Los conectores en entornos hostiles, tanto los componentes internos como los externos, deben resistir una variedad de efectos ambientales, incluida la exposición a la humedad o los desechos, los golpes y las vibraciones, el acoplamiento y la separación frecuentes e incluso la esterilización. Los conectores resistentes están diseñados para una variedad de aplicaciones y los requisitos variarán según el entorno operativo.
Los conectores resistentes a menudo se usan en entornos militares, médicos, de transporte y otros entornos hostiles donde se debe minimizar el riesgo, por lo que es fundamental una evaluación y selección cuidadosas. Los conectores miniaturizados transfieren más datos, lo que aumenta la presión de diseño. Todas las variables deben tenerse en cuenta al determinar un conector resistente.
El robot Mini-ROV Observer 3.2 de SUBSEA TECH para la exploración de aguas profundas utiliza conectores de la serie Fischer Core.
Paso 1: Definir los requisitos de la aplicación
Determinar si se requiere un conector resistente requiere una comprensión de su función prevista y las condiciones de funcionamiento que soportará. Se requiere refuerzo si la junta está sujeta a temperaturas extremas, agua, polvo y suciedad, ciclos de acoplamiento elevados o esterilización. Los conectores robustos son esenciales para equipos exigentes.
Preguntas en esta etapa:
* ¿En qué entorno se utilizará el conector? ¿Estará expuesto al agua, al rocío de sal o al enjuague frecuente?
* ¿Estás expuesto a temperaturas extremas?
* ¿Necesita soportar vibraciones o presiones excesivas?
* ¿Se requiere blindaje EMI?
* ¿Hay algún estándar específico que deba cumplirse, como MIL-SPEC o ATEX?
Los conectores se pueden probar según los estándares oficiales de la industria, incluso si no llevan etiquetas oficiales. Los diseñadores deben comprender cómo los fabricantes especifican las especificaciones de sellado, las clasificaciones de corriente y los voltajes operativos de sus conectores. Verifique los estándares de prueba de un producto para ver exactamente cómo se realizan sus pruebas.
Paso 2: evaluar los principios del conector
Todo proceso de selección debe comenzar con la comprensión de las especificaciones eléctricas.
Preguntas en esta etapa:
* ¿Qué tamaño de contactos se requieren para soportar los requisitos de aplicación de señal y alimentación?
* ¿Proporciona la configuración de contactos la fuga y el espacio libre adecuados para potencia y señal mixtas?
* ¿Es necesario ajustar el voltaje de trabajo de acuerdo con las condiciones ambientales?
·* ¿Cuántos contactos necesita el dispositivo?
El tamaño de los contactos, junto con el tamaño del cable, determina cuánta corriente transportará un solo contacto. La clasificación de voltaje depende del espacio entre contactos, el material de aislamiento y la geometría del aislador utilizado para aislar los contactos.
Al revisar las especificaciones, preste especial atención a la especificación de aumento de temperatura, que indica cuánto calor se disipará con un valor de corriente particular y la compatibilidad del contacto con el tamaño del conductor. Esta información es crítica para evitar el sobrecalentamiento, que es una causa común de falla prematura del conector.
Paso 3: considere los métodos de esterilización
La esterilización juega un papel importante en las aplicaciones médicas y de laboratorio y es una consideración importante al elegir un conector robusto.
Preguntas en esta etapa:
* ¿Qué método de esterilización es más probable que se utilice: autoclave químico, de radiación o de vapor?
* ¿Se requieren materiales estables a la temperatura o resistentes a la radiación para sobrevivir al método de esterilización seleccionado?
* ¿Se debe usar una tapa protectora para proteger el conector de daños por contacto durante la esterilización o manipulación?
Algunos métodos de esterilización son corrosivos y requieren el uso de conectores de acero inoxidable. Comprender el tipo de esterilización puede influir en la selección de materiales y accesorios de protección.
