Las demandas de rendimiento de los productos electrónicos portátiles tienen como resultado nuevos diseños y modificaciones de los conectores y modificaciones en los estándares de largo tiempo de los conectores en áreas que van desde aplicaciones de rápido avance de Internet de las cosas (IoT) hasta equipos militares, donde la vida útil del producto se estima en décadas. Aquí presentamos los cambios y el modo en el cual puede aprovecharlos.
Conectores de alta densidad
Si bien el espacio es escaso en los dispositivos portátiles como los teléfonos inteligentes y las tabletas, existen muchas señales que transmitir de una placa a la siguiente. En respuesta a esto, los fabricantes desarrollaron conectores placa a placa (BtB) microminiatura de perfil ultra bajo, que presentan recuentos de pines altos y tamaños pequeños. Generalmente, el medio de interconexión es cable plano flexible (Flexible Flat Cable; FFC) o circuito impreso flexible (Flexible Printed Circuit; FPC).
Por ejemplo, TE Connectivity ofrece un conector BtB escalable de paso fino de 0,35 mm con un ancho de cuerpo de solo 1,85 mm y una altura de solo 0,6 mm. Otro conector BtB de paso fino de TE incluye un blindaje EMI integrado, como se muestra a continuación. Estos conectores están diseñados para teléfonos inteligentes, tabletas y juegos portátiles.
Figura 1: Conector FPC con blindaje EMI. (Fuente: TE Connectivity)
Portátil no significa solamente que se puede llevar en la mano
La revolución de los productos portátiles no solo concierne a los dispositivos a batería que pueden llevarse en la palma de la mano. Muchos aparatos que en el pasado requerían de habitaciones completas para emplazarse en la actualidad son portátiles, lo cual exige que todos sus componentes también lo sean.
Considere los equipos médicos para tomar radiografías, por ejemplo. Los sistemas portátiles ahora son bastante comunes, y ofrecen la capacidad para dar un diagnóstico directamente a los pacientes. Como aún requieren tensiones de hasta 75 KV para operar, esto ha forzado a los fabricantes a desarrollar conectores de alta tensión en miniatura.
Incluso los drones militares o vehículos aéreos no tripulados (UAV), se están sumando a la tendencia portátil. Olvide el Reaper con su envergadura de 25 metros. Ahora, el interés se centra en vehículos no tripulados mucho más pequeños, del tamaño de un insecto, que puedan ser operados por un solo soldado.
Los nuevos diseños de conectores basados en 0,025" en los contactos centrales ofrecen calidad y confiabilidad de nivel militar, y son idóneos para los últimos modelos de UAV. Estas interconexiones nanominiatura están específicamente diseñadas para satisfacer los rigurosos estándares MIL que incluyen prueba de choque de 100 g y vibración de 10 a 2000 Hz a una amplitud de 20 g.
Avances relativos al conector RF
La tendencia a la miniaturización de funciones existentes también incluye RF. El Molex SSMCX, destacado a continuación, es un conector microcoaxial (MCX) súper pequeño desarrollado para aplicaciones de antena y radio muy pequeñas. Opera en hasta 10 GHz; es un 30 % más pequeño que su predecesor MMCX (coaxial microminiatura). ¿Cuál fue la primera aplicación? Una radio y antena IEEE 802.11x para una computadora portátil.
Figura 2: Conectores RF coaxiales microminiatura SSMCX. (Fuente: Molex)
Otra tendencia que impulsa la innovación de los conectores en la cadena de suministro es la combinación de múltiples tecnologías RF como celular, Bluetooth, GPS y WLAN en un solo dispositivo portátil.
Los chips que integran estas funciones enfrentan constantes exigencias de reducción de tamaño, lo cual ocasiona problemas para los fabricantes de equipos de prueba de semiconductores, que deben desarrollar placas de carga RF de alta densidad para probar múltiples circuitos integrados RF a la vez en un entorno de fabricación de alto volumen.
¿Cuál es la solución? Conectores minicoaxiales multipuerto, que combinan hasta ocho canales coaxiales independientes en una sola cubierta.
