Una mirada más allá de los estándares de interconexión

Jessica Knight, Vicepresidente de Ventas en América, Harwin

Respetar los estándares de la industria es fundamental para los profesionales de la ingeniería electrónica. Ahora bien, cumplir estos estándares puede comprometer los objetivos de diseño de los ingenieros. Así ocurre en entornos como la nueva industria espacial, donde prima la demanda de componentes más pequeños, ligeros y económicos.

La dinámica ha cambiado debido al auge del sector espacial privado. A las empresas que ya están muy consolidadas se están sumando muchas empresas nuevas, entre muchas firmas pequeñas tanto de perfil comercial como académico. En general, estas empresas desarrollarán algún tipo de nanosatélite o una pequeña constelación de nanosatélites.

En la mayoría de los casos, los criterios de diseño que deben respetar los proyectos son bastante distintos a aquellos de los participantes tradicionales en este sector. Por encima de todo, será primordial disponer de componentes que optimicen y economicen al máximo los diseños.

Supongamos que los ingenieros consultan la lista de agencias espaciales certificadas. En tal caso, algunos formatos de los conectores incluidos podrían permanecer sin cambios durante años. También es posible que necesiten adaptarse mejor a las limitaciones de peso, tamaño y coste que exige la implementación de nanosatélites. Si se recurre a esos componentes no será factible incorporar toda la funcionalidad requerida en el espacio disponible. Y lo que es más importante, es probable que su peso supere la carga asignada al proyecto al lanzar el cohete.

Es cierto que el cumplimiento de ciertos estándares será obligatorio en algunas situaciones, como los proyectos de financiación pública. En caso contrario, es posible que los ingenieros prefieran productos comerciales que cumplan los criterios de alta fiabilidad y alto rendimiento. Una fuerte resiliencia frente a choques y vibraciones es vital para las condiciones propias de un lanzamiento espacial. Además, una vez en el espacio, un alto nivel de desgasificación garantiza que los conectores no degraden los equipos circundantes o, lo que es peor, que perjudiquen el rendimiento. Al hacerlo aumentan la flexibilidad del diseño y ello les permite abordar las limitaciones sobre la ingeniería en la aplicación ajustándose al presupuesto.

Los productos comerciales de alta fiabilidad no son aplicables únicamente a la nueva industria espacial; los sectores industrial, aeroespacial y de defensa, así como los vehículos eléctricos y la infraestructura de carga también son candidatos ya que el rápido acceso a modelos de conectores comerciales ayuda a acelerar el desarrollo de los productos. También les protegerá frente a los largos plazos de entrega en el caso de que haya escasez pues ofrece más opciones de abastecimiento.

La filosofía de Harwin hacia el diseño del conector se centra por completo en las necesidades del ingeniero. En este sentido, la gama de conectores HRi de la compañía ofrece los atributos en cuanto a alta fiabilidad y rendimiento que los ingenieros necesitan para su diseño además de cumplir los objetivos de peso, tamaño y consumo. Las series de conectores Gecko (compactos y ligeros), Datamate (alta densidad) y Kona (alta potencia) forman parte de este catálogo de interconexión de alta fiabilidad. Estos conectores, que son resilientes frente a choques y vibraciones, se caracterizan por sus excelentes propiedades de desgasificación por lo que son idóneos para cumplir las exigentes directivas establecidas por las agencias espaciales NASA y ESA.

Máximo rendimiento

Para su uso en nanosatélites, entre otras aplicaciones, los conectores Gecko de alta fiabilidad de 1,25mm cubren la fuerte necesidad de ocupar menos superficie en la placa y de reducir el peso total del sistema. Al ofrecer el mayor rendimiento del mercado y una alta disponibilidad comercial, son mucho más adecuados para los modernos proyectos espaciales. Estos conectores tienen una excepcional resiliencia frente a esfuerzos mecánicos e incorporan varios mecanismos de bloqueo para retener la conexión. El rango de temperaturas de trabajo, que abarca desde -65°C hasta +150°C, también es muy ventajoso.

Las versiones de Gecko-MT, que combinan datos (2,8A) y alimentación (10A), suponen para los ingenieros una atractiva alternativa al formato Combi-D/Micro-D. Estos componentes permiten a los ingenieros optimizar aún más sus diseños, así como disminuir el tamaño y el peso con menos cableado. Gracias al menor número de componentes utilizados, los costes de la lista de materiales también se ven reducidos. Demás, la construcción ligera y compacta de estos componentes hace que también puedan ser aptos para vehículos aéreos no tripulados y drones.

Figura 2: Los conectores Datamate Mix-Tek se suministran en configuraciones de contactos de potencia/coaxiales en una sola fila y contactos de señal en dos filas, todo ello en el mismo conector.

Desde su presentación hace casi 40 años, Datamate de Harwin ha sido la gama de conectores preferida en numerosas aplicaciones exigentes y cuenta con un largo historial en el sector espacial. Estos conectores proporcionan una elevada resiliencia frente a choques y vibraciones y pueden resistir temperaturas de hasta +125°C. Al ocupar una pequeña superficie, estos componentes con paso de 2mm de tamaño, peso y consumo optimizados, se adaptan a espacios donde otros conectores de este tipo tendrían dificultades. Al igual que con la gama Gecko, las versiones de Datamate Mix-Tek transportan datos y alimentación en aplicaciones espaciales de tamaño aún más reducido.

Figura 3: Kona es el conector de potencia más avanzado con 60A como máximo por contacto en un paso de 8,5mm.

Con la reciente presentación de la serie Kona, Harwin ha aumentado de modo significativo los niveles de potencia en su gama HRi ya que cada contacto suministra 60A. La combinación de alta potencia y gran fiabilidad es única en este tamaño y este formato. Aunque el paso de contacto de 8,5mm de estos conectores es grande, ocupan un espacio relativamente pequeño en la placa porque necesita menos contactos para suministrar la alta corriente.

Un enfoque práctico a la selección del conector

Como conclusión, está claro que, si bien los estándares deberían ayudar a los ingenieros a encontrar los mejores componentes de interconexión para sus diseños, la realidad es que a veces resulta más complicado de lo que se pueda imaginar. Al aplicar un enfoque más pragmático para escoger el conector, los ingenieros pueden aprovechar las ventajas de disponer de una solución de interconexión de alta fiabilidad cumpliendo sus objetivos de tamaño, peso y consumo, sin verse afectados por problemas en la cadena de suministro.