Conectorii permit conectarea componentelor electronice între ele. Ei permit transferul de semnale electrice, date și putere între dispozitive. Conectorii sunt disponibili într-o varietate mare de tipuri și dimensiuni, pentru a se potrivi nevoilor specifice aplicației. De conectori depinde siguranța în funcționare și durabilitatea aparatelor electronice.
Iată utilizările esențiale care arată importanța conectorilor în electronică:
- Conectarea componentelor: Conectorii permit conectarea componentelor electronice între ele, în special a celor care nu pot fi lipite sau sudate, cum fi: unele circuite integrate, module, cabluri panglică, memorii, baterii, afișaje, butoane.
- Transferul de semnale electrice: Conectorii permit transferul de semnale electrice între dispozitive, pentru asigurarea funcționalităților circuitelor electronice, prin circulația de informații între diverse zone: interfețe om-mașină (tastaturi, comutatoare, butoane, camere video, afișaje și indicatoare), procesoare, comunicații.
- Transferul de date: Conectorii permit transferul de date, serial sau în paralel, între dispozitive electronice individuale: computere, telefoane mobile, dispozitive de stocare a datelor, sisteme de control, sisteme de supraveghere și alarmare, aparate medicale.
- Transferul de putere: Conectorii permit transferul de putere electrică de la o sursă și între dispozitive. Fără alimentarea cu putere electrică nu poate funcționa niciun dispozitiv electronic, oricare ar fi el: senzor, traductor de măsurare, controler, memorie, comunicator, display sau element de execuție a comenzilor.
Conectorii sunt disponibili într-o varietate de tipuri și dimensiuni, pentru a se potrivi nevoilor specifice aplicației. Unele tipuri comune de conectori includ:
- Conectori coaxiali: Sunt utilizați pentru transmiterea de semnale de radiofrecvență.
- Conectori pereche ”tată – mamă” (male – female) se potrivesc împreună, geometric și ca semnale, pentru a forma o conexiune.
- Conectori de tip ”plug-in”. Cunoscuți și sub numele de mufe. Un conector tată poate fi recunoscut, atunci când este deconectat sau scos, fiindcă știfturile electrice neecranate sunt vizibile. Cel mai comun conector tată este un ștecăr cu două sau trei fire atașat la capătul cablului pentru un aparat electric.
- Conectori de tip Jack. Sunt conectați la un dispozitiv prin introducerea lor într-o gaură rotundă. În general se referă la conectarea părții audio dintr-un dispozitiv.
- Conectori de tip USB: Sunt utilizați pentru conectarea dispozitivelor electronice prin “Universal Serial Bus”.
Notă. Un conector Jack, mufă audio, mufă pentru căști sau mufă jack, se referă la o gamă de conectori electrici utilizați pentru semnalele audio analogice sau pentru alimentare cu energie electrică. Standardul prevede că un conector numit tată se va conecta cu o mufă descrisă ca mamă. Versiunile cu 3 contacte sunt cunoscute sub denumirea de conectori TRS, unde T („tip”) înseamnă „vârf”, R („ring”) înseamnă „inelar” și S („sleeve”) înseamnă „manșon”.
Parametrii de bază ai conectorului descriu caracteristicile fizice și electrice ale acestuia. Acești parametri sunt importanți pentru a selecta conectorul potrivit aplicației.
Parametrii fizici includ:
- Tipul conectorului. Există o varietate de tipuri de conectori, fiecare cu propriile caracteristici, recomandabili pentru o aplicație. Tipurile comune de conectori includ coaxiali, pereche ”tată – mamă”, de tip plug, de tip Jack și USB. Cu cât este mai largă aria de utilizare, cu atât prețul va fi mai mic. Alegerea conectorului trebuie să țină cont de numărul de conectări/deconectări în utilizare (apare uzura la suprafețele de contact) și de nivelul de putere (printr-un conector de alimentare curentul e mai mare decât la unul audio).
