Una descripción general sobre los conectores a prueba de agua y las clasificaciones de IP

Con el alza continua de componentes electrónicos portátiles y endosables, nunca antes había existido una mayor necesidad de dispositivos cotidianos que toleren la exposición al polvo y a la humedad. Los usuarios finales esperan productos que sobrevivan a una caída en la tierra o a una zambullida accidental en el agua. La capacidad de resistencia también es esencial en otras aplicaciones de IoT, particularmente, aquellas destinadas al uso en exteriores o en entornos industriales. Sin embargo, lograr este nivel de protección contra la humedad, el polvo y otras partículas necesita abordarse a nivel de componente, y diseñarse en esa fase temprana, para así no comprometer la confiabilidad.

Los conectores, componentes comunes encontrados en prácticamente cualquier aplicación, representan un punto de entrada posible para estos peligros que impactan negativamente la operación de un sistema general. Si bien las aplicaciones, los componentes y los conectores con clasificación de IP están creciendo en cuanto a popularidad y comprensión, ¿cuáles son las diferentes categorías de las clasificaciones de IP y qué consideraciones en cuanto a diseño deben examinarse cuando se selecciona un conector con clasificación de IP?

Clasificación de IP: los conceptos básicos

Las clasificaciones de protección de ingreso (IP) están definidas en el estándar IEC 60529, en donde se utiliza una escala estandarizada donde el prefijo IP es seguido por dos números: el primer número representa la protección contra sólidos y el segundo representa la protección contra líquidos. También existen equivalentes nacionales o regionales del estándar, tales como el ANSI 60529 (Estados Unidos) y el EN 60529 (Europa)

Figura 1: Estructura de código de clasificación de IP (Fuente de la imagen: Same Sky)

Los números en el código de la clasificación de IP se definen más profundamente en la tabla a continuación (Figura 2). Por ejemplo, una clasificación de IP56 significa que la pieza está protegida contra el polvo, mientras ofrece protección contra chorros de agua poderosos.

Figura 2: Categorías de clasificaciones de IP (Fuente de la imagen: Same Sky)

Selección de conector de clasificación de IP

Los conectores externos expuestos son un punto de entrada común para que el agua y el polvo penetren en un dispositivo. Determinar el uso previsto de una aplicación en una etapa temprana es de vital importancia debido a que así se seleccionan los conectores expuestos con una clasificación de IP que cubrirá los requisitos mínimos del sistema.

La necesidad más frecuente de conectores con clasificación de IP puede encontrarse en un dispositivo con puertos externos, tales como de audio, USB o un jack de alimentación CC. Una clasificación de IP adecuada en este caso protegería cualquier circuito interno de una entrada de agua y polvo inesperada cuando no se encuentra conectada una clavija de conexión o equipo externo. Entre otros ejemplos, se incluyen conexiones industriales cable a cable, podría ser necesaria una combinación de conector y clavija de conexión que esté completamente sellada cuando se acople. Esta conexión completamente sellada puede impedir que el polvo y la humedad interrumpan las señales o dañen los componentes expuestos al agua a alta presión o incluso a la inmersión total cuando se encuentre en funcionamiento.

Figura 3: Clavija de conexión y cable conector con interfaz de bloqueo y sellado (Fuente de la imagen: Same Sky)

Sin embargo, es importante aclarar que las clavijas de conexión y los conectores con clasificaciones de IP individuales no crean automáticamente una conexión de clasificación de IP. A menos que un diseño integre un mecanismo de sellado adicional como la interfaz del terminal de tornillo en la Figura 3, todavía son susceptibles al ