7 preguntas para hacer al elegir un conector

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Con millones de conectores para elegir —entre circulares, cabezales y receptáculos de PCB, conectores de energía, RF y más—, puede resultar difícil encontrar el conector adecuado. Aquí incluimos siete preguntas clave para ayudarlo a elegir el conector adecuado para su aplicación.

1) ¿Cuáles son los requisitos eléctricos?

Un excelente lugar para comenzar a acotar las opciones es con los requisitos eléctricos. ¿Cuántas señales tiene en total? ¿Qué tensiones, frecuencias y corrientes transportan? Esta es una lista multidimensional. Sus señales podrían ser digitales, analógicas, de potencia o incluso, una combinación de las tres. También recuerde que las señales digitales y analógicas pueden ser de frecuencia alta o baja.

Por lo general, la combinación precisa de señales afectará la disposición de los pines, el tipo de conector y el arnés de cableado. A continuación, indicamos algunos ejemplos:

     • Las señales de alta frecuencia pueden acoplarse a cables adyacentes en un arnés o bien, pueden requerir una conexión coaxial
     • Las señales analógicas de bajo nivel podrían requerir blindaje
     • Es posible que deba tener en cuenta las distancias de aislamiento y línea de fuga en los pines de alta tensión o bien, tal vez sea necesario utilizar materiales de alta rigidez dieléctrica
     • Los trayectos de corriente alta pueden necesitar cables más largos o pines múltiples

Tenga en cuenta que algunas combinaciones de señales tal vez no sean adecuadas como para incluirlas en el mismo conector. ¿Solo tiene señales eléctricas o hay más conexiones de fibra óptica para agregar? Algunas aplicaciones (por ejemplo, los equipos quirúrgicos) también requieren conexiones para gases o líquidos. Si este es el caso, y si su diseño exige que todo esté en el mismo conector, tal vez necesitará una solución personalizada.

2) ¿Existen limitaciones de tamaño o espacio?

Como sabe, durante las últimas décadas ha existido una tendencia continua hacia las reducciones de tamaño en casi todas las categorías de equipos electrónicos. Las computadoras han pasado de ser torres que se colocaban debajo del escritorio para convertirse en computadoras portátiles y tabletas e incluso, hasta computadoras de placa única y dispositivos vestibles. Y muchos artículos que antes se encontraban de forma permanente en una habitación (por ejemplo, las máquinas de rayos X), ahora tienen ruedas. Esto ha generado una reducción correspondiente en el tamaño y el peso de los conectores y el espacio disponible para ellos, mientras que ha aumentado la necesidad de poder admitir una mayor frecuencia de acoplamiento y desacoplamiento.

Si esta situación se aplica a su proyecto actual y está buscando opciones de conectores, tenemos más de 32 000 conectores D-subminiatura de todo tipo para ayudarlo a satisfacer sus necesidades de diseño.

3) ¿El conector funcionará en un entorno extremo?

Muchos sistemas de conectores están sujetos a condiciones mecánicas extremas, como vibraciones o choques. Un conector diseñado para tales condiciones a menudo incorpora características especiales como un acoplamiento roscado que no pueda vibrar o una protección de alivio (como una carcasa) para alojar el arnés de cableado. De forma habitual, en las especificaciones encontrará las clasificaciones de resistencia a choques y vibraciones. También aparecerán resaltadas en la parte superior de la hoja de datos en caso de que el producto haya sido diseñado especialmente para soportar condiciones extremas.

Otra inquietud ambiental común es la temperatura extrema. ¿Su conector estará al aire libre o en interiores, pero cerca de una puerta que da al exterior y que se abrirá con frecuencia? ¿Hay una fuente de calor cerca del lugar donde montará el conector? Se emplean aislantes y materiales especiales para proteger el conector y los contactos, lo que asegura que podrá acoplarlos y desacoplarlos muchas veces de manera confiable. Preste atención al rango de temperatura de operación que se recomienda en la hoja de datos.

4) ¿Es necesario que tenga un sellado a modo de protección contra agua, aceite o gas?

Ciertos entornos requieren protección de distintos niveles contra el ingreso de líquidos o partículas de polvo. Las opciones de sellado ambiental comienzan con una sencilla funda protectora y un adaptador de funda, lo que resulta útil contra las salpicaduras ocasionales. El siguiente nivel de protección consiste en sellar los conectores en sí mismos. Si su aplicación exige sellado ambiental, el sistema de codificación de IP clasifica los conectores según el grado de protección ofrecido contra el ingreso de agua y polvo. Una vez que conozca el nivel de protección requerido, puede comprobar el valor nominal IP en las especificaciones para determinar si dispone de una solución viable.

