Consideraciones clave para seleccionar el conector adecuado para aplicaciones sólidas

Los conectores son componentes esenciales de los sistemas eléctricos y electrónicos utilizados en diversas aplicaciones. En consecuencia, la fiabilidad y el rendimiento de un conector en el producto deseado son fundamentales. Si el conector no está a la altura, el sistema puede fallar o funcionar mal, lo que puede obstaculizar la productividad, retrasar los envíos de productos, generar pérdidas económicas y empañar la reputación de la empresa. Por tanto, la elección de un conector es esencial para el éxito del producto final.

Guía para elegir conectores

El usuario debe tener en cuenta varios factores clave antes de seleccionar un conector adecuado para una aplicación. Sin contar con vastos conocimientos ni experiencia práctica, es difícil que un ingeniero inexperto pueda prever la miríada de factores que hay que tener en cuenta. Los diseñadores de sistemas noveles y jóvenes también pueden necesitar ayuda para seleccionar el conector óptimo para un producto que debe funcionar con fiabilidad en entornos difíciles.

Aplicando sus décadas de experiencia en una amplia gama de aplicaciones sólidas y su vasto conocimiento de la producción de una gran variedad de conectores, los ingenieros de Harwin han establecido siete factores que los diseñadores de sistemas deben tener en cuenta antes de seleccionar un conector adecuado para su respectiva aplicación. Entre ellos se encuentran las vibraciones, las dimensiones, la complejidad del diseño, las interferencias electromagnéticas (EMI), la velocidad de transmisión de datos, la durabilidad y la fiabilidad de la cadena de suministro. Debido a la rápida evolución que se está produciendo en sectores tan duros como el industrial, el IoT y el transporte, el diseño de un sistema requiere no solo adaptarse a las necesidades actuales, sino también tener en cuenta los requisitos futuros.

Consideración de los factores clave

En aplicaciones industriales y de maquinaria pesada, los sistemas están expuestos a altos niveles de vibración que pueden provocar daños físicos y pérdida de integridad de la señal debido a la desalineación de los pines. Fabricantes clave, como Harwin, han diseñado y desarrollado conectores capaces de resistir vibraciones de hasta 20 Gs, lo que proporciona a los conectores una fiabilidad y un rendimiento garantizados en condiciones exigentes.

Con la tendencia a la miniaturización, el tamaño de los conectores es otro factor importante. Los factores de forma compactos, las carcasas de montaje superficial y la reducción del paso de los pines también son populares entre los fabricantes de conectores. Asimismo, con los avances tecnológicos, los conectores también admiten una mayor tolerancia a la desalineación.

Del mismo modo, con la rápida proliferación de la electrónica en los sistemas modernos, las interferencias electromagnéticas son un problema constante en las placas de circuitos impresos (placas CI) y las cajas de circuitos en entornos industriales y otros entornos difíciles similares. Además de abordar el problema de la EMI en las placas de circuito impreso y las carcasas, el usuario también debe asegurarse de que el conector seleccionado pueda mitigar los niveles de EMI existentes y futuros. Una práctica habitual para mitigar la EMI en los conectores es revestirlos de material conductor, que actúa como apantallamiento. Para crear una barrera eficaz, la pantalla conductora también se conecta a tierra.

Además, en aplicaciones en las que se necesitan interconexiones de alta densidad y alta velocidad, como en la automatización industrial y las placas base de los centros de datos, la pérdida de inserción y el rendimiento de diafonía también pueden considerarse un criterio de selección importante.

La durabilidad es otra característica importante de los conectores. Los diseñadores deben determinar el número de ciclos de acoplamiento a los que se someterá un conector durante su vida útil. A partir de estos cálculos, el diseñador debe decidir si un conector estándar es adecuado para la tarea o si se necesita un modelo específico de alta fiabilidad.

Los diseñadores también deben asegurarse de que el distribuidor de conectores es digno de confianza y fiable, y que aplica la norma de la Asociación de la Industria de Componentes Electrónicos (ECIA) para evitar la entrada en el mercado de componentes falsificados. También es igual de importante elegir al fabricante de conectores adecuado, que asegurará la calidad y fiabilidad del producto en las condiciones más duras y garantizará un suministro de calidad en el futuro.

Uno de esos fabricantes de calidad fiable en el mercado es Harwin, que ha desarrollado la familia Kontrol de conectores duraderos, fiables y resistentes a vibraciones y golpes que admiten numerosos recuentos de patillas y factores de forma para exigentes aplicaciones de misión crítica en las que el fallo no es aceptable.

