Cosses PCB, une bonne alternative au bornier pour la puissance ?
Par Cédric Bérenger | 09 décembre 2020
Languettes imprimés dans le circuit pour la connexion de cosses électriques femelles standard AWG 16-14.
Trouver le bon connecteur puissance et l'intégrer au design d'un circuit est une tâche longue et fastidieuse. Le catalogue est immense et, pour chaque connecteur possible, il faut récupérer à travers les différentes documentations les informations suivantes: le courant maximal, la résistance de contact, la référence du connecteur mâle, la référence du connecteur femelle, la référence de l'insert métallique à sertir sur le câble puissance, et finalement les dimensions des pattes et pads du connecteur à souder sur le PCB. Une fois le choix du connecteur arrêté, il faut trouver le symbole pour le routage du PCB, ou à défaut le créer à partir des dimensions spécifiés. Enfin, il faut résoudre la problématique de l'assemblage et de l'approvisionnement de chacune des 3 références.
Pour aller plus vite et gérer une unique référence, les bornier à vis ou à levier type WAGO sont une option. Cependant le choix doit toujours s'effectuer judicieusement, car certains de ces borniers s’avèrent peu pratique à l'usage : parfois le câble est difficile à visser en place, ou encore le levier utilisé nécessite de forcer avec un tourne vis pour ouvrir ou fermer le contact. Enfin, les connecteurs sont une part non négligeable du coût de BOM.
Dans ce court article, nous allons discuter d'une alternative simple et gratuite, les languettes pour cosses dans le PCB.
Des languettes de contact à même le PCB
Le concept est simple, il consiste à reproduire la forme de la languette des cosses électriques mâles pour enficher une cosse femelle directement sur le PCB. Les dimensions des languettes mâles sont standard, 6.3mm de large par 0.8mm d'épaisseur. Il y a un trou au milieu qui correspond à une indentation dans la cosse femelle.
C'est un concept que j'ai vu utilisé avec d'autres types de cosses dans l’indicateur LED d'un chargeur de batterie de voiture. Ici, nous allons utiliser des cosses standards trouvables dans n'importe quel magasin de bricolage.
Cosses standards achetés en magasin de bricolage.
Cosses PCB utilisés pour la connexion de l'indicateur de charge dans un chargeur de batterie de voiture. Les cosses sont enfichés à 90° et agrippent le PCB sur le côté.
Dimensions et schéma circuit
Le schéma du PCB est disponible sur EasyEDA.
Pour fonctionner avec des cosses standards, il faut que l'épaisseur du PCB soit de 0.8mm.
Est-ce que cela fonctionne ? Peut-on passer de la puissance ?
Nous avons utilisé ces cosses PCB pour l'alimentation de cartes LEDs. Cela fonctionne étonnamment bien: il faut légèrement forcer pour insérer la cosse femelle, la prise est solide et il n'y a pas de jeu. La connexion peut soutenir une masse de plus d'1Kg sans se débrancher. Concernant le courant que cela peut passer, nous avons effectué un stress test en passant plus de 20A dans une paire de cosses pour alimenter à pleine puissance 500 LEDs RGB pendant quelques minutes. Durant le test, nous n'avons pas constaté d'élévation inquiétante de la température au niveau des cosses, ni de chute de tension importante.
Verdict
Les cosses PCB sont un bon moyen d'avoir gratuitement un connecteur puissance simple et robuste sur une carte électronique. Un tel connecteur s'avère pratique pour le prototypage rapide, car les services d'assemblage SMT comme ceux de JLCPCB ne proposent pas de connecteurs. Pour être complet, j'ajoute qu'il existe des languettes métalliques à souder en traversant .
L'alimentation pèse 1Kg et est tenue uniquement par la cosse.