Conectores - Como escolher bem (ART1056)

A maioria dos projetistas considera que a função de um conector é simplesmente ligar um circuito a outro, não se preocupando muito com a qualidade desses elementos importantes e quando causam problemas, devido a uma má escolha, demoram para perceber isso. Neste artigo damos algumas dicas importantes sobre a escolha desses elementos de circuito, recomendando que em caso de dúvidas consulte um especialista, um engenheiro da Metaltex (www.metaltex.com.br) que possui em sua linha de produtos uma grande quantidade de tipos de conectores.

Os conectores não são propriamente considerados elementos de um circuito, pois não exercem funções ativas ou passivas como transistores, circuitos integrados, resistores, etc. Os conectores são elementos de hardware de um projeto, e por esse motivo, nem sempre são analisados com a devida atenção pelos projetistas de um circuito.

Assim não é incomum que um circuito seja projetado, simulado e até montado de forma experimental, funcione perfeitamente, mas quando colocado na versão definitiva apresente um problema de funcionamento, justamente onde não se espera: num conector.

 

Linha de conectores APP da Metaltex
Linha de conectores APP da Metaltex

 

Os conectores são importantes, pois através deles passam sinais e a própria alimentação de determinados circuitos, o que significa que falhas ou a escolha imprópria, pode afetar e muito o funcionamento de um projeto.

Os projetistas tendem a considerar apenas o formato apropriado e o número de pinos que se casa com a aplicação, mas existe muito mais a ser analisado. A seguir vamos fazer algumas considerações sobre os conectores que podem ajudar o leitor a ter um pouco mais de respeito por esse importante componente de seu projeto.

 

Conectores circulares da Metaltex
Conectores circulares da Metaltex

 

 

Escolhendo um Conector

Ao escolher um conector para uma aplicação, normalmente devem ser levados em conta os seguintes fatores:

a) Custo - num projeto industrial, em que milhares ou milhões de unidades devem ser adquiridas, uma pequena diferença de custo num conector pode significar muito no total. A relação custo-benefício deve ser cuidadosamente analisada. O conector deve fazer o que precisamos a um custo justo.

b) Robustez - um conector deve ser capaz de suportar o número de vezes que ele vai ser conectado e desconectado. E neste ponto existe uma boa diferença a ser considerada. Existem os conectores que são ligados e desligados diversas vezes ao dia e aqueles que eventualmente só são ligados e desligados uma vez ao ano.

c) Ambiente - o local em que o conector vai trabalhar é muito importante, principalmente se considerarmos as diferenças que existem na prática. Num barco ou num eletrodoméstico as condições são bem diferentes de uma indústria ou num carro onde existe o fator vibração a ser considerado.

d) Tipo de sinal - Nos ambientes eletrônicos, trabalha-se com uma boa quantidade de tipos de sinais elétricos. Temos desde as correntes contínuas intensas ou alternadas de baixas frequências para os circuitos de alimentação até sinais de RF, digital, áudio e outros. Velocidade (frequência) e intensidade devem ser consideradas.

e) Nível de sinal - alimentação e sinais possuem níveis diferentes de sinal. Deve-se considerar a tensão e a corrente dos sinais que vão passar pelo conector. Elas podem variar desde poucos miliampères até muitos ampères e a tensão pode ir de fração de volt a milhares de volts. O conector deve estar preparado para suportá-las.

f) Disponibilidade - existem tipos de conectores padronizados que em caso de necessidade pode ser obter de mais de um fornecedor e existem os tipos especiais que são obtidos apenas de uma empresa. Essa diferença na escolha pode ser importante para um projeto.

 

A Metaltex possui conectores m-ondas em sua linhas de produtos.
A Metaltex possui conectores m-ondas em sua linhas de produtos.

 

 

Analisando as Propriedades de um Conector

Os conectores possuem propriedades elétricas e mecânicas que devem ser analisadas ao se fazer sua escolha tendo em mente os requisitos indicados acima.

 

Estes são alguns conectores para cabos fornecidos pela Metaltex.
Estes são alguns conectores para cabos fornecidos pela Metaltex.

 

 

a) Propriedades mecânicas

Quando se trabalha com um conector que deve transmitir energia (linhas de maior corrente) deve-se estar atento para a resistência de contacto que depende da força com que o conector é inserido e retirado. Uma força muito pequena de inserção e também de retirada (separação dos contactos) pode significar também a confiabilidade do contacto. Esse fator deve ser analisado na escolha de um conector que deva transmitir energia.

Outro fator mecânico de grande importância que deve ser levado em conta na escolha de um conector é a vida útil deste componente. Existem normas para esta propriedade, devendo o projetista estar atento.

 

Os conectores PCI da Metaltex estão disponíveis numa ampla variedade de tipos.
Os conectores PCI da Metaltex estão disponíveis numa ampla variedade de tipos.

 

 

b) Propriedades elétricas

As três principais propriedades elétricas que devem ser analisadas ao se escolher um conector são sua resistência de contacto, isolamento e rigidez dielétrica.

Um bom conector tem uma resistência de contacto muito baixa, na faixa de milionésimos de ohm a milésimos de ohm.

O isolamento deve ser medido entre os elementos de contacto devendo ser da ordem de muitos milhões de ?.

A rigidez dielétrica mede a capacidade do conector de suportar as tensões com que deve trabalhar, com uma tolerância dada pelas especificações sem ocorram centelhamentos.

Além dessas propriedades, temos ainda outros itens importantes que devem ser levados em conta em aplicações específicas.

Um deles é a atenuação de fuga de EMI. Esta propriedade indica de que modo um conector pode influir na blindagem contra irradiação de interferência eletromagnética. Normalmente os conectores são testados na faixa de 100 MHz a 10 GHz.

Também são importantes as características que podem afetar a transmissão de sinais de RF, principalmente no caso de conectores coaxiais. Estas características incluem a impedância, perdas por inserção, coeficiente de reflexão, relação de tensão de onda estacionária (VSWR) além de outras.

Com a utilização cada vez maior de conectores que trabalham com sinais digitais temos ainda características específicas que devem ser consideradas como a modulação cruzada (crosstalk), retardo de propagação, retardo (skew) e outras.

 

 

Estes são alguns conectores para Telecom disponíveis na linha da Metaltex.
Estes são alguns conectores para Telecom disponíveis na linha da Metaltex.

 

 

c) Performance ambiental

São diversas as características que devem ser observadas quando escolhemos um conector em função do ambiente em que ele deve trabalhar.

A faixa de temperaturas normalmente vai de -65 a +200º C a não ser em casos especiais. Leve-se em conta que nos conectores de altas correntes, calor é gerado nos contactos. Em alguns casos, a faixa de temperatura especificada para o conector leva em conta a temperatura gerada nos contactos na faixa de corrente especificada.

A entrada de poluentes ou sujeira afeta o contacto e o isolamento, causando também a corrosão da partes metálicas. Os conectores devem ser testados com umidades de 90 a 95% e uma faixa determinada de temperaturas por um período de pelo menos 96 horas. Alguns testes são mais rígidos, dependendo da aplicação do conector.

Resistência à presença de sal, também deve ser especificada, principalmente nas aplicações marítimas.

 

Conclusão

A idéia do plug-and-play não é tão simples nas aplicações que exigem confiabilidade de um produto e isso pode ser sentido pelo que abordamos neste artigo.

Se você tiver dúvidas ainda de como escolher um conector para sua aplicação, consulte um engenheiro da Mataltex.

 


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