Que Son Los Conectores Para Empalmes Eléctricos. Tipos Y Función

Los conectores para empalmes eléctricos se utilizan para unir subsecciones de circuitos entre sí. Por lo general, se usa un conector donde puede ser conveniente desconectar las subsecciones en algún momento futuro: entradas de alimentación, conexiones periféricas o placas que pueden necesitar ser reemplazadas. Ahora te mostraremos que son los conectores para empalmes eléctricos sus tipos y funciones:

conectores para empalmes eléctricos
(Conectores JST macho (izquierda) y hembra de la serie PH de 2.0 mm. En este caso, el género está determinado por el conductor individual)

1. ¿Que son los conectores para empalmes eléctricos?

Antes de comenzar a analizar algunos conectores para empalmes eléctricos de uso común, exploremos la terminología utilizada para describir los conectores.

Género

El género de los conectores para empalmes eléctricos se refiere a si se enchufa o está enchufado y es típicamente masculino o femenino, respectivamente. Desafortunadamente, hay casos en los que un conector para empalme eléctrico puede denominarse “macho” cuando parece ser hembra.

Polaridad

La mayoría de los conectores para empalmes eléctricos solo se pueden conectar en una orientación. Este rasgo se llama polaridad y conectores que tienen algunos medios para evitar que sean conectados mal se dice que están polarizadas, o, a veces la carrocería.

Otras terminologías

  • Contactos: los contactos son la parte comercial de los conectores para empalmes eléctricos. Son las partes metálicas que se tocan entre sí, formando una conexión eléctrica. Aquí también es donde ocurren los problemas: los contactos pueden ensuciarse u oxidarse, o la elasticidad requerida para mantener los contactos juntos puede desvanecerse con el tiempo.
  • Tono y Paso: muchos conectores para empalmes eléctricos consisten en una matriz de contactos en un patrón repetido. El paso del conector es la distancia desde el centro de un contacto al centro del siguiente. Esto es importante, porque hay muchas familias de conectores para empalmes eléctricos que se ven muy similares pero pueden diferir en el tono, lo que hace difícil saber que está comprando el conector de acoplamiento correcto.

Ciclos de acoplamiento

Los conectores tienen una vida limitada, y conectarlos y desconectarlos es lo que los desgasta. Las hojas de datos generalmente presentan esa información en términos de ciclos de apareamiento, y varía ampliamente de una tecnología a otra.

Por ejemplo, los conectores para empalmes eléctricos tipo USB pueden tener una vida útil de miles o decenas de miles de ciclos, mientras que un conector para empalme eléctrico de placa a placa diseñado para su uso dentro de la electrónica de consumo puede limitarse a decenas de ciclos.

Es importante que selecciones un conector con una vida útil adecuada para la aplicación.

Acoplamiento de conectores para empalmes eléctricos
Acoplamiento de conectores para empalmes eléctricos

Montaje: este tiene el potencial de ser confuso. El término “montaje” puede referirse a varias cosas:

  • Cómo se monta el conector en uso (montaje en panel, suspensión libre, montaje en placa)
  • Cuál es el ángulo del conector en relación con su fijación (ángulo recto o recto)
  • Cómo se une mecánicamente (pestaña de soldadura, montaje en superficie, orificio pasante)

Alivio de tensión

Cuando los conectores para empalmes eléctricos se monta en una placa o cable, las conexiones eléctricas tienden a ser algo frágiles. Es típico proporcionar algún tipo de alivio de tensión para transferir cualquier fuerza que actúe sobre ese conector a un objeto más mecánico que las conexiones eléctricas frágiles. Una vez más, habrá algunos buenos ejemplos de esto más adelante.

Con todo esto aprendido; a continuación te mostraremos los tipos de conectores para empalmes eléctricos más usados y los más comunes que pueden existir en el mercado hasta la fecha:

2.  Tipos y función de los conectores para empalmes eléctricos

En esta sección de ejemplos, te señalaremos algunos tipos conectores para empalmes eléctricos:

Conectores USB

Los conectores USB vienen en dos sabores: host y periférico. En el estándar USB, hay una diferencia entre los dos, y los conectores en los cables y dispositivos reflejan esto. Sin embargo, todos los conectores USB tendrán algunas cosas en común:

  • Polarización: un conector USB solo se puede insertar nominalmente de una manera. Puede ser posible forzar un conector en mal, pero que va a dar lugar a daños en el dispositivo.
  • Cuatro contactos: todos los conectores para empalmes eléctricos tipo USB tienen al menos cuatro contactos (aunque algunos pueden tener cinco, y los conectores USB 3.0+ tienen aún más). Estos son para alimentación, tierra y dos líneas de datos (D + y D-). Los conectores USB están diseñados para transmitir 5V, hasta 500mA.
  • Blindaje: los conectores USB están protegidos, de modo que se proporciona una carcasa metálica que no forma parte del circuito eléctrico. Esto es importante para mantener la señal intacta en entornos con mucho “ruido” eléctrico.
  • Conexión de alimentación robusta: es importante que los pines de alimentación se conecten antes que las líneas de datos, para evitar intentar alimentar el dispositivo a través de las líneas de datos. Todos los conectores USB están diseñados teniendo esto en cuenta.
  • Alivio de tensión moldeado: todos los cables USB tienen un sobre-moldeo de plástico en el conector para evitar una tensión en el cable que podría dañar las conexiones eléctricas.
Un cable de extensión USB, con algunas de las características comunes de los conectores USB etiquetados
Un cable de extensión USB, con algunas de las características comunes de los conectores USB etiquetados

Conectores USB-A

  • USB-A hembra es el tipo de conector estándar “host“. Esto se encuentra en computadoras, concentradores o cualquier dispositivo destinado a tener periféricos conectados a él. También es posible encontrar cables de extensión con un conector A hembra y un conector A macho en el otro extremo.
(Puertos USB-A hembra en el lateral de una computadora portátil. El conector azul es compatible con USB 3.0.)
(Puertos USB-A hembra en el lateral de una computadora portátil. El conector azul es compatible con USB 3.0.)
  • USB-A macho es el tipo de conector “periférico” estándar. La mayoría de los cables USB tendrán un extremo que terminará en un conector macho USB-A, y muchos dispositivos (como teclados y ratones) tendrán un cable incorporado terminado con un conector macho USB-A. También es posible encontrar conector macho USB-A que se pueden montar en la placa, para dispositivos como memorias
(Dos tipos de conectores USB-A macho, en un cable SparkFun Cerberus y una placa de desarrollo AVR Stick)
(Dos tipos de conectores USB-A macho, en un cable SparkFun Cerberus y una placa de desarrollo AVR Stick)

Conectores USB-Micro

USB-Micro es una adición bastante reciente a la familia de conectores para empalmes eléctricos tipo USB. Al igual que con USB-Mini, la principal preocupación es la reducción de tamaño, pero USB-Micro agrega un quinto pin para la señalización de baja velocidad, lo que permite su uso en aplicaciones USB-OTG (On-the-go) donde un dispositivo puede querer operar como host o periférico, según las circunstancias.

  • USB-Micro hembra se encuentra en muchos periféricos más nuevos, como cámaras digitales y reproductoras de MP3. La adopción de USB-micro como puerto de carga estándar para todos los nuevos teléfonos celulares y tabletas significa que los cargadores y los cables de datos se están volviendo cada vez más comunes, y es probable que USB-Micro suplante a USB-Mini en los próximos años como factor pequeño Conector USB de elección.
Conector USB-Micro hembra en una placa USB LilyPad Arduino
Conector USB-Micro hembra en una placa USB LilyPad Arduino
  • USB-Micro macho también es un conector de solo cable. En general, existen dos tipos de cables con extremos macho USB-Micro: uno para conectar un dispositivo con un puerto USB-Micro como periférico a un dispositivo host USB y otro para adaptar el puerto hembra USB-Micro a un puerto hembra USB-A, para ser utilizado en dispositivos con capacidad USB-OTG.
conectores para empalmes eléctricos macho USB-Micro en el cable SparkFun Cerberus
(Adaptador flexible para usar dispositivos con capacidad USB-OTG que solo tienen un puerto USB-Micro con periféricos USB estándar. Ten en cuenta que no todos los dispositivos compatibles con USB-OTG funcionarán con este cable flexible.)

Cable USB 3.1 C

Los conectores para empalmes eléctricos tipo USB C incluye 24 pines en el conector USB. A diferencia de las versiones anteriores predecesoras, ¡esta versión es reversible! El diseño del cable USB C también permite una corriente superior a 500mA para sus dispositivos que consumen mucha energía.

Conector USB 3.1 tipo C
Conector USB 3.1 tipo C

¡Aviso! Dependiendo del cable, no todos los pines están separados para USB C. Algunos cables pueden estar limitados a la especificación USB 2.0 con 4 pines en oposición a la especificación USB 3.1 completa. Dependiendo del puerto USB que se uses, también puedes estar limitado en la cantidad de corriente que se puede proporcionar a tu dispositivo.

USB reversible

Con los avances en tecnología y fabricación, los conectores para empalmes eléctricos tipo USB se pueden insertar de cualquier manera! A continuación se presentan ejemplos de un conector reversible tipo A y tipo micro-b.

Terminales de tornillo

En algunos casos, puede ser deseable poder conectar un cable desnudo sin terminar a un circuito. Los terminales de tornillo proporcionan una buena solución para esto. También son buenos para situaciones en las que una conexión debe ser capaz de soportar múltiples dispositivos de conexión diferentes.

  • La desventaja de los terminales de tornillo es que se pueden deshacer con bastante facilidad, dejando un cable desnudo agitándose en su circuito. Una pequeña cantidad de pegamento caliente puede solucionar esto sin ser demasiado difícil de eliminar más adelante.

Los terminales de tornillo generalmente están diseñados para un rango estrecho de calibres de cables, y los cables que son demasiado pequeños pueden ser un problema tan grande como los cables que son demasiado grandes. SparkFun lleva cuatro tipos de terminales de tornillo: una versión de placa de prueba de 2,54 mm (0,1 “), una versión de paso de 3,5 mm, 5 mm y 10 mm.

La mayoría de los terminales de tornillo son altamente modulares, y se pueden extender fácilmente en el mismo paso simplemente conectando dos o más secciones más pequeñas.

Terminales de tornillo de paso de 3,5 mm
(Terminales de tornillo de paso de 3,5 mm, que muestran el punto de inserción del cable que se va a conectar, el tornillo de retención que mantiene el cable en su lugar y los conectores modulares a los lados de las unidades individuales que permiten unir varias piezas.)

Terminales de resorte

Los conectores para empalmes eléctricos con terminales de resorte funcionan de manera similar a los terminales de tornillo. Sin embargo, en lugar de apretar un tornillo para hacer una conexión con un trozo de alambre, un resorte sujeta juntas piezas de metal.

Funcionan mejor en entornos con muchas vibraciones (es decir, aplicaciones automotrices) o cuando un cable se expande / contrae debido al ciclo de temperatura.

Además, la tensión se ajusta automáticamente al calibre del cable (suponiendo que esté dentro del grosor del cable aceptado) en lugar de variaciones en la tensión cuando un usuario aprieta el terminal de tornillo.

Ciertas placas están pobladas con los conectores para empalmes eléctricos para facilitar el acceso a los pines de E / S.

(Un bolígrafo que presiona hacia abajo la pestaña del jugador: el conector poke-home del bit para conectar un trozo de cable.)
(Un bolígrafo que presiona hacia abajo la pestaña del jugador: el conector poke-home del bit para conectar un trozo de cable.)

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