Nuevas tendencias revolucionarias en conectores portátiles
Las demandas de rendimiento de la electrónica portátil están resultando en tanto nuevos diseños de conectores como en modificaciones a estándares de conectores establecidos desde hace mucho tiempo en áreas que van desde aplicaciones IoT de rápido movimiento hasta equipos militares, donde la vida útil de los productos se mide en décadas. Aquí está lo que ha cambiado y cómo puedes sacar ventaja.
Conectores de Alta Densidad
Aunque el espacio es limitado en dispositivos portátiles como smartphones y tablets, todavía hay bastantes señales que deben transferirse de una placa a otra. En respuesta, los fabricantes han desarrollado conectores Board-to-Board (BtB) micro-miniatura de perfil ultra bajo, que presentan un alto número de pines y tamaños pequeños. El medio de interconexión suele ser Flexible Flat Cable (FFC) o Flexible Printed Circuit (FPC).
Por ejemplo, TE Connectivity ofrece un conector BtB escalable de paso fino de 0.35 mm con un ancho del cuerpo de solo 1.85 mm y una altura de hasta 0.6 mm. Otro conector BtB de paso fino de TE incluye un escudo 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 Solo Significa De Mano
La revolución portátil no se aplica solo a los dispositivos con batería que puedes sostener en la palma de tu mano. Muchos equipos que antes necesitaban una habitación entera para ellos mismos ahora son móviles, lo que requiere que todos sus componentes también sean móviles.
Tome las máquinas de rayos X médicas, por ejemplo. Los sistemas portátiles son hoy en día bastante comunes, llevando la capacidad de diagnóstico directamente al paciente. Dado que todavía requieren voltajes de funcionamiento de hasta 75 KV, los fabricantes tuvieron que desarrollar conectores de alto voltaje en miniatura.
Incluso los drones militares, o UAVs, se están sumando a la tendencia de la portabilidad. Olvídate del Reaper con su envergadura de 84 pies. La emoción en estos días se centra en vehículos no tripulados mucho más pequeños del tamaño de insectos que pueden ser manejados por un solo soldado.
Los nuevos diseños de conectores basados en contactos centrales de .025" ofrecen calidad y fiabilidad a nivel militar, adecuados para las últimas generaciones de UAVs. Estos interconectores nano-miniatura están específicamente diseñados para cumplir con exigentes estándares MIL que incluyen pruebas de choques de 100g y vibraciones de 10-2,000 Hz a una amplitud de 20g.
Desarrollos de Conectores RF
La tendencia de reducir las funciones existentes incluye también RF. El Molex SSMCX, presentado a continuación, es un conector micro-coaxial (MCX) súper pequeño desarrollado para aplicaciones de radio y antena muy pequeñas. Operando a hasta 10 GHz, es un 30 por ciento más pequeño que su predecesor MMCX (micro-miniatura coaxial). ¿Su primera aplicación? Una radio IEEE 802.11x y antena para un ordenador portátil.
Figura 2: Conectores coaxiales de RF micro-miniatura SSMCX. (Fuente: Molex)
Otra tendencia que impulsa la innovación en conectores a lo largo de la cadena de suministro es la combinación de múltiples tecnologías de RF, como celular, Bluetooth, GPS y WLAN en un solo dispositivo portátil.
Los chips que integran estas funciones están reduciendo su tamaño, lo que causa problemas a los fabricantes de equipos de prueba de semiconductores que deben desarrollar placas de carga RF de alta densidad para probar múltiples circuitos integrados RF simultáneamente en un entorno de fabricación de alto volumen.
¿La solución? Conectores multiport mini-coax, que combinan hasta ocho canales coaxiales independientes en una sola carcasa.
Los conectores de batería son más pequeños y planos
Los conectores de batería tradicionales han estado disponibles durante años con dos configuraciones de contacto distintas. Los contactos en voladizo estampados ofrecen una interconexión más económica para productos electrónicos de consumo a nivel de volumen, mientras que los "pines pogo" con resorte se eligen para aplicaciones industriales para proporcionar una vida útil prolongada del ciclo.
De acuerdo con la tendencia observada en otras áreas, las reducciones continuas en el tamaño del equipo están obligando a los conectores de baterías a hacerse más delgados también. Los conectores de batería de montaje en superficie están encontrando un uso creciente en aplicaciones portátiles con limitaciones de espacio.
Los factores de forma existentes no son inmunes
A medida que los dispositivos portátiles se vuelven capaces de realizar más y más funciones, la tendencia hacia un tamaño más pequeño está afectando los estándares existentes, como se puede ver en las sucesivas generaciones de conectores USB. El factor de forma original de USB era adecuado para desktops y laptops de tamaño estándar y, en su mayoría, aún se utiliza en esos dispositivos.
Pero a medida que los teléfonos, tabletas y PDAs se volvieron más populares, se introdujo el mini-USB. A medida que los teléfonos inteligentes, cámaras digitales y otros dispositivos portátiles se hicieron cada vez más delgados, el micro-USB fue anunciado por el USB Implementers Forum (USB-IF) en enero de 2007. Un micro-USB es similar en ancho a un mini-USB, pero es aproximadamente la mitad del grosor.
Figura 3: Comparación de conectores USB micro, mini y estándar. (Fuente: Wise Geek)
Esta tendencia hacia las variaciones mini y micro se evidencia también en otros factores de forma. Por ejemplo, el estándar de Interfaz Multimedia de Alta Definición (HDMI), utilizado para transferir audio y video digital, ahora se ofrece en versiones de tamaño completo, mini y micro.
La última innovación en conectores USB es el conector USB 3.1 Type C, que combina transferencia de datos, salida de video y capacidad de carga en un solo conector reversible que tiene solo 2.6 mm de altura. Ofrece hasta 10 Gbps de transferencia de datos y hasta 100 W de entrega de energía con hasta 20 V y 5 A. Haga clic aquí para ver la lista completa de beneficios revolucionarios del USB 3.1 Type C.
Los cambios en los conectores están ocurriendo incluso en el mercado industrial, que se mueve relativamente lento. Los conectores micro-D de alta densidad de próxima generación ofrecen cuatro veces la densidad de los conectores sub-D estándar.
Reemplazando conectores con métodos inalámbricos
Dada la extrema delgadez de muchos dispositivos portátiles, los fabricantes están considerando si pueden reemplazar completamente los conectores por soluciones inalámbricas, lo cual no es la mejor noticia para los fabricantes de conectores.
Dos áreas comunes que están viendo esta dirección son los altavoces inalámbricos y la carga inalámbrica. Después de que Apple reemplazó su conector dock de 30 pines con el nuevo conector lightning de 8 pines que ya no contenía salidas de audio de nivel de línea, los altavoces con docks móviles comenzaron a declinar en popularidad a favor de soluciones inalámbricas. Y la carga inalámbrica ha hecho su aparición en varias laptops y smartphones, seguida por dispositivos vestibles como el Apple Watch, que utiliza carga inductiva inalámbrica. Se espera que esta tendencia continúe con los dispositivos electrónicos portátiles de consumo.
El auge de los productos portátiles ha resultado en una proliferación de nuevas tecnologías de conectores, así como en una expansión de algunos estándares antiguos para adaptarse a las nuevas realidades. Sólo podemos prever que el futuro de la innovación en conectores seguirá siendo impulsado por las tendencias y las necesidades de los consumidores de los dispositivos electrónicos que conectan, comunican y alimentan.
Etiquetas de artículo