Los conectores de batería son más planos y de menor tamaño
Los conectores de batería tradicionales han estado disponibles durante años con dos configuraciones de contacto distintas. Los contactos estampados voladizos ofrecen una interconexión más económica para los productos electrónicos de consumo de producción masiva, mientras que los “pines pogo” accionados por resorte se utilizan para aplicaciones industriales a fin de ofrecer un ciclo de vida útil más extenso.
Acorde con la tendencia que se observa en otras áreas, las constantes disminuciones del tamaño de los equipos hacen necesario reducir el grosor de los conectores de la batería también. Los conectores de batería de montaje en superficie se utilizan cada vez más en aplicaciones portátiles de espacio limitado.
Los factores de forma existentes no son inmunes
A medida que los dispositivos portátiles adquieren la capacidad de incorporar más funciones, la tendencia a reducir cada vez más el tamaño está afectando los estándares existentes, como se ha observado en las sucesivas generaciones de conectores USB. El factor de forma USB original era adecuado para los equipos de escritorio y portátiles de tamaño estándar, y aún se utiliza en gran parte de esos dispositivos.
Pero, a medida que los teléfonos, las tabletas y PDA se volvieron más populares, se introdujo el mini-USB. Como el grosor de los teléfonos inteligentes, las cámaras digitales y otros dispositivos portátiles se redujo cada vez más, el Foro de Implementadores de BUS (USB Implementers Forum, USB-IF) anunció el micro-USB en enero de 2007. Un micro USB tiene un ancho similar a un mini USB, pero tiene aproximadamente la mitad de su grosor.
Figura 3: Comparación de conectores USB micro, mini y estándar. (Fuente: Wise Geek)
Esta tendencia de variaciones a nivel mini y micro también se evidencia en otros factores de forma. Por ejemplo, el estándar Interfaz Multimedia de Alta Definición (HDMI), usado para transferir audio y video digital, ahora se ofrece en versiones de tamaño completo, mini y micro.
La más reciente tecnología de conectores USB es el USB 3.1 Tipo C, el cual combina transferencia de datos, salidas de video y capacidades de carga en un único conector compacto y reversible que mide tan solo 2,6 mm de alto. Este ofrece hasta 10 Gbps y un máximo de 100 W de energía con hasta 20 V y 5 A. Haga clic aquí para ver la lista completa de innovaciones revolucionarias de USB 3.1 Tipo C.
Pueden apreciarse cómo se dan a lugar cambios en los conectores incluso en el mercado industrial, que es relativamente estable. Los conectores micro-D de alta densidad de última generación ofrecen el cuádruple de la densidad de los conectores sub-D estándares.
Sustitución de conectores con métodos inalámbricos
Si tenemos en consideración la extrema delgadez de muchos dispositivos portátiles, los fabricantes están analizando si pueden sustituir por completo los conectores por soluciones inalámbricas, lo cual no es una muy buena noticia para los fabricantes de conectores.
Dos áreas de uso común en las que se puede apreciar este cambio son los altavoces inalámbricos y la carga inalámbrica. Luego de que Apple sustituyera su conector de base de 30 pines por el nuevo conector Lightning de 8 pines, que ya no presentaba salidas de audio a nivel de línea, los altavoces con estaciones de acoplamiento móvil comenzaron a ver una disminución en su popularidad para favorecer las soluciones inalámbricas. Y la carga inalámbrica hizo su aparición en una serie de computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, seguido rápidamente de dispositivos usables como el reloj Apple, que se carga por inducción de manera inalámbrica. Se espera que esta tendencia se mantenga en los dispositivos electrónicos portátiles de consumo.
El auge de los productos portátiles ha conllevado la proliferación de nuevas tecnologías de conectores, así como la ampliación de algunos estándares antiguos para adaptarlos a la nueva realidad. Resulta razonable anticipar que el futuro de la innovación en conectores será motivada por las tendencias y las necesidades de los consumidores para conectar, comunicar y suministrar energía a sus dispositivos electrónicos.
Tecnologías populares de conectores portátiles
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