Cavi - White paper
Specifiche tecniche e
caratteristiche
Marzo 2010
Gerhard Soenser
Leica Geosystems AG
Heerbrugg, Svizzera
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Specifiche tecniche e
caratteristiche dei cavi Leica
Geosystems
Gerhard Soenser
Sintesi
Il presente documento presenta una descrizione delle
caratteristiche dei cavi di cui l'operatore deve tener
conto per garantire la massima qualità e le migliori
prestazioni del sistema.
LEMO® è un'azienda leader di mercato nella
progettazione e produzione di soluzioni per i
collegamenti a innesto di precisione. Questi
connettori push-pull ad alta qualità trovano impiego
in molti settori applicativi che richiedono requisiti di
qualità estremamente elevati.
I connettori LEMO® vengono impiegati in orbita, a
36.000 km di altezza, a una profondità di 600 m
sotto il livello del mare e con temperature da +500°C
a -200°. I campi di applicazione più vasti sono il test
e la metrologia, la bioingegneria, la radio/televisione
e le comunicazioni
Descrive inoltre i materiali utilizzati per realizzare i
cavi, i criteri in base ai quali sono stati selezionati e le
disposizioni e le linee guida che un cavo deve
soddisfare per poter essere omologato come
prodotto Leica Geosystems.
Introduzione
I cavi, in particolare quelli per il trasferimento dei dati,
sono un componente importante e tuttavia spesso
trascurato dei sistemi di misura complessi.
Durante la fase di sviluppo di un prodotto la
selezione del cavo, del rivestimento e del connettore
più adatti è determinante per ottenere le prestazioni
richieste.
La gamma dei cavi Leica Geosystems prevede tre tipi
di base.

Cavi di trasferimento dati

Cavi di alimentazione

Cavi per antenna per alta frequenza
I cavi di trasferimento dati possono essere di tipo
seriale (RS232) o USB e sono ulteriormente
classificabili come cavi a velocità bassa, massima e
alta in funzione della velocità di trasferimento dei
dati.
Quasi tutti i cavi sono disponibili nella versione a Y.
Anatomia di un cavo
Rivestimento esterno dei cavi
Il secondo componente importante di un cavo è
costituito dal rivestimento esterno. L'isolamento ha
ovviamente lo scopo di proteggere il cavo e
l'utilizzatore dalle scariche elettriche e dai
cortocircuiti, e queste sono funzioni note a tutti.
Sono pochi però quelli che sanno che tutti i cavi Leica
sono stati progettati e testati per poter funzionare
anche nelle condizioni meno favorevoli. Leica testa
tutti i cavi a intervalli regolari per garantire che siano
in
grado
di
resistere
a
temperature
di
immagazzinaggio comprese tra -40°C e +70°C. I cavi
devono essere in grado di funzionare con
temperature di esercizio da -40°C a +65°C.
Trecce di cavi
Il fattore principale nella progettazione di un cavo è la
scelta del tipo e del materiale adatti.
Un cavo per la trasmissione dei segnali può essere
costituito da cinque-otto conduttori in funzione della
destinazione d'uso. Ogni conduttore è costituito da
un massimo di 44 trecce di fili di rame che possono
essere disposte in diversi modi. I conduttori dei cavi
di segnale sono spesso avvolti in uno schermo, a
coppie e/o in un unico fascio.
Connettori ad innesto
Tutti i cavi di trasferimento dati e di alimentazione
Leica destinati all'uso in ambiente esterno sono
dotati di connettori LEMO®.
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Specifiche ambientali e campi
di utilizzo
Figura 1 – Sezione di un cavo compresso in un connettore
Velocità di trasferimento dei
dati
Un aspetto importante di un cavo è la velocità di
trasferimento dei dati che dipende dalla qualità e
dalla struttura del cavo.
I cavi sono progettati in modo da raggiungere le
velocità di trasferimento dati richieste dalla
destinazione d'uso e dal campo di applicazione ed
evitando che l'utente perda tempo a causa della
lentezza della trasmissione.
Figura 2 – Tabella con le diverse velocità dei collegamenti
USB
I cavi vengono sottoposti a test speciali sia durante la
fase di progettazione che in seguito, a intervalli
regolari, al fine di garantire che soddisfino gli elevati
requisiti richiesti. Vengono ad esempio testati per
verificare se la protezione antipiega e la flessibilità
vengono mantenute in presenza di temperature
molto basse e che non si verifichino fratture o
infragilimento. Tutti i cavi Leica vengono sottoposti a
prove per verificare che siano protetti dagli spruzzi
d'acqua, dall'umidità elevata e dalla condensa. I
materiali devono essere in grado di resistere ai raggi
UV per molti anni e sopportare gli sbalzi estremi di
temperatura, sostenere le vibrazioni, superare i test
di caduta e essere resistenti al fango, alla sabbia e ai
detergenti. Le pressioni barometriche elevate, ad es.
a una profondità di -1000 m o un'altitudine di 8500
m, non hanno alcuna conseguenza sugli accessori
Leica originali.