- Dimensiunile conectorului. Conectorii sunt disponibili într-o varietate de forme și dimensiuni, pentru a se potrivi cerințelor specifice aplicației. Zonele de contact au forme geometrice simple (suprafețe plane sau cilindrice cât mai netede și inoxidabile) pentru a oferi o suprafață de contact sigur cu rezistență electrică cât mai mică și fiabilitatea cât mai mare. Pentru siguranță, se folosesc elemente elastice și șuruburi care presează suplimentar sau împiedică desfacerea accidentală la vibrații și șocuri mecanice.
- Materialul conectorului. Conectorii sunt fabricați din materiale diverse: metal, plastic și ceramică. Materialele determină rezistența electrică la contacte și uzura la conectări repetate a contactelor, izolația electrică, durabilitatea și alte caracteristici necesare în funcție de mediul de lucru. Sunt folosite aliaje speciale pentru a asigura flexibilitatea și presiunea pe contacte, acoperiri cu straturi de aur pentru rezistență electrică la contact cât mai redusă și evitarea oxidării contactelor datorită mediului.
- Conexiunea conectorului. Conectorii se cuplează între ei în diferite moduri. Tipuri comune de conexiuni sunt: prin inserție, prin apăsare, prin șuruburi sau lipire de fire. Unii conectori au sisteme de blocare mecanică (cleme, șuruburi) pentru utilizarea sigură în medii cu vibrații și șocuri mecanice.
Parametrii electrici includ:
- Numărul de contacte: Conectorii pot avea un număr variabil de contacte, fiecare contact fiind utilizat pentru a transmite semnale sau putere electrică. Cu cât puterea semnalelor e mai mică, cu atât zonele de contact sunt mai mici.
- Tensiunea maximă: Este tensiunea pe care o poate suporta un conector fără a fi deteriorat, în sensul păstrării calității contactelor și asigurării izolației electrice între pini.
- Curentul maxim: Este curentul pe care îl poate suporta un conector fără a fi deteriorat, prin încălzirea excesivă a zonelor de contact.
- Impedanța: Impedanța unui conector este rezistența la curentul alternativ care curge prin acesta. Ideal ar fi să aibă capacități și inductanțe parazite cât mai reduse (prin forma geometrică și materiale) pentru ca impedanța să fie cât mai mică.
Alți parametri includ:
- Polaritatea: Conectorii pot fi realizați cu o geometrie unică pentru a exista ordinea semnalelor și polaritatea, asigurând o conexiune corectă, fiind imposibilă inversarea.
- Protecția la supratensiuni: Conectorii pot fi echipați în interior cu bariere de protecție împotriva supratensiunilor, protejând dispozitivele la deteriorarea cauzată de vârfuri de tensiune.
- Protecția împotriva interferențelor: Conectorii pot fi echipați cu protecție la interferențe electromagnetice (filtre și ecranări) pentru a preveni afectarea calității semnalelor.
Selectarea conectorului potrivit pentru o anumită aplicație necesită cunoașterea parametrilor de bază ai conectorului.
Notă. Un principiu general este ca fiecare tip de semnal să aibă un conector cu o geometrie specifică. Acest lucru este ușor de verificat la conectorii unui PC, laptop, televizor sau telefon mobil, unde formele și mărimile lor nu permit conectări greșite.
PTR HARTMANN. Blocurile de borne pentru PCB sunt împărțite în 2 grupuri: a) Blocurile de borne cu șurub și b) Blocurile de borne cu arc. Sunt disponibile 3 tipuri de conexiune pentru blocurile de borne cu șurub: Wire Guard, Lift și Excenter. – Sursa: PTR Hartmann
Există multe aplicații de înaltă calitate: contacte direct pe PCB, contacte la încărcare pentru dispozitive portabile și încărcătoare de baterii pentru laptopuri, telefoane inteligente, biciclete electrice și multe aplicații suplimentare – unde contactele tip pin Pogo sunt folosite pentru circulația curenților de încărcare a bateriei, dar și pentru a transmite semnale. Calitatea contactelor este conformă cu certificarea UL.