En consonancia con las necesidades cambiantes, Harwin sigue ampliando la gama Kontrol M55 con mejoras en el rendimiento. Las nuevas incorporaciones ofrecen un paso de 1.27 mm como opción de ahorro de espacio para placas de circuito impreso abarrotadas (Figura 1). Diseñados para soportar altos niveles de vibración en aplicaciones industriales e integradas, los conectores M55 están totalmente recubiertos e incluyen lengüetas de retención adicionales que les permiten soportar vibraciones de hasta 20 G durante más de 12 horas. También están diseñados y probados para resistir altos niveles de choque e incorporan mecanismos de bloqueo para mantener una conexión segura. Otras características clave son 500 ciclos de acoplamiento, velocidad de transmisión de datos de 3 Gbps, corriente nominal por contacto de 1.2 A, carcasas de montaje superficial (SM) y un amplio rango de temperaturas de funcionamiento de -55 °C a +125 °C.

Figura 1: Harwin amplía la serie Kontrol añadiendo conectores sólidos de una fila y conjuntos de cables a la familia de 1.27 mm. (Fuente de la imagen: Harwin)

Para adaptarse a numerosas disposiciones de diseño, los conectores M55 SM se presentan en montajes de placa de circuito impreso verticales y horizontales, con opciones para seleccionar entre una gama de recuentos de patillas que ofrecen escalabilidad para diferentes necesidades de señal y alimentación.

Para ofrecer una opción de apilamiento de placas en una placa CI en la que el espacio vertical es reducido, la serie Kontrol ofrece el zócalo vertical M55-6002042R con 20 contactos en una configuración de 10 + 10 (Figura 2). Este conector SM de doble fila tiene una altura de 6.25 mm y cuenta con clavijas de ubicación y lengüetas de retención para una mayor resistencia a la soldadura.

Figura 2: El Kontrol M55-6002042R de Harwin está diseñado para apilar placas CI. (Fuente de la imagen: Harwin)

Para las conexiones placa a placa, hay disponible un resistente cabezal horizontal con 80 contactos en disposición 40 + 40. Al igual que otros miembros, el conector M55-7108042R SM de placa a placa ofrece una construcción sólida con espaciado de paso fino y durabilidad industrial para entornos difíciles. 

Otro miembro que se une a la serie Kontrol es el M55-8201242 (Figura 3), un conector de cable IDC hembra de doble fila y 12 posiciones que utiliza cable plano 30 AWG con paso de 0.635 mm para crear conjuntos de cables listos para usar. Los pestillos integrados del conector aseguran el acoplamiento y garantizan el rendimiento en condiciones difíciles en aplicaciones industriales y otras aplicaciones duras similares.

Figura 3: El conector de cable IDC M55-8201242 utiliza cable plano de 30 AWG para crear un conjunto de cables estándar. (Fuente de la imagen: Harwin)

Para una mayor tolerancia de ubicación, que es necesaria cuando se utilizan varios conectores para conectar las mismas dos placas de circuito impreso, Harwin ha lanzado sus conectores flotantes Flecto (figura 4). Se trata de una interconexión electromecánica de placa a placa para datos y/o alimentación, y están diseñados para proporcionar movimiento en los ejes X, Y y Z del conector macho. Diseñados para soportar una desalineación de hasta ±0.8 mm con respecto a la línea central, estos conectores placa a placa de paso fino y elevado número de patillas ofrecen una alineación completa, transmisión de datos a alta velocidad, opciones de señal mixta y alimentación, alta fiabilidad de contacto y múltiples opciones de montaje. A diferencia de los conectores tradicionales, los conectores flotantes incorporan un mecanismo similar a un muelle que proporciona elasticidad para aliviar la tensión tanto en las juntas de soldadura como en las patillas de contacto.

Figura 4: Los conectores flotantes Flecto proporcionan movimiento para una mayor tolerancia de ubicación. (Fuente de la imagen: Harwin)

Conclusión

Además de seleccionar el conector adecuado para las duras condiciones que se dan en las aplicaciones industriales y otras aplicaciones exigentes similares, elegir una fuente certificada fiable, como Harwin, es igualmente importante. Ambos van de la mano para garantizar que el componente seleccionado funcione de forma fiable en los entornos más duros.