Spis treści:
- 1 Konektor – co to jest i do czego służy?
- 2 Konektory w elektronice
- 3 W jakim celu korzysta się z konektorów w konstrukcji urządzeń elektronicznych?
- 4 Konektory szpilkowe (goldpiny)
- 5 Konektory typu JST
- 6 Konektory z zaciskami śrubowymi
- 7 Konektor okrągły zasilający
- 8 Oczka lutownicze dla przewodów
- 9 Konektory typu MOLEX
- 10 Konektory typu FFC/FPC
- 11 Konektory IDC
- 12 Konektory koncentryczne do anten
- 13 Konektory do połączeń do transmisji dźwięku i obrazu
- 14 Konektory DIN
- 15 Konektory USB
Konektor – co to jest i do czego służy?
Pomiędzy poszczególnymi podzespołami w układach elektronicznych i urządzeniach elektrycznych są wykonywane połączenia przewodzące. Jedną z metod połączeń jest użycie konektorów.
Konektory w elektronice
W tym artykule przedstawiono najpopularniejsze rodzaje konektorów elektrycznych stosowanych w elektronice.
W jakim celu korzysta się z konektorów w konstrukcji urządzeń elektronicznych?
Złącza odgrywają bardzo ważną rolę w sprzęcie elektronicznym i elektrycznym. Najważniejsze jest użycie odpowiedniego złącza do właściwego zastosowania i jego parametrów. Jest to niezwykle istotne nie tylko pod względem bezpieczeństwa, ale także w produkcji płytek drukowanych i produktów, aby wytwarzać wydajne i opłacalne produkty. Dlatego producenci stworzyli szeroką gamę unikalnych złączy elektronicznych zaprojektowanych tak, aby pasowały do aplikacji lub produktu. Istnieją również złącza, które są bardzo uniwersalne – można je znaleźć prawie we wszystkich produktach elektronicznych, których używa się na co dzień.
Konektory szpilkowe (goldpiny)
Konektory szpilkowe w wersji męskiej lub żeńskiej są najczęściej stosowane w obwodach drukowanych. Złącza te są niedrogie i powszechnie dostępne. Występują w płytach rozwojowych, tabliczkach zaciskowych, modułach czujników itp. Dzięki temu można łatwo podłączyć dowolny moduł PCB i wyjąć go w dowolnym momencie. Goldpiny są najczęściej używane w obwodach prądu stałego niskiego napięcia zarówno w liniach zasilających, jak i danych. Dostępne są w urządzeniach przelotowych lub THT oraz do montażu powierzchniowego lub SMD. Wszechstronność goldpinów wynika głównie z możliwości ich układania lub rozkładania odpowiednio do wymagań aplikacji. Goldpiny występują w różnych rozmiarach rastra wyprowadzeń, najczęściej spotykane to 2,54 mm (0,1″). Dostępne są często w długich paskach z wieloma pinami, które można łatwo odłamać do odpowiedniej liczby pinów.
Konektory typu JST
Konektory JST są podobne do goldpinów pod względem użyteczności, ale mają więcej zalet. Złącza JST służą do łączenia dwóch różnych płytek PCB lub modułów. To złącze jest używane zarówno do zasilania, jak i transmisji danych. Występuje ono w wersji męskiej i żeńskiej, gdzie zwykle złącze męskie znajduje się na płytce drukowanej, a złącze żeńskie wraz z przedłużonym kablem łączy się z urządzeniem peryferyjnym, które musi być połączone z płytką drukowaną. W tym przypadku stosuje się kable taśmowe. Konektor JST jest zamknięty w plastikowej obudowie, która chroni cienkie szpilki przed wygięciem pod wpływem zewnętrznego nacisku. Ta plastikowa obudowa ma również mechanizm blokujący, który uniemożliwia łatwe rozłączenie złączy. Złącza JST różnią się liczbą posiadanych pinów. Powszechnie stosowane są warianty 2-, 4-, 6- i 8-pinowe.
Konektory z zaciskami śrubowymi
Zacisk śrubowy jest rodzajem złącza, który najczęściej służy do zasilania obwodów drukowanych. To złącze może z łatwością obsługiwać wysokie natężenie i napięcie, dlatego jest dobrym rozwiązaniem zarówno do zastosowań AC, jak i DC. Śruby zabezpieczają połączenie przewodu ze złączem. Najczęściej spotykany jest wariant 2-pinowy, ale można znaleźć również warianty 4-, 6- i 8-pinowe. Metalowy zacisk jest osłonięty plastikiem, aby zapobiec zwarciom lub innym zagrożeniom porażenia prądem.
Konektor okrągły zasilający
Złącze okrągłe typu DC to złącze zasilania używane głównie do zasilaczy prądu stałego, zwłaszcza adapterów ściennych. Występuje w różnych średnicach – rozmiar złącza męskiego i żeńskiego powinien pasować do zastosowania. Konfiguracja końcówki tego złącza zapobiega niewłaściwemu użyciu. Dostępne są zarówno warianty do montażu na płytce drukowanej, jak i do obudowy lub na przewód. Cylindryczny kształt konektora zapobiega przypadkowemu odwrotnemu podłączeniu. Tuleja tego złącza zwykle łączy się z masą zasilacza, a końcówka łączy się z dodatnim biegunem zasilacza.