Seria 5322 a trecut testele de vibrații și șoc fără pierderi de contact măsurabile, conform următoarelor standarde:
- IEC 60068-2-6, Test Fc: Vibrație (sinusoidală)
- IEC 60068-2-27, Test Ea și de ghidare (șoc)
- IEC 60512-2-5, Testul 2e: Perturbarea contactului – (Sursa: PTR Hartmann)
PTR HARTMANN. Conectare sigură. Pinii Pogo cu arc oferă o soluție de conectare extrem de fiabilă și precisă, pentru aplicații cu cerințe exigente ale conexiunilor electronice. (Pinii Pogo constau dintr-un piston (sau cap), cilindru (sau corp) și un arc fin complet încapsulat, pentru a furniza forța arcului necesară pentru a menține un contact garantat, pozitiv. Au o durabilitate ridicată, depășind 10.000 de cicluri de împerechere.) – Sursa: PTR Hartmann
Conectorii sunt clasificați în diverse categorii, în funcție de aplicația lor: comerciali, industriali și militari. Conectorii comerciali sunt utilizați în general în aplicații de consum: computere, telefoane mobile și dispozitive electronice în birou și uz casnic. Conectorii industriali sunt utilizați în aplicații industriale, cum ar fi mașini, instalații de producție și echipamente medicale. Conectorii militari sunt utilizați în aplicații militare, cum ar fi aeronave, nave și echipamente de luptă.
Conectori comerciali
PTR HARTMANN 1075/GV. Contacte cu arc, pentru curent până la 50A. Acest pin a fost special dezvoltat pentru contactul fără zgârieturi al conectorilor. Designul pinului de contact permite alinierea ideală și permanentă. Se asigură un contact pe o suprafață mare, fără a afecta suprafețele de contact. – Sursa: PTR Hartmann
Conectorii comerciali sunt proiectați pentru a fi utilizați în aplicații de consum. Aceștia sunt fabricați din materiale plastice și metale ușoare. Conectorii comerciali sunt disponibili într-o varietate mare de tipuri și dimensiuni, pentru nevoile specifice aplicațiilor.
Conectori industriali
Conectorii industriali sunt proiectați pentru a fi utilizați în aplicații în medii industriale. Sunt fabricați din materiale durabile, cum ar fi metale și plastice rezistente la mediul industrial greu: variații de temperatură, praf, umiditate, impact, vibrații și frecare. Conectorii industriali sunt disponibili într-o varietate de tipuri și dimensiuni, pentru aplicații în medii dificile.
Conectori militari
PTR HARTMANN oferă conectori pentru toate conexiunile USB, RJ, Lightning, HDMI, conexiuni de alimentare și Jack audio. Conectorii garantează contactul de lungă durată, fiabil și cu uzură redusă. Perfect potriviți pentru ansamblurile electronice în telecomunicații, în infotainment sau auto, chiar la toleranțe de montaj mai mari. Designul deosebit de robust, fără margini ascuțite în zona de ghidare, asigură o durată de viață mecanică extraordinar de lungă și contactul fără deteriorare a conectorului. Designul compact permite utilizarea chiar și în spații restrânse și este capabil să contacteze conectori mai adânci. – Sursa: PTR Hartmann
Conectorii militari sunt proiectați pentru a fi utilizați în aplicații militare. Sunt fabricați din materiale foarte durabile, cum ar fi metale și plastice rezistente la căldură și frig, umiditate, praf, perturbații electromagnetice, șocuri și vibrații. Conectorii militari sunt disponibili într-o varietate de tipuri și dimensiuni, pentru a se potrivi nevoilor specifice aplicațiilor în condiții extreme.
