Jumper Kabel Archives - Nerd Corner https://nerd-corner.com/de/tag/jumper-kabel/ Craft your dreams! Wed, 08 Feb 2023 16:12:35 +0000 de hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.8.2 https://nerd-corner.com/wp-content/uploads/2019/10/cropped-LogoNerdCorner-2-32x32.png Jumper Kabel Archives - Nerd Corner https://nerd-corner.com/de/tag/jumper-kabel/ 32 32 3D gedruckte Dupont Steckverbindung für Jumper Kabel https://nerd-corner.com/de/3d-gedruckte-dupont-steckverbindung-fuer-jumper-kabel/ https://nerd-corner.com/de/3d-gedruckte-dupont-steckverbindung-fuer-jumper-kabel/#comments Sat, 28 May 2022 09:56:11 +0000 https://nerd-corner.com/?p=1214 Viele DIY Projekte werden von Chaos an der Werkbank begleitet. Schraubenzieher, Lötkolben, Jumper Kabel, alles liegt kreuz und quer. Aufgeräumt wird meistens erst am Ende …

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]]> Viele DIY Projekte werden von Chaos an der Werkbank begleitet. Schraubenzieher, Lötkolben, Jumper Kabel, alles liegt kreuz und quer. Aufgeräumt wird meistens erst am Ende des Tages oder wenn das Projekt fertig ist. Mich hat diese Unordnung genervt, vorallem die Jumper Kabeln wollte ich nicht überall verteilt haben. Nachdem ich den Verbinder als Löthilfe für Jumperkabel und LED Streifen entworfen habe, kam mir eine Idee mit der ich sowohl das Chaos in den Griff bekam, als auch die Stabilität der Jumper Kabel PINs  erhöhen konnte. Die Idee war eine Dupont Steckverbindung zu nutzen.

Das nachfolgende Bild zeigt eine solche Verbindung. Ich bin absolut begeistert davon wie praktisch diese Verbindungen im Alltag sind. Beispielsweise lassen sich mehrere LED Streifen über eine 4 PIN Dupont Steckverbindung mit einem Controller ohne zusätzliches Werkzeug zusammenschalten!

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Dupont Steckverbindung

Liste der Komponenten

Dupont Steckverbindung

CAD Design für Dupont Steckverbindung

Wie bei jedem CAD Design, sollte man auch bei der Dupont Steckverbindung nicht einfach planlos loslegen, sondern zunächst ein paar Fragen klären.
  • Welche Fertigungstoleranz haben die schwarzen Gehäuse der Jumper-Kabel?
  • Welche Längen existieren für die schwarzen Gehäuse?
  • Gibt es unterschiedliche Kabeldurchmesser?
  • Wie groß muss die Nase am Deckel sein?
  • Welches Material soll verwendet werden?
Die Messungen (mit einem Digital Messschieber) von unterschiedlichen Herstellern der Jumper Kabel ergaben, dass kaum Abweichungen bestanden. Die größte Abweichung war die Länge von 12 mm bis 14mm. Da die meisten eine Länge von 14 mm besitzen wurde das Maß auch für mein CAD Design genutzt.
Das Ziel war es einen Schnellverbinder zu konstruieren, d.h. Kabel reinlegen Deckel draufdrücken und fertig. Damit wollte ich Schrauben, Kabelbinder, Schlauchschellen, Verkleben oder löten vermeiden.

Material und Dimensionierung

Um das zu erreichen habe ich mich für Haltenasen bzw. Krallen entschieden. Dafür muss man auf die Dimensionierung und die Wahl des Materials achten. Das vermutlich beste Material wäre Nylon. Leider stehen mir nicht die Möglichkeiten zur Verfügung mit Nylon zu drucken. Hierfür wäre ein geschlossener Bauraum nötig gewesen. Das gleiche gilt für ABS die zweitbeste Lösung. Übrig bleibt daher nur PET oder PLA. Ich hatte noch einen größeren Vorrat an farbfreien PLA, daher habe ich mich für PLA entschieden. Hinweis an dieser Stelle: Der Farbzusatz im Filament beeinflusst die Druckeigschaften und das nicht unerheblich! Für Funktionsdrucke wähle ich deswegen immer farbfreies PLA.

Um 4 Jumper Kabel ins Gehäuse bringen zu können, habe ich ein Innenmaß von 10,6 mm gewählt. Für die Seitenwände wählte ich eine Dicke von 1,7 mm und für den Boden eine Stärke von 1,46 mm. Für die Außen-Abmessungen ergaben sich 4 mm x 14 mm x 25 mm.

Konstruktion des Deckels

Für den Deckel sind die  Maße identisch zum Gehäuse, aber mit einem Zusatz für die herausstehenden Laschen mit den Nasen. Die Dimensionen der Laschen sind auf Grundlage meiner bisherigen Erfahrungen entstanden. Ich habe mich für ein zweites Laschen Pärchen entschieden, weil die Haltekraft dadurch erhöht wird und die Kraft sich besser verteilt. Außerdem, falls eine Lasche brechen sollte, würde der Deckel trotzdem sicher am Gehäuse halten.

Dupont Steckerverbindung Deckel

Wichtig ist die Form der Nase am Ende der Lasche (Detail A), da der 3D-Drucker dies nicht exakt so druckt wie am CAD konstruiert.

