부두에 서서 파도를 가르는 해양 선박을 지켜본 적이 있거나 해저 지도를 작성하는 소나 시스템을 들여다본 적이 있다면 아마도 그 기계 내부에서 일어나는 조용한 작업에 대해 궁금해했을 것입니다. 보트, 해저 드론 및 해양 장비의 센서, 카메라 및 제어 시스템을 연결하는 케이블은 단순한 전선이 아닙니다. 모든 구성 요소가 극한 조건을 견뎌야 할 때 데이터, 전원 및 신호를 전달하는 생명선입니다. Hirose 케이블 공급업체로서 저는 항상 다음과 같은 질문을 받습니다. Hirose 케이블을 해양 응용 분야에 사용할 수 있습니까? 짧은 대답은 '그렇다'입니다. 그러나 모든 경우에 적용할 수 있는 것은 아닙니다. 이를 분석하기 위해 Hirose의 산업용 케이블이 해양 사용에 적합한 이유, 해양 환경의 특정 과제, Hirose 케이블 시리즈가 가장 잘 작동하는 점, 구매자가 이러한 부품을 해양 프로젝트에 통합하기 전에 고려해야 할 사항을 안내하고 싶습니다.
먼저 해양 응용 분야가 전자 장치와 케이블에 왜 그렇게 까다로운지 이야기해 보겠습니다. 바다와 관련 환경은 표준 소비자 케이블이나 산업용 케이블과 잘 어울리지 않습니다. 전도성이 높고 시간이 지남에 따라 금속 접점과 절연체가 부식되는 바닷물에 지속적으로 노출됩니다. 온도 변동이 심합니다. 깊이 있는 물이 거의 얼어붙는 곳부터 열대 지방의 햇빛에 노출된 무더운 데크까지 말이죠. 물리적인 스트레스도 있습니다. 선박은 엔진과 파도로 인해 끊임없이 진동하고, 장비가 이동할 때 케이블이 잡아당겨지며, 해저 케이블은 깊은 곳에서 높은 압력을 견뎌야 합니다. 게다가 해양 시스템은 일관되고 안정적인 신호와 전력에 의존합니다. 연결성이 조금만 떨어지더라도 소나 스위프, 수중 검사를 위한 카메라 피드 또는 내비게이션 시스템이 망가질 수 있습니다. 따라서 여기에 사용되는 모든 케이블은 창고나 공장에서 사용되는 케이블보다 훨씬 더 높은 표준을 충족해야 합니다.
고성능 커넥터 및 케이블 분야의 글로벌 리더인 Hirose는 수십 년 동안 산업 및 열악한 환경을 위한 부품을 엔지니어링해 왔으며, HR10A, HR25A 및 관련 라인을 포함한 HR 시리즈는 이러한 해양 관련 과제를 해결하도록 설계되었습니다. 수년 동안 이 케이블을 사용해 본 사람으로서 저는 이 케이블의 제작 품질이 열악한 환경에서도 면밀히 조사해 볼 수 있다는 것을 알고 있습니다. Hirose 케이블을 해양용으로 사용할 수 있게 만드는 주요 기능부터 시작해 보겠습니다. 첫째, 단열재는 부식, 습기 및 UV 손상에 저항하도록 설계되었습니다. 몇 달 동안 햇빛에 노출되면 갈라지거나 부서지기 쉬운 일반 케이블과 달리 Hirose의 해양 등급 변형(예, 적절한 조립을 통해 많은 표준 라인을 해양용으로 조정할 수 있음)은 TPE(열가소성 엘라스토머) 또는 폴리우레탄과 같은 재료를 사용하여 물을 밀어내고 수년간 자외선을 견딜 수 있습니다. 커넥터 자체는 종종 니켈 도금 또는 금도금되어 있어 바닷물이 금속 핀을 부식시키는 것을 방지하고 장기간 습기에 노출되더라도 일관된 전기 연결을 보장합니다.
해양 응용 분야의 또 다른 큰 장점은 Hirose가 스트레스 하에서의 내구성에 초점을 맞추고 있다는 것입니다. 카메라가 데크에서 화물창으로 이동되거나 소나 센서가 하루에 수십 번씩 낮아지고 올라갈 때 해양 케이블이 많이 휘어집니다. Hirose의 케이블 어셈블리는 내굴곡성 테스트를 거쳤습니다. 즉, 내부 와이어를 끊거나 신호를 잃지 않고 반복적인 굽힘과 움직임을 처리할 수 있습니다. 또한 대부분의 모델에는 스트레인 릴리프가 내장되어 있어 케이블이 커넥터에서 빠지는 것을 방지합니다. 이는 케이블이 장비나 도크 가장자리에 걸릴 수 있는 해양 장비의 일반적인 실패 지점입니다. 예를 들어, 미디어 카메라 아날로그 HR10A-10P-6S Hirose 케이블은 많은 해양 검사 카메라 시스템에 사용됩니다. 이 제품은 산업용 카메라용으로 특별히 설계되었으며 소형 ROV(원격 작동 차량) 또는 보트 장착 카메라 리그의 좁은 공간에 꼭 맞는 소형 직각 커넥터를 갖추고 있으며 단열재는 대부분의 해양 작동 환경을 포괄하는 -25°C ~ 85°C의 극한 습기 및 온도에 노출되는 등급입니다. 선박 선체나 파이프라인을 검사하기 위해 아날로그 카메라를 사용하는 수중 드론을 제작하는 경우 이 케이블이 확실한 후보입니다.
