Lo spinotto che si allarga dentro la presa
Il connettore a banana è un connettore elettrico monopolare: porta un solo conduttore per pezzo, a differenza dei connettori multipolari che ne raccolgono molti in un corpo unico. È composto da una spina cilindrica, in inglese plug, e da una presa cilindrica della stessa misura, chiamata jack o socket.
Quello che lo distingue non è la forma esterna ma il modo in cui fa contatto. L’accoppiamento non è rigido: il perno è più largo del foro e si comprime entrando, così la tenuta meccanica e il contatto elettrico vengono dalla stessa forza elastica. Da qui la caratteristica che ne ha fatto la fortuna sui banchi di misura, cioè che si innesta e si sfila a mano, migliaia di volte, senza attrezzi e senza viti.
La lamella elastica che dà il nome al connettore a banana
Il perno porta una o più lamelle longitudinali che sporgono verso l’esterno. Il rigonfiamento che ne risulta, largo al centro e affusolato alle estremità, ricorda una banana, e da lì viene il nome: non dal colore e non dal materiale. Infilato nella presa, le lamelle si comprimono e premono contro la parete, e la pressione distribuita su tutta la lunghezza dà una superficie di contatto ampia e quindi una resistenza di contatto bassa.
Le realizzazioni sono diverse. Ci sono la lamella singola piegata a molla, il perno a quattro lamelle e la versione con una molla elicoidale avvolta attorno al gambo. L’invenzione risale al 1924 e viene rivendicata su due fronti, con un brevetto tedesco del 1929 da un lato e documenti commerciali statunitensi già del 1928 dall’altro.
Il diametro dei connettori a banana
Il diametro nominale corrente è 4 mm, tanto che nella documentazione tecnica il pezzo viene chiamato per misura invece che per nome. Esistono versioni miniatura da 2 mm e da 2,6 mm. La lunghezza del perno varia fra circa 11 e 25 mm, con 20 mm diffusi in Europa e 15 mm negli Stati Uniti.
Il valore nominale però non basta perché due pezzi si accoppino. Tolleranze, forma della molla e forza di inserzione cambiano da costruttore a costruttore, e non tutti gli spinotti da 4 mm entrano bene in tutte le prese da 4 mm; le versioni miniaturizzate, poi, non sono intercambiabili con quelle standard. Quando la connessione deve essere affidabile, il diametro dichiarato è un punto di partenza e non una certezza.
Versioni schermate e sicurezza elettrica
Lo spinotto nudo ha metallo scoperto, quindi si può toccare mentre è in tensione: sulle tensioni di rete non è ammissibile. Le versioni di sicurezza hanno una guaina isolante che copre il perno, dimensionata perché a innesto completato nessuna parte in tensione resti raggiungibile con un dito o con una sonda di prova normalizzata.
La norma di riferimento per i cavetti e le sonde degli strumenti di misura è la IEC 61010-031, parte della serie sulla sicurezza degli apparecchi elettrici di misura, controllo e uso in laboratorio, dedicata alle sonde tenute e manipolate a mano; la terza edizione è del 2022 e sostituisce quella del 2015. È il documento che lega il connettore alla categoria di misura e alla tensione ammessa. Sui pezzi comuni le portate dichiarate stanno nell’ordine di qualche decina di volt e di una quindicina di ampere, valori pensati per il banco e non per l’impianto.
Il connettore a banana negli elettromedicali
In ambito elettromedicale questo attacco si incontra soprattutto nei cavi paziente per elettrocardiografia, e sta a un capo preciso: quello che entra nell’apparecchio. Ogni derivazione ha il proprio spinotto, che si innesta in una fila di boccole sul frontale dell’elettrocardiografo, e i costruttori chiamano questi cavi a banana per distinguerli da quelli che finiscono in un connettore multipolare unico.
Esistono per lo stesso motivo adattatori che trasformano l’estremità, per esempio da banana a pinza a coccodrillo, quando il cavo deve agganciare un elettrodo di tipo diverso da quello per cui era nato.
La ragione per cui l’attacco monopolare sopravvive anche su apparecchi recenti è di manutenzione. Con un connettore multipolare basta un contatto danneggiato per mettere fuori uso l’intero cavo; con spinotti separati il danno resta su una derivazione sola, e in un ambulatorio dove i cavi vengono tirati, arrotolati e pinzati ogni giorno la differenza pesa. In cambio la connessione richiede più tempo, e ogni spinotto va infilato nella boccola giusta. Il capo rivolto al paziente, invece, segue tutt’altra regola.
Lo spinotto da 1,5 mm che non è un connettore a banana
Il connettore del lato paziente è lo spinotto touch proof da 1,5 mm, normalizzato dal DIN 42802 nel 1989 come connettore protetto contro il contatto per applicazioni elettromedicali. Il perno è completamente incassato in un corpo di plastica, dimensionato perché una sonda di prova standard applicata con una forza definita non riesca a toccare il metallo, e la sua adozione nasce dalle prescrizioni della norma generale sugli apparecchi elettromedicali. È lo standard degli elettrodi per elettroencefalografia, elettromiografia e degli elettrodi di superficie.
I 4 mm e gli 1,5 mm non sono quindi due misure dello stesso pezzo: sono due famiglie con scopi opposti, una pensata per essere maneggevole su un banco e l’altra per non essere toccabile addosso a una persona, e non si accoppiano fra loro. Vanno tenute distinte anche dalla pinza a coccodrillo, che non è uno spinotto ma una morsa a molla, e dal jack audio, che è un connettore concentrico a più poli con anelli isolanti lungo il gambo e non ha niente in comune se non l’aspetto cilindrico.