Paso 4: Verifique los requisitos de velocidad
Conectar el mundo de hoy pone más énfasis en las capacidades de transferencia de datos. Los dispositivos deben poder transmitir grandes cantidades de datos a través de redes locales e Internet mientras usan protocolos específicos. Cuando el equipo y la seguridad dependen de la transmisión de datos, la transmisión de datos debe ser precisa y sin obstáculos.
Preguntas en esta etapa:
·* ¿El conector es capaz de cumplir con el protocolo requerido?
* ¿Qué configuración de cable se requiere para mantener la capacidad de transferir datos rápidamente?
·* ¿Los conectores eléctricos y las fibras ópticas pueden cumplir con los requisitos?
Los requisitos de rendimiento de velocidad se aseguran a través de un proceso de prueba de dos pasos. Durante este proceso, los conectores y los cables siempre se prueban juntos. La primera ronda, realizada durante la fase de diseño, debe utilizar un software para simular la compatibilidad del conector con el protocolo. La segunda ronda debe incluir un prototipo físico para probar la combinación de conector y cable utilizando un analizador de red. Los fabricantes de conectores también pueden proporcionar datos de prueba sobre las combinaciones recomendadas de conectores y cables.
Los conectores Fischer MiniMax están disponibles en una variedad de configuraciones. Esta sección transversal muestra una configuración diseñada para Ethernet.
Paso 5: Verifique los requisitos de confiabilidad del conector
Preguntas en esta etapa:
* ¿Con qué frecuencia se unirán o separarán los conectores?
·* ¿El dispositivo utiliza múltiples conectores similares? Si es así, es posible que se requiera una clave y/o codificación de colores para distinguirlos.
·* ¿Necesita una tapa protectora para el conector?
La imagen de arriba es un ejemplo de un entorno hostil en el que se puede evitar que un conector se desprenda mediante un sistema de llaves.
Para aplicaciones que requieren más ciclos de acoplamiento, se recomiendan conectores clasificados para 5,000 a 10,000 ciclos de acoplamiento. Otra consideración son las duras condiciones ambientales. La temperatura, la hermeticidad y la durabilidad son claves.
Para determinar la unión robusta correcta, busque las siguientes características:
Requisitos característicos para conectores robustos
Paso 6: comprender los materiales del conector
El material de la carcasa de un conector afecta la confiabilidad, el peso y el costo.
Preguntas en esta etapa:
· ¿Es el peso una consideración importante?
· ¿Es importante la miniaturización?
* ¿Los conectores están destinados a un uso a largo plazo o los enchufes y sus cables asociados son de un solo uso?
·* ¿Se utilizan los conectores en ambientes corrosivos?
Los conectores de latón niquelado o cromado tienden a durar más que la mayoría de los materiales. A veces se prefiere el aluminio porque el peso es una prioridad, y tanto el latón como el aluminio son ideales para la miniaturización. El plástico para uso limitado o aplicaciones de un solo uso es el mejor. Como se mencionó anteriormente, el método de esterilización también será un factor determinante en la selección del material.
Paso 7: Conozca la clasificación IP y los detalles del tipo de sello
La clasificación IP protege la conexión en entornos hostiles y peligrosos. Las clasificaciones de protección de ingreso (IP) se utilizan para definir el nivel de protección de un dispositivo contra el polvo, la suciedad y el agua. Los conectores resistentes para entornos extremos suelen tener una clasificación IP68 o superior.
Los grados de sello comúnmente utilizados incluyen:
Preguntas en esta etapa:
* ¿Estará el dispositivo expuesto al agua, la suciedad o el polvo?
* ¿La exposición es intermitente o prolongada?
* Si se expone al agua, ¿es agua dulce o agua salada?
* ¿Estará sumergido? ¿Que profundo? ¿Cuánto tiempo?
* Si se cita la clasificación IP68, pregunte por el tiempo y la profundidad de la prueba.
* ¿La aplicación requiere un sello hermético?