그러나 주의 사항을 얼버무리지 말자. Hirose 케이블이 산업용으로 적합하다고 해서 즉시 심해 다이빙에 사용할 수 있다는 의미는 아닙니다. 해양 애플리케이션은 모두 동일하지 않습니다. 표면 장착 내비게이션 시스템의 케이블은 염수 분무와 태양에 노출되고, 해안 소나 부표의 케이블은 대부분의 경우 얕은 물에 잠겨 있으며, 심해 ROV의 케이블은 최대 수천 PSI의 압력으로 수천 피트 아래에 있을 수 있습니다. 그것들은 매우 다른 요구 사항입니다. 그래서 고객이 해양 프로젝트용 Hirose 케이블을 선택하도록 도울 때 항상 케이블이 사용될 위치를 명확히 하는 것부터 시작합니다. 예를 들어, HR10A-7P-6P 6핀 암 전원 Hirose 산업용 CMOS 케이블은 가끔 완전히 잠기는 보트 데크나 얕은 물 ROV의 소형 센서에 전원을 공급하는 데 적합합니다. 6핀 디자인은 해양 검사에서 흔히 사용되는 소형 CMOS 카메라의 전원 및 데이터 전송에 적합하며 커넥터가 제대로 밀봉되어 있는 한 물의 침입을 방지하도록 설계되었습니다.
해양 카메라용 카메라 I/O(입력/출력)를 처리하는 케이블이 필요한 경우 카메라 I/O 케이블 Hirose HR10A-Molex Micro-Fit 3.0 케이블 어셈블리가 또 다른 강력한 옵션입니다. 해양 응용 분야에 사용되는 대부분의 산업용 카메라 모델과 호환되며 모듈식 설계로 기존 시스템 구성 요소와 쉽게 통합할 수 있습니다. 나는 이 케이블이 염수 분무와 거친 바다에서 가끔 튀는 물에 저항하기 때문에 그물을 추적하기 위해 카메라를 장착하는 소형 어선에서 성공적으로 사용되는 것을 보았습니다.
소나 매핑 또는 파이프라인 검사를 위해 시간에 맞춰 촬영하는 카메라에 중요한 트리거 신호의 경우 Hirose HR10A-7R-6PB 트리거 커넥터가 널리 선택됩니다. 트리거 신호는 케이블이 선박의 엔진 와이어나 기타 전원 근처에 연결되어 있는 경우에도 일관되고 간섭이 없어야 합니다. 이 케이블의 Hirose 차폐는 동시에 많은 전기 시스템이 실행되는 해양 환경에서 큰 문제인 전자기 간섭(EMI)을 줄이는 데 도움이 됩니다.
케이블 릴의 보트 측면 위로 내려지는 카메라와 같은 배치 가능한 장비용 나선형 케이블을 사용하는 경우 나선형 케이블 카메라 액세서리가 포함된 HRS 8핀-HR25A-7p-8p 커넥터를 고려해 볼 가치가 있습니다. 나선형 케이블은 엉키지 않고 늘어나거나 줄어들도록 설계되어 자주 배치하고 회수해야 하는 장비에 적합합니다. 이 모델은 꼬임에 강한 유연한 나선형 와이어로 제작되었으며 커넥터는 밀봉되어 카메라가 특정 깊이까지 물에 잠겨도 물이 들어가는 것을 방지합니다.
이제 정말 중요한 부분은 Hirose 케이블이 실험실뿐만 아니라 특정 해양 응용 분야에서 안정적으로 작동하는지 확인하는 방법입니다. 먼저 IP(Ingress Protection) 등급을 항상 확인하세요. IP 등급은 구성 요소가 먼지와 물로부터 얼마나 잘 밀봉되어 있는지를 나타냅니다. 예를 들어, IP67 등급의 케이블은 방진 기능이 있으며 최대 1m 깊이의 물에 30분 동안 담글 수 있습니다. 이는 얕은 물에 잠기거나 물이 튀기 쉬운 지역에 적합합니다. 그러나 수심 1000미터 미만의 심해 ROV용 케이블이 필요한 경우 더 높은 압력 등급의 Hirose 케이블을 찾거나 제조업체와 협력하여 해당 압력을 처리할 수 있도록 에폭시 또는 특수 개스킷으로 케이블 어셈블리를 맞춤 밀봉해야 합니다. 대부분의 표준 Hirose 케이블은 특정 깊이까지 등급이 매겨져 있으므로 기본 모델이 확인 없이 깊은 침수에 작동할 것이라고 가정하지 마십시오.