Disposizioni e linee guida
Realizzando cavi che soddisfano tutte le disposizioni
vigenti e raccomandate, Leica Geosystems mira a
diventare un modello di riferimento e un esempio per
il futuro.
Per la progettazione dei cavi, Leica Geosystems si
basa attualmente sulle seguenti regole, disposizioni e
direttive.
PAH – idrocarburi policiclici
aromatici
Solo poche persone sanno che nel 2008 il
Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) (l'ente
tedesco per la valutazione dei rischi) ha pubblicato un
nuovo documento guida che limita la percentuale di
idrocarburi policiclici aromatici che può essere
contenuta nei prodotti. Molti componenti PAH
utilizzati nella plastica del rivestimento esterno dei
cavi sono cancerogeni.
È stato provato che alcuni composti PAH sono
cancerogeni per gli esseri umani (ad es. causano il
cancro ai polmoni, alla laringe, alla pelle, allo
stomaco, all'intestino e alla vescica) e sono causa di
malformazioni nel feto e una ridotta fertilità.
Figura 3 - La figura illustra un tipico diagramma ad occhio
utilizzato per verificare se è stata raggiunta la velocità di
trasferimento dati desiderata.
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Questi
composti
possono
essere
assorbiti
dall'epidermide per contatto, ad es. attraverso le
mani.
Il documento guida stabilisce la quantità massima di
PAH che può essere assorbita dalla pelle in un dato
periodo di tempo.
La maggior parte dei cavi Leica Geosystems sono stati
controllati e soddisfano le prescrizioni del documento
guida.
Parametro
Categoria1
Categoria2
Categoria3
Materiale che può
essere inserito in
bocca o utilizzato per
i giochi dei bambini di
età inferiore ai
36 mesi e che può
entrare in contatto
con la pelle
Materiale che non
rientra nella
categoria 1 e può
essere tenuto a
contatto con la
pelle per più di
30 secondi
Materiale che non
rientra nelle
categorie 1 e 2 e
può essere tenuto
a contatto con la
pelle fino a
30 secondi
Benzopirene
mg/kg
Non rilevabile (<0,2)
1
20
Sum 16 PAH
(EPA) mg/kg
Non rilevabile (<0,2)
10
200
Figura 4 – Concentrazione massima di PAH consentita per i
materiali delle maniglie e delle superici di contatto.
RoHS
La direttiva WEEE (Rifiuti di apparecchiature elettriche
ed elettroniche) è la direttiva dell'UE 2002/96/EC che
mira a ridurre la crescente quantità di rifiuti derivanti
dalle apparecchiature elettroniche ed elettrotecniche.
L'obiettivo è quello di evitare, ridurre e smaltire nel
rispetto dell'ambiente la quantità crescente di rifiuti
elettronici ampliando le responsabilità dei produttori .
La direttiva UE è entrata in vigore nel gennaio del
2003. Gli stati membri hanno avuto tempo fino al 13
agosto per recepirla nella legislazione nazionale e
istituire un sistema di smaltimento dei rifiuti
elettronici ed elettrotecnici. Dal dicembre 2006 è
obbligatorio riciclare almeno 4 kg di rifiuti elettronici
per persona all'anno. L'Electrical and Electronic
Equipment Act (ElectroG) è entrato in vigore in
Germania il 16 marzo 2005 e ha recepito nel diritto
tedesco le direttive WEEE e RoHS (Restrizione all'uso
di sostanze pericolose nei prodotti elettrici ed
elettronici).
EMC
La Direttiva dell'Unione Europea 2002/95/EC sulla
limitazione dell'uso di determinate sostanze
pericolose nelle apparecchiature elettriche ed
elettroniche regolamenta l'utilizzo delle sostanze
pericolose negli apparecchi e nei componenti.
Alla luce della massiccia diffusione dei beni elettronici
usa e getta, la direttiva si pone l'obiettivo di
eliiminare dai prodotti le sostanze più problematiche,
tra cui i ritardanti di fiamma tossici utilizzati per la
produzione dei cavi. La direttiva cerca inoltre di
aumentare l'uso di prodotti sostitutivi appropriati e
delle saldature senza piombo.
Le sostanze tossiche attualmente impiegate
nell'elettronica sono classificate come altamente
pericolose per l'ambiente. A volte fuoriescono dalle
discariche penetrando nel terreno. Poiché non si
decompongono velocemente, possono entrare nei
cicli naturali dell'ambiente. Le regole stabilite dalla
RoHS hanno lo scopo di vietare l'uso di queste
sostanze nei prodotti, in particolare delle seguenti:






WEEE
Piombo
Mercurio
Cadmio
Cromo esavalente
Difenile polibromurato (PBB)
Eteri difenilici polibromurati (PBDE)
Tutti i cavi Leica Geosystems sono conformi a questo
standard.