Oczka lutownicze dla przewodów
Są to powszechnie stosowane złącza zasilania. Występują w różnych kształtach, rozmiarach i często są izolowane. Używane są w zastosowaniach przemysłowych ze względu na odporność na obciążenia mechaniczne. Najbardziej znane są złącza typu Ring, Fork, Spade i Butthead. Przewody do tych złączy są zwykle lutowane, zaciskane lub spawane w celu wykonania mocnych połączeń. Złącza te występują w różnych grubościach, a ich maksymalna obciążalność prądowa zależy od ich wielkości i rodzaju użytego w nich metalu.
Konektory typu MOLEX
Złącza Molex przypominają złącza JST, ale rozstaw pinów jest zwykle duży. Są one używane w aplikacjach energetycznych, w zasilaczu ATX komputera, płytach głównych, dyskach twardych i innych urządzeniach peryferyjnych. Złącze ma cylindryczne kołki sprężynowo-metalowe pasujące do cylindrycznych gniazd sprężynowo-metalowych. Styki i gniazda są zakryte plastikową obudową. Typowe złącze ma od 2 do 24 styków w formacie jednorzędowym lub dwurzędowym, w zależności od zastosowania. Styki i gniazda znajdują się w jednej obudowie z mechanizmem blokowania biegunowości, aby zapewnić prawidłową orientację.
Konektory typu FFC/FPC
Lekkość i większa elastyczność to dwie ważne cechy tego złącza. Najczęściej spotykane w telefonach komórkowych, laptopach, aparatach fotograficznych, wyświetlaczach i innych nowoczesnych gadżetach, w których kabel musi być zgięty i używany w ograniczonej przestrzeni. Ten typ złączy ma płaski materiał przewodzący na elastycznym kablu. Jest to zminimalizowana forma zwykłego kabla taśmowego, przeznaczona do zastosowań w urządzeniach elektronicznych o wyższej skali integracji elementów. Na końcach taśmy FFC/FPC jest umieszczone dodatkowe zgrubienie wzmacniające, które ułatwia podłączanie i odłączanie oraz zabezpiecza taśmę przed uszkodzeniem.
Konektory IDC
Złącza IDC lub złącza Insulation-Displacement są wykorzystywane, gdy konieczne jest połączenie wielu równoległych połączeń na płycie. Dość często używane są do przesyłania danych między tablicami. Najczęściej występują w złączach sieciowych i sygnałowych, ekranach LCD itp. Wykonane są przy użyciu ostrych ostrzy wciskanych przez kabel taśmowy. Chociaż pierwotnie konektory zostały zaprojektowane do łączenia tylko przewodów jednożyłowych, technologia IDC została ostatecznie rozszerzona również na przewody wielożyłowe, aby zaoszczędzić trochę miejsca na montaż. Złącze jest też wyposażone w mechanizm blokujący, który zapobiega przesuwaniu się kabla lub odłączaniu od płyty.
Konektory koncentryczne do anten
Złącze RF jest specjalnym rodzajem złącza koncentrycznego używanego specjalnie do zastosowań radiowych o wysokiej częstotliwości. Występują w odbiornikach sygnału telewizyjnego i antenach WiFi, gdzie zapewniają lepszą jakość sygnału. Ten typ złącza wykorzystuje wiele przewodów owiniętych wokół jednego przewodu, który działa jak ekran. Jego koncentryczna konstrukcja zmniejsza zakłócenia sygnału i straty mocy.
Konektory do połączeń do transmisji dźwięku i obrazu
Tego typu konektor jest powszechnie znany jako gniazdo słuchawkowe 3,5 mm – prawie każdy smartfon ma jedno z nich. Na rynku dostępne są również inne wymiary tego złącza. Obsługuje zarówno wejście, jak i wyjście audio i zwykle ma 3 lub 4 połączenia koncentryczne – końcówkę, pierścień i tuleję.
Konektory DIN
Jest to rodzaj okrągłych złączy, które zostały wstępnie znormalizowane przez DIN dla analogowych sygnałów audio. Złącza DIN mają 3 lub więcej metalowych pinów umieszczonych wewnątrz przewodzącego pierścienia. Wtyki i gniazda DIN mają wycięcie zapewniające prawidłową orientację wtyczki i gniazda. Ten typ złącza jest zwykle używany w analogowych aplikacjach audio, takich jak wejścia głośnikowe, a także w urządzeniach MIDI do cyfrowej komunikacji pomiędzy instrumentami muzycznymi.
Konektory USB
USB to standardowy protokół dla złączy do przesyłania danych oraz do zasilania. Tego rodzaju konektory są najczęściej spotykane w smartfonach, komputerach i innych urządzeniach peryferyjnych. Standardowy port USB zawsze składa się z portu VCC, GND, DIN i DOUT i zwykle działa z zakresem napięcia 5 V.
Standardowo wyróżniamy trzy rodzaje konektorów USB:
- typ A – spotykany najczęściej w komputerach osobistych, ładowarkach i innych urządzeniach elektroniki konsumenckiej;
- typ B – występuje w takich urządzeniach, jak drukarki, płytki Arduino UNO i klony kompatybilne, nowoczesne elektroniczne instrumenty muzyczne (syntezatory, automaty perkusyjne, sekwencery i inne procesory dźwięku);
- typ C – najnowsza iteracja w tej serii; jest wydajniejszy i zdolny do przesyłania danych z dużą prędkością, zapewnia maksymalną przepustowość prądu elektrycznego wśród wszystkich złączy USB.