Alegerea conectorului potrivit pentru o anumită aplicație necesită o înțelegere a caracteristicilor și performanțelor fiecărui tip de conector.
Evident, prețul va reflecta categoria aplicației.
Notă. Gama de temperatură de lucru este un parametru important.
Gamele de temperatură sunt definite astfel:
- Comm (comercial): 0 … +70°C
- Hi-Temp Comm (temperatură extinsă): -10 … +100°C
- Extended Comm (comercială extinsă): -20 … +85°C
- Ind (Industrial): -40 … +85°C
- Automotive (Auto): -40 … +105°C
- Full-Range Ind (Gamă industrială completă): -40 … +125°C
- Alimentare: -40 … +130°C
- Mil (Militar): -55 … +125°C
Notă. Telefoanele mobile sunt echipate cu o varietate de conectori care permit conectarea la alte dispozitive pentru a primi putere electrică și a comunica date.
Conectori de alimentare: Sunt utilizați pentru conectarea unui telefon mobil la o sursă de alimentare. Conectorul de alimentare cel mai frecvent utilizat, în prezent, în telefoanele mobile este conectorul USB Type-C. Acest conector este reversibil, ceea ce înseamnă că poate fi introdus în orice poziție.
Conectori de date: Sunt utilizați pentru conectarea unui telefon mobil la un computer sau la alte dispozitive. Cel mai frecvent utilizat în telefoanele mobile este conectorul USB Type-C, care poate fi utilizat atât pentru încărcarea telefonului mobil, cât și pentru transferul de date.
Conectori audio: Sunt utilizați pentru conectarea căștilor sau a altor dispozitive audio la un telefon mobil. Cel mai frecvent utilizat este conectorul mini-jack de 3,5 mm.
Conectori de rețea: Sunt utilizați pentru conectarea unui telefon mobil la o rețea Wi-Fi sau la o rețea de date mobile. Cel mai frecvent utilizat în telefoanele mobile este conectorul de tip nano-SIM, pentru conectarea cartelei SIM a telefonului mobil.
Conectori de încărcare wireless: Sunt utilizați pentru încărcarea unui telefon mobil fără a fi nevoie de un cablu. Conectorul de încărcare wireless cel mai frecvent utilizat în telefoanele mobile este adaptorul Qi.
Alți conectori: Telefoanele mobile pot fi echipate și cu alți conectori, pentru dispozitive externe.
Conectorii specifici producătorilor: Unii producători de telefoane mobile utilizează conectori proprii, care nu sunt compatibili cu alte dispozitive. De exemplu, Apple utilizează conectorul Lightning pentru dispozitivele sale iPhone și iPad.
O listă a conectorilor comuni care sunt utilizați în telefoanele mobile:
- Conectori de alimentare: USB Type-C, Micro-USB, Lightning.
- Conectori de date: USB Type-C, Micro-USB.
- Conectori audio: Mini-jack de 3,5 mm, Jack de 3,5 mm.
- Conectori de rețea: Nano-SIM.
- Conectori de încărcare wireless: Qi
- Alți conectori pentru: camere foto externe, monitoare externe, accesorii de gaming.
Conectorul de USB Type-C – Sursa: USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF)
Conectorul de USB Type-C are 24 de pini pentru a facilita mai multe funcții. În primul rând, are 4 pini de putere și 4 pini de masă, pentru a circula un curent de până la 5A. Poate gestiona o putere de până la 100W prin transferul de 5A la 20V. Este proiectat pentru USB 3, deci are cele 6 semnale de date USB. Este proiectat să fie reversibil, deci este dublu, astfel încât conexiunea să poată fi făcută în orice orientare la fiecare capăt al cablului. Apoi, are niște pini de gestionare a cablurilor, care permit unui sistem să determine orientarea cablului și să solicite informații suplimentare: mufele pot conține o etichetă de identificare digitală care indică scopul său – ca un cablu video, mai degrabă decât un cablu USB, sau capacitatea sa de alimentare, în cazul unui cablu de încărcare de 5A. USB Type-C a fost proiectat pentru a oferi funcții în plus, nu pur și simplu pentru a fi doar USB, ca și tipurile anterioare. Având 24 de pini, porturile USB Type-C, în funcție de hardware, pot suporta alte moduri decât USBv3.x, cum ar fi Thunder USBv4, alt-HDMI/DP, PD etc, care necesită acești pini.
