Conexión entre placas de circuito impreso para la industria
En los últimos años ningún otro concepto de moda ha impulsado tanto al sector de la producción industrial y la automatización como el de “smart factory” o “fábrica inteligente”. Mercados tan diversos como los de EE.UU., Europa y China coinciden en las implicaciones de esto: la producción industrial debe estar más interconectada, ser más eficiente, más inteligente y, por lo tanto, más competitiva a nivel internacional. Unos conectores para realizar las conexiones entre placas de circuito impreso que sean robustos son un paso importante en esta dirección (Fig. 1, imagen principal).
Equipos conectados en red de forma inteligente
Uno de los motores de esta mayor competitividad debería ser el desarrollo de medios de producción que conduzcan a un mayor rendimiento, a líneas de producción más flexibles, y a unos costes de fabricación más bajos. Para el año 2020 existen análisis que pronostican casi 20.000 millones (IDC, 2016), 30.000 millones (Gartner, 2017) o incluso hasta 50.000 millones (CISCO IBSG, 2011) de “cosas“ conectadas en red. Así que, incluso tomando el pronóstico más cauteloso, esto significaría que en sólo dos años habrá casi tres veces más cosas comunicándose entre sí que personas en el mundo. Además de los omnipresentes equipos inteligentes, también se incluyen en el grupo de cosas conectadas los dispositivos inteligentes de producción industrial: controladores, fuentes de alimentación, módulos E/S, HMIs (interfaces hombre-máquina) y muchos más.
Estos dispositivos se han vuelto más inteligentes en los últimos años. Sus componentes electrónicos, tales como los procesadores, pueden producirse cada vez de forma más competitiva y, por lo tanto, se han vuelto cada vez más potentes y numerosos. Junto con sus componentes, los propios equipos electrónicos industriales se han hecho cada vez más pequeños, más potentes y más numerosos. Como resultado de ello tenemos, trasladada desde las antiguas unidades centrales y estrictamente jerárquicas, más inteligencia descentralizada en campo.
Altas exigencias
A medida que aumenta el número de participantes en campo, también aumenta la necesidad de conectarlos en red, de equiparlos con electrónica e interfaces apropiados para la transmisión de señales, datos y energía, y de protegerlos de las condiciones ambientales adversas. Los interfaces electromecánicos juegan un papel importante en este sentido: son la clave para aprovechar el potencial de miniaturización y hacer que los equipos sean más fiables y flexibles en aplicaciones industriales. Sin embargo, la suciedad, las vibraciones, las altas temperaturas y la radiación electromagnética imponen grandes exigencias a los componentes pasivos. Phoenix Contact responde a estas exigencias con la nueva serie Finepitch de conexión electrónica, ideada para conectar internamente varias placas de circuito impreso entre sí. Tanto la familia de conectores en paso 1,27 mm, como la de paso 0,8 mm, son ideales para la conexión interna de los equipos que dispongan de varias placas de circuito impreso. Gracias a las variantes horizontales y verticales de los conectores, los fabricantes de equipos pueden implementar montajes de PCBs en paralelo, coplanares o perpendicuales, ofreciendo así disposiciones electrónicas flexibles para las diferentes aplicaciones que puedan requerirse (Fig. 3).
Flexibilidad total
Todos los conectores Finepitch para conexión entre placas están diseñados para corrientes de hasta 1,4 A, y para tensiones de hasta 500 V CA, ofreciendo soluciones desde 12 hasta 80 polos. La protección contra la inversión de polaridad es especialmente importante en los pasos compactos para evitar los daños que pueden ocasionarse a los metales de contacto cuando los conectores se conectan entre sí, y también para garantizar conexiones estables a largo plazo dentro del equipo. Es por esto que todos los conectores placa a placa Finepitch están polarizados. La geometría especial de la carcasa aislante evita de forma fiable que los conectores hembra y macho se conecten erróneamente.
Diseño mecánicamente robusto
Los contactos de doble cara de ambas familias de producto entran en contacto con las superficies doradas de los metales y garantizan así una fuerza de contacto óptima en todo momento, incluso con los efectos de choques elevados de hasta 50 g. Como ventaja adicional de su diseño robusto resisten hasta 500 ciclos de conexión y desconexión sin afectar la estabilidad electromecánica (Fig. 4). La serie Finepitch 1.27 no apantallada es adecuada para alturas de apilamiento desde 8 hasta 13,8 mm y, gracias a los conectores hembra preconfeccionados con cables planos, permite aplicaciones de cable a placa para los casos en que las distancias entre las placas de circuito impreso son mayores que la altura de apilamiento máxima. La serie Finepitch 0,8 mm ofrece soluciones especialmente compactas para la transmisión de datos a alta velocidad, llegando hasta 16 Gbps. Dependiendo de la aplicación y del grado de protección requerido, están disponibles versiones no apantalladas y versiones con apantallamiento lateral metálico para lograr una máxima integridad de los datos. Los contactos ScaleX de diseño hermafrodita de esta familia de conectores, más compactos y sumamente robustos, permiten alturas de apilamiento desde 6 hasta 12 mm.
El nuevo sistema de contacto ScaleX no sólo garantiza una estabilidad mecánica especialmente alta, sino también permite altas tolerancias en la conexión para los conectores macho y hembra que, por razones de producción y montaje, pueden posicionarse espacialmente de forma diferente dependiendo del momento. El alcance de la serie Finepitch 0.8 es de +/-0.7 mm por eje y las tolerancias angulares para el acoplamiento son de hasta +/-4° en la dirección longitudinal y +/-2° en la dirección transversal. Gracias a estas altas tolerancias se compensa el desplazamiento mecánico entre las placas de circuito impreso.
Solución sencilla para procesos SMT
Los nuevos conectores para conexión entre placas de la serie Finepitch son ideales para su integración en procesos SMT totalmente automatizados. Las superficies estañadas y especialmente moldeadas con forma de ala de gaviota proporcionan una gran superficie de contacto con las almohadillas de soldadura, lo que mejora la estabilidad mecánica entre el conector y la superficie de la placa de circuito impreso. Las superficies de soldadura están diseñadas de tal manera que permiten la soldadura por encima, lo que es siempre necesario cuando la placa de circuito impreso se monta por ambos caras. Las versiones no apantalladas también permiten la inspección óptica automática (AOI) y se suministran en embalajes en rollo, apropiados para los requisitos del proceso de montaje automatizado.
Miniaturización y modularización de la inteligencia en campo
Los conectores para interconexión de placas de circuito impreso de las series Finepitch 0,8 mm y 1,27 mm ofrecen soluciones ideales para la conexión flexible de varias PCBs en equipos electrónicos industriales. Sus sistemas de contacto especialmente robustos permiten diferentes disposiciones de las placas y alturas de apilamiento, lo que hace posible el diseño de equipos flexibles y modulares. Phoenix Contact sigue así la tendencia hacia la miniaturización y la modularización de la inteligencia en campo. La gran ventaja para los fabricantes de equipos es que pueden obtener interfaces probadas y fiables para la transmisión de señales, datos y potencia de una sola fuente y, por lo tanto, pueden ofrecer equipos altamente adaptables a una “fábrica inteligente“, independientemente de la ubicación y de las condiciones del mercado local.