Existen muchas industrias que requieren algo más que solo protección contra la exposición a líquidos accidental y ocasional. Las aplicaciones médicas y de alimentos deben soportar procedimientos comunes de esterilización que implican agua a alta temperatura y alta presión, mientras que las aplicaciones automotrices que se encuentran debajo del capó deben estar protegidas contra la limpieza con vapor o los peligros de la carretera, como agua, solventes o rocío de sal. Los entornos más demandantes (aplicaciones espaciales, submarinas o aeroespaciales) pueden necesitar un sellado hermético, el cual pone a prueba un conector en función de una fuga de gas a través del sistema.

También debe averiguar si su entorno requiere componentes electrónicos con clasificación de Clase 1, División 2 para ubicaciones peligrosas, en las cuales existe el riesgo de gases inflamables o combustibles, líquidos, vapores o escombros. El equipo eléctrico instalado en una ubicación de estas características debe diseñarse y probarse para garantizar que no se producirá una explosión. Los productos certificados para este tipo de ubicaciones peligrosas indican en sus especificaciones la clasificación de seguridad intrínseca de Clase 1, División 2.

5) ¿Hay estándares obligatorios de la industria que se deban cumplir?

Muchas industrias imponen sus propios estándares que los OEM deben cumplir. Incluso si estos estándares no abarcan específicamente los conectores, se aplican al equipo del que forma parte el sistema de conectores. La FDA establece estándares para equipos médicos, mientras que las aplicaciones automotrices deben cumplir con los estándares SAE, sobre todo en cuanto al uso de alta tensión en vehículos eléctricos o híbridos. Y por supuesto, no nos olvidemos de conjuntos múltiples de estándares MIL que pertenecen a los equipos relacionados con la defensa. A menudo, estos estándares abarcan no solo el rendimiento y la confiabilidad, sino también las clasificaciones y los estándares de fabricación rigurosos. Consulte para confirmar los estándares necesarios que debe cumplir en su industria.

6) ¿Cuál es el nivel de confiabilidad necesaria?

Otro elemento crítico para considerar es el caso de uso estándar proyectado. ¿Con qué frecuencia el conector se acoplará y desacoplará? Los escenarios varían entre un solo uso y más de 10 000 ciclos.

En ocasiones, ambos coexisten en el mismo sistema; por ejemplo, el arnés de cableado de un sensor que se utiliza en pacientes puede venir preensamblado por el fabricante con un conector pensado para un solo uso, mientras que su receptáculo de acoplamiento en el equipo de diagnóstico puede estar clasificado para miles de ciclos. Por otro lado, en una aplicación automotriz los conectores pueden permanecer acoplados durante la vida útil del vehículo.

Algunos conectores indican una especificación MTBF (tiempo promedio antes de que se produzcan fallos) o MTTF (tiempo promedio de fallos) con estimaciones calculadas para la vida útil del producto en condiciones de uso estándar. Esto puede servir como guía para saber si el conector es adecuado para su aplicación. Si el cable del conector se ubicará en una puerta o quizás en un brazo robótico que requiera una flexión diaria del cable, le recomendamos verificar la especificación del radio de curvatura máxima del cable y si funcionará con una opción de cable de alta flexión.

La confiabilidad del conector es un tema complejo; depende de múltiples factores y, a menudo, las cifras precisas son difíciles de determinar.

7) ¿Qué tipo de terminaciones se necesitan?

Las terminaciones se usan para unir el enchufe o pin del conector con su conductor asociado, ya sea un cable, una traza de PCB o algo más. Hay disponibles varios tipos de terminales diferentes, y esto incluye conexiones engarzadas, conexiones soldadas, artículos de ajuste por presión (un conector de cinta, por ejemplo) o hasta una conexión de alambre enrollado. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas. Por ejemplo, las conexiones engarzadas son más fáciles de reparar en el campo. Por lo general, la selección de la terminación depende de su diseño y aplicación en conjunto.

Cada aplicación de conector es única, con su propio conjunto de límites de diseños, objetivos de costos y combinación de señales. Emplee estas siete preguntas para acotar sus opciones y encontrar el mejor tipo de conector para su aplicación. Si tiene dudas, comuníquese con los expertos en Arrow. Lo ayudaremos a realizar las conexiones.

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