Important! Prețul poate crea confuzia dintre diferitele standarde 3, 3.1, 3.2 etc. Este posibil ca unele cabluri să nu suporte curentul maxim sau să limiteze viteza maximă, în unele cazuri la cea a USB 2, așa că aveți grijă când cumpărați un cablu ieftin, la care nu se specifică, de obicei, nicio caracteristică tehnică.
Notă. Începând cu 2024, telefoanele inteligente, tabletele, ceasurile inteligente, difuzoarele, căștile și toate celelalte dispozitive mici trebuie să aibă conectorul USB-C, conform legislației UE. Iar din anul 2026, laptopurile trebuie să poată fi încărcate prin USB-C.
Ce este USB-C PD?
USB-Power Delivery (PD) este o tehnologie de încărcare rapidă bazată pe standardul USB-C. Anumite telefoane inteligente / tablete Apple® și Android și diverse mărci de laptopuri acceptă tehnologia, care oferă performanțe mult mai mari decât metodele standard de încărcare.
USB-C PD este un nou standard care poate furniza până la 240 de wați de putere, ceea ce este suficient pentru a încărca laptopuri și alte dispozitive, care necesită mai multă putere decât poate furniza doar USB-C. Această specificație a fost creată de USB Implementers Forum ca răspuns la solicitările producătorilor de laptopuri pentru un conector care ar putea furniza mai multă putere.
Este sigură tehnologia Power Delivery?
Da. Chipset-ul USB Power Delivery oferă întotdeauna exact cantitatea potrivită de energie. Indiferent dacă este vorba de un telefon inteligent sau de un laptop: încărcătorul recunoaște dispozitivul conectat și negociază puterea necesară pentru a-l încărca cât mai repede posibil. Această negociere asigură o încărcare rapidă, fără a furniza prea multă energie sau a deteriora circuitele dispozitivului.
Precauție: dispozitivele care se încarcă cu o putere mai mare necesită cabluri speciale care pot transporta curenți deosebit de mari. În caz contrar, există riscul de incendiu prin cablu.
Standardul USB-C PD este compatibil cu specificațiile USB4 și USB Power Delivery 3.1. Specificația USB-C PD definește modul în care dispozitivele pot utiliza conectorul USB-C pentru a alimenta și modul în care aceste dispozitive sunt identificate și gestionate. Acesta definește ce fac pinii din conector și cum pot fi utilizați pentru a furniza energie la diferite tensiuni și curenți.
PTR HARTMANN oferă întrerupătoare, inductoare, blocuri de pini de interfață și tehnologii de conectare fiabile și de calitate.
Folosește inginerie germană, materiale de înaltă calitate, metode de producție flexibile și logistică bine gândită și își extinde mereu gama de produse.
Sunt respectate standarde internaționale stricte prin verificări constante ale calității și se respectă termenele de livrare.
Surse WEB:
https://www.ptr-hartmann.com/
https://www.ultralibrarian.com/2023/06/20/a-complete-guide-to-usb-type-c-advantages-and-disadvantages-ulc
https://www.weidmueller.ro/ro/produse/conectivitate/conectori/index.jsp
Constantin Savu
Director General – Ecas Electro
ECAS Electro | www.ecas.ro
ECAS Electro asigură aprovizionarea cu produse PTR HARTMANN
Detalii tehnice:
Ing. Emil Floroiu (emil@floroiu.ro)
birou.vanzari@ecas.ro