La conformità con le disposizioni è controllata sulla
scena internazionale dalle norme e dalle direttive
sulla compatibilità elettromagnetica. Anche la
legislazione nazionale richiede che i sistemi Leica
siano in grado di funzionare perfettamente negli
ambiente in cui sono presenti interferenze senza
causare disturbi alle altre apparecchiature e sistemi. A
questo proposito i cavi svolgono un ruolo
fondamentale.
Per i membri dell'Unione Europea, la direttiva
2004/108/EC sulla compatibilità elettromagnetica
definisce i limiti per le interferenze elettromagnetiche
trasmesse e per la resistenza a tali interferenze.
Riepilogo
I cavi, in particolare quelli per il trasferimento dei dati,
sono un accessorio importante per garantire
un'installazione adeguata dello strumento. Chiunque
non sia esperto di cavi non penserebbe mai che un
cavo debba soddisfare così tanti requisiti e specifiche
prima di poter essere definito un "cavo omologato
Leica". Per assicurare uno specifico standard minimo
e garantire le migliori prestazioni nelle condizioni
meno favorevoli è tuttavia necessario che tutti questi
criteri siano soddisfatti.
Solitamente si attribuisce una grande importanza allo
strumento topografico ma si trascura l'influenza degli
accessori sulla precisione del sistema.
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Tutti i cavi e gli accessori Leica Geosystems si basano
su questi importanti fattori.
I cavi sono realizzati in condizioni tecnicamente
rigorose e applicando un severo meccanismo di
controllo della produzione e della qualità.
Cavi Leica Geosystems della migliore qualità.
Gli accessori Leica Geosystems, realizzati in base a
questi elevati requisiti, stanno diventando un modello
di riferimento e aprendo la strada a nuovi sviluppi nel
mercato dei prodotti topografici.
Leica Geosystems opera in conformità alle specifiche
e ai documenti guida per garantire ai propri clienti gli
standard più elevati, anche se lo sviluppo, il test e le
disposizioni rimangono in gran parte invisibili al
cliente finale.
Figura 5 – Il processo di produzione degli originali Leica
Geosystems rispetto alle imitazioni
Gli originali Leica a confronto
con le imitazioni
Nei paragrafi precedenti sono stati descritti i fattori
che è necessario considerare per fare in modo che i
cavi progettati soddisfino tutti i requisiti Leica.
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Le imitazioni dei cavi Leica si ritrovano raramente sul
mercato e sono generalmente costituite dai cavi USB
per lo scaricamento dei dati.
Se si utilizzano questi cavi contraffatti non si può
essere certi che lo strumento o il PC collegato tramite
la porta USB non subisca dei danni.
Nei periodi in cui il prezzo del rame era molto alto è
stato usato l'alluminio, molto più economico, per le
trecce di fili. Nonostante il cliente non noti nulla
dall'esterno, l'uso di questo materiale può ridurre
notevolmente le prestazioni e causare errori di
trasmissione durante il trasferimento dei dati.
Raccomandazioni
L'obiettivo di questo documento è di fornire
all'operatore e all'utente un breve escursus sui
documenti guida e i requisiti in base ai quali i cavi
Leica vengono progettati, sviluppati, prodotti e
testati.
Un cliente non guarderà mai da vicino un cavo, né lo
analizzerà o smonterà finché non presenta problemi
e continua a funzionare in modo soddisfacente.
Leica garantisce che l'accessorio appartenente a uno
strumento Leica risponda perfettamente ai requisiti di
quello strumento, che si tratti di un TPS o un GPS.
I vantaggi di utilizzare gli accessori Leica Geosystems
sono una lunga durata, la maggior precisione e la
massima affidabilità. Gli accessori Leica Geosystems
sono progettati per essere perfettamente compatibili
con gli strumenti Leica Geosystems e garantire
prestazioni eccellenti e la migliore qualità di misura.
La catena dell'intero processo di rilievo topografico è
resistente solo quanto il suo anello più debole.
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Che si voglia controllare un ponte o un vulcano, eseguire rilievi su un
grattacielo o una galleria, tracciare un cantiere o effettuare misure di
controllo, è sempre fondamentale poter contare su strumenti
affidabili. Gli accessori originali Leica Geosystems consentono di
eseguire anche le operazioni più complesse. Grazie a loro gli strumenti
Leica Geosystems soddisfano sempre le specifiche previste
assicurandovi il massimo livello di precisione, qualità e lunga durata.
Potrete sempre contare su misure precise e affidabili e ottenere il
massimo dai vostri strumenti Leica Geosystems.
When it has to be right.
Le illustrazioni, le descrizioni e i dati tecnici non sono vincolanti e possono subire modifiche.
Stampato in Svizzera–Copyright Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Svizzera, 2010.
Leica Geosystems AG
Heerbrugg, Svizzera
www.leica-geosystems.com