AWG40 sino AWG 56. Esto puede producir la mejor relación de tensión / deformación en la masa y el diámetro más bajos.

  

En la industria, esta solución es un cable plano de policarbonato con un movimiento axial en espiral conocido como cinta de Kapton o cable FPC que tiene estas cualidades, por ejemplo, el FPC se puede mover hacia atrás 1e9 veces sin fallar en la curva axial que se mueve en la dirección de la curva (axial) utilizada para mover Señales R / W de cabeza en las unidades de disco muy rápido. El cable trenzado de la chaqueta de PU también se puede enrutar adecuadamente.

El cable nivelador es una excelente opción en AWG40 = 0.08mm, pero si importa, alguien puede tener aún mejor.

Conclusión —- Tenga en cuenta el enrutamiento de los cables y minimice la tensión en el eje más débil, pero elija el cable con flexibilidad pero con características de alta relación tensión / deformación, lo que significa que puede doblarse pero no estirarse.

P.S.
Tenga en cuenta que en los hospitales, los sensores de EKG sensibles siempre están bien pegados al cuerpo para realizar este alivio de tensión.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Reconsideraría si la rigidez del cable será un problema. ¿Qué tipo de aceleraciones estás tratando de medir? A menos que se trate de vibraciones, o si está tratando de integrar el movimiento en distancias de mm, el acelerómetro se quedará más o menos donde está sujeto a su cuerpo (a menos que lo cose en tela suelta o algo así). Dudo que el cable tenga mucho efecto.

Simplemente compraría algunos cables de extensión USB delgados y los cortaría. Tienen suficientes conductores y están diseñados para ser flexibles. Incluso podría dejar el conector en el extremo del banco de energía y usarlo como una desconexión.

Si quieres ponerte realmente serio, súbete a Digikey. Tienen prácticamente todas las configuraciones de cable que puedas imaginar.

enlace

    
respondido por el Drew

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