Dupont Steckerverbinder Deckel

Wie im Detail B zu sehen wurde an die Innenseite des Deckels eine Erhöhung konstruiert. Diese Erhöhung hilft die Kabel etwas nach unten zu pressen, wenn der Deckel auf das Gehäuse gedrückt wird. Die Kabel sind im Gehäuse fixiert und ziehen dabei das Kabelgehäuse zu dem Anschlag (Detail D). Durch die zusätzliche Spannung wird das Kabelgehäuse exakter fixiert. Dies funktioniert, weil die Pressung hinter der Fixierung im Gehäuse stattfindet und die Kabel etwas Abstand zum Gehäuseboden haben. Die Höhe des Druckbalkens (Detail B) darf allerdings nicht zu groß sein, da sonst die Nasen der Laschen nicht an dem Gehäuseboden einklicken können.
Dupont Stecker innenansicht

Die Abrundungen am Kabelsitz (Detail C) dienen der leichten Einführung der Kabel. Die Durchbrüche oder auch Fenster genannt waren ursprünglich für die Gegenseite eines Steckers als Haltepunkt gedacht. Dies habe ich aber verworfen, da das Haltemoment mehr als ausreichend ist. Die rechteckigen Durchbrüche helfen nun bei der Orientierung beim Zusammenbau.

Zusammenbau

Der Zusammenbau ist flott und kinderleicht. Das erste Dupont-Kabel legt man von vorne an eine der beiden Seitenwände und schiebt das Kabelgehäuse bis zum Anschlag (Detail D). Danach hält man das Gehäuse fest und zieht am Kabel um mögliches Spiel zwischen Crimp-Verbindung und Kabelgehäuse zu eliminieren. Das Kabel drückt man nun in die Kabelführung am Stecker Gehäuse. Analog die Vorgensweise mit Kabel Nummer 2, 3 und 4. Anschließend wird der Deckel auf das Gehäuse gedrückt bis es klickt.

Dupont Stecker zusammengebaut

Anwendungen

Ursprünglich hatte ich dieses Stecker Design für ein Projekt mit vielen 4PIN RGB-Streifen konstruiert. Nach kurzer Zeit merkte ich wie praktisch die Konstruktion war. Ich kann es für den Arduino, Sensoren, LED Streifen, Raspberry Pi und vieles mehr verwenden und das ohne Löten oder anders Werkzeug zu benutzen. Natürlich weiß ich, dass man z.B am Arduino zwischen den Steckern immer 2 PINs Abstand lassen muss, aber im Alltag stört das eigentlich nicht.

dupont connection jumper cable examples

Vorteile der Dupont Steckverbindung:

  • Schnelle Montage
  • Universeller Einsatz
  • Enorme Haltekraft
  • Leicht zu drucken

Nachteile der Dupont Steckverbindung:

  • Größerer Platzbedarf

Dateien zum Herunterladen

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]]> Bei einem Projekt habe ich viel Zeit in die Vorbereitung von Kabel investiert (zuschneiden, abisolieren, verdrillen und die Litzen mit Lot beträufeln). Für Prototypen benutze ich dagegen meist Jumper Kabel. Dabei habe ich mir schon öfters gedacht, dass es unglaublich praktisch wäre Jumper Kabel auch im Endprodukt zu verwenden.

Daher habe ich einen Schnellverbinder im CAD designt mit dem Jumper Kabel sehr einfach verlötet werden können. Der Verbinder dient als ideale Löthilfe. Natürlich muss auch der Litzen Querschnitt für die benötigte Amperezahl ausreichen! Auf dem Markt gibt es hauptsächlich minderwertige Schnellverbinder. Meine STL Datei ist dagegen günstig und funktioniert einwandfrei.

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custom designed connector soldering aid

Liste der Komponenten

Anwendung im Projekt

Für ein größeres Projekt brauchte ich 16 RGB Streifen mit je 21 LEDs. Die Streifen wurden nachher in eine 3D gedruckte Fassung geschoben. Der LED-Streifen wurde direkt an der vormarkierten Stelle mit einer handelsüblichen Schere getrennt (meistens sind die RGB-Streifen nach jeder dritten LED teilbar).

Löthilfe connector

Bei den Jumper-Kabeln habe ich eine Seite männlich und die andere weiblich gewählt. Die Seite mit den PINs (männlich) wurden an den RGB-Streifen gelötet und die Buchse (weiblich) als Stecker benutzt. Es ist entscheidend Jumper-Kabel mit quadratischem Gehäuse (Standardabmessung: 2,54 mm). Die Länge des Plastikgehäuses spielt keine Rolle. Je nach Marke sind die Plastikgehäuse 12 mm oder 14 mm lang.

Ablauf

Da keine Vorarbeit an den Kabeln notwendig ist kann direkt mit dem Löten begonnen werden. Ich bevorzuge zuerst am RGB-Streifen an den Lötstellen (Kupferschicht) Lot aufzubringen.  Danach löte ich die PINs an die Lötstellen ohne zusätzliches Lot. Die PINs sollten nicht zu tief Richtung LED verlötet werden und die Ausrichtung muss passen.

Anschließend kommt der Verbinder ins Spiel. Dieser Verbinder ist an der RGB Seite und nach oben offen. Der RGB-Streifen wird in den Verbinder eingelegt, sodass die Lötstellen sich im Verbinder befinden. Im Anschluss werden die vier Kabel in die Schlitze gedrückt und die Lötstellen evtl. mit Heißkleber versiegelt. Ich empfehle zur Sicherheit noch einen 12er Schrumpfschlauch anzubringen. Dadurch erhält man eine superstarke Verbindung!

led connector löthilfe

Arbeitsschritte in Bildern

work steps for the connector (Löthilfe)

Vorteile:

  • Keine Kabelvorbereitung
  • Starke Verbindung
  • Einfacher 3D Druck

Nachteile:

  • Benötigt mehr Platz
  • STL Datei nur für RGB Streifen mit 10 mm Breite

CAD design soldering aid connector

 

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