Si se requiere resistencia al agua o al polvo, se requiere un nivel de sellado IP68 o superior. También tenga en cuenta que la definición de cada fabricante es diferente. Por ejemplo, una clasificación IP68 durante 2 horas a 20 metros es muy diferente de una clasificación IP68 durante 24 horas a 120 metros, pero se puede reclamar IP68 en ambos casos. Los detalles del fabricante definirán mejor la especificación IP68 exacta. También es necesario saber si la clasificación IP del conector es para una condición acoplada o no acoplada.
La imagen de arriba muestra cómo se sellan los conectores de la serie Fischer Core
La estanqueidad al aire es una consideración en algunas aplicaciones. Por ejemplo, las aplicaciones de vacío y los recipientes presurizados se encuentran a menudo en aplicaciones de instrumentación. Estas aplicaciones requieren un alto nivel de contención para evitar fugas de gas durante largos períodos de tiempo.
Problemas en esta etapa:
* ¿Qué nivel de vacío se requiere para la aplicación?
* ¿Necesita considerar la presión diferencial?
* ¿Qué material de junta tórica se requiere?
Asegúrese de tener en cuenta la presión diferencial total que existe en el dispositivo. Los conectores sellados deben tener en cuenta estos factores.
Prueba de estanqueidad al aire de conectores herméticos
Paso 8: Verifique los requisitos de miniaturización
Hay muchos factores que influyen en la tendencia de la miniaturización del conector. Por lo general, no se trata de si se requiere miniaturización, sino de qué tan pequeña se puede diseñar y producir, sin dejar de ser adecuada para los requisitos de la solución del entorno de la aplicación.
Los fabricantes están respondiendo a la necesidad de conectores miniaturizados que brinden la funcionalidad y el rendimiento que antes requerían dos o tres conectores. Sin embargo, todavía hay limitaciones.
Preguntas en esta etapa:
* ¿Se pueden transmitir energía y datos con un conector?
* ¿Cómo afecta la densidad de pines al rendimiento de los conectores más pequeños?
* ¿Pueden estos pines proporcionar la velocidad de datos requerida? ¿Pueden cumplir con los requisitos de energía?
* ¿Los requisitos de esterilización del dispositivo limitan los materiales del conector que se pueden usar?
* ¿Cómo afectarán los requisitos de terminación de cables a la miniaturización?
El voltaje, la capacidad de corriente, el tamaño de los pines, el número de pines y el método de terminación son consideraciones muy importantes. El tamaño de los pines afecta la potencia que puede transportar el conector, y el tamaño del conector está directamente relacionado con el voltaje soportado dieléctrico.
Los proveedores certifican que sus conectores pueden cumplir con los requisitos de velocidad de datos. También puede recomendar opciones de cable que funcionan con conectores seleccionados y cumplen con los requisitos de la aplicación.
Otro: elige el cable adecuado
Debe saber qué tipo de conector se requiere. Los conectores resistentes requieren conjuntos de cables igualmente robustos.
Preguntas en esta etapa:
* ¿Cuál es el tamaño de cable necesario en función de los requisitos de alimentación del sistema?
·* ¿La tensión dieléctrica soportada es CA o CC?
* ¿Cuál es la vida útil flexible del conjunto de cables?
·*¿Qué material de cubierta es el más adecuado para los requisitos del entorno de aplicación?
· ¿Cuáles son los requisitos de sellado para los conjuntos de cables?
·* ¿Qué colores de cables se requieren?
* ¿La aplicación requiere un ensamblaje de cable sobremoldeado o una bota plegable?
·¿Debo comprar enchufes precableados?
La mayoría de los fabricantes de equipos originales recurren a proveedores especializados en conjuntos de cables o fabricantes de conectores para recomendar cables y conjuntos específicos para crear una solución de interconexión sólida. Además, el mayor número de microconectores a veces puede dificultar el montaje.
En conclusión
Los conectores resistentes son una parte esencial de los equipos actuales. La innovación cambia constantemente las opciones disponibles, así como sus capacidades. Tener una buena relación con el proveedor es fundamental para mantenerse actualizado con la última tecnología y garantizar que toda la configuración y el cableado cumplan con los requisitos de la aplicación.