둘째, 작동 온도 범위를 고려하십시오. 수온이 영하로 떨어지는 북극에 적용할 경우 깨지지 않고 저온을 견딜 수 있는 케이블이 필요합니다. Hirose의 HR 계열 케이블은 추운 날씨에도 유연성을 유지하는 유연한 절연체를 갖추고 있지만 일부 모델은 다른 모델보다 극한의 추위에 더 적합합니다. 데크의 온도가 40°C 이상 올라갈 수 있는 열대 지역에서 작업하는 경우 케이블이 고열 노출 등급인지 확인하여 시간이 지나도 햇빛과 열로 인해 파손되지 않도록 하세요.
셋째, EMI와 전기적 성능을 생각해 보세요. 해양 선박은 엔진, 레이더 시스템, 발전기에서 많은 전기적 소음이 발생합니다. 케이블이 카메라나 수중 음파 탐지기의 민감한 데이터를 전송하는 경우 신호 간섭을 방지하기 위해 차폐해야 합니다. 앞서 언급한 모든 Hirose 케이블에는 차폐 옵션이 있지만 주문 시 이를 지정하고 싶을 것입니다. 비차폐 케이블은 분주한 해양 전기 환경에서 간섭으로 인해 어려움을 겪을 것입니다.
여기서도 실수를 본 적이 있습니다. 몇 년 전, 저는 선체 검사를 위해 소형 해안 ROV를 제작하는 고객과 함께 일했습니다. 그들은 IP 등급을 확인하지 않고 표준 Hirose 카메라 케이블을 주문했고, 물에서 테스트했을 때 10분 후에 커넥터가 침수되었습니다. IP68 등급 방수형 커넥터를 갖춘 모델로 교체했는데, 3년이 지난 지금도 여전히 완벽하게 작동하고 있습니다. 그렇기 때문에 케이블을 애플리케이션의 특정 환경에 맞추는 데 시간을 투자하는 것이 중요합니다.
주목해야 할 또 다른 사항: Hirose의 케이블은 군용 등급이 아닌 산업용 등급이지만 이것이 군용 또는 상업용 해상 사용을 견딜 수 없다는 의미는 아닙니다. 차이점은 군용 부품은 극한 조건에 대해 더 엄격한 테스트를 거치는 경우가 많지만 어선, 해상 풍력 발전소, 해안 감시, 소형 ROV 등 대부분의 상업용 응용 분야에서는 Hirose의 HR 시리즈로 충분하며 맞춤형 군용 부품보다 비용 효율성이 더 높은 경우가 많습니다. 이로 인해 Hirose는 예산 초과 없이 신뢰할 수 있는 부품이 필요한 해양 장비 제조업체에게 인기 있는 선택이 되었습니다.
그렇다면 원래 질문으로 돌아가서 Hirose 케이블을 해양 애플리케이션에 사용할 수 있습니까? 귀하의 특정 해양 환경에 적합한 조립, 밀봉 및 구성과 함께 사용된다면 대답은 '예'입니다. 작업선에 표면 카메라를 장착하든, 파이프라인 검사를 위한 천해 ROV를 구축하든, 해안 부표용 소나 장비를 설치하든, 귀하의 요구 사항을 충족할 수 있는 Hirose 케이블 시리즈가 있습니다. Hirose 케이블 공급업체로서 저는 수십 개의 해양 장비 제작업체가 올바른 케이블을 선택하고, 해양 조건에 맞게 어셈블리를 조정하고, 씰링 불량이나 정격 불일치와 같은 일반적인 함정을 피하도록 도왔습니다.
해양 프로젝트를 진행 중이고 어떤 Hirose 케이블이 귀하의 응용 분야에 적합한지 확신할 수 없거나 환경 요구 사항에 맞게 어셈블리를 맞춤화하는 데 도움이 필요한 경우 제가 도와드리겠습니다. 모든 프로젝트에는 고유한 요구 사항이 있으며 모든 경우에 적용할 수 있는 일률적인 솔루션은 없습니다. 그러나 Hirose의 엔지니어링과 올바른 구성을 통해 해양 사용에 필요한 신뢰성을 얻을 수 있습니다. 소형 ROV를 제작하든, 보트 내비게이션 시스템을 업그레이드하든, 해양 모니터링 장비를 설계하든 관계없이 귀하의 요구 사항에 대해 논의하고 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 솔루션을 찾으십시오.
참고자료
- 히로세 일렉트릭 글로벌. “산업용 커넥터 및 케이블 제품 개요.” 2024년에 접속함.
- IP 등급 표준: IEC 60529. 인클로저가 제공하는 보호 수준. 국제전기기술위원회, 2013.
- 해양 케이블 및 커넥터 내구성: 해양 전기 부품에 대한 NMEA(National Marine Electronics Association) 2021 표준. NMEA, 2021.
- ROV 및 수중 드론 구성 요소 사양: AUVSI(국제 무인 차량 시스템 협회) 해양 부문 2022 지침. AUVSI, 2022.
- 케이블 굴곡 및 내구성 테스트 방법: 절연 전선 및 케이블 굴곡에 대한 ASTM D2671 표준 테스트 방법. ASTM 국제, 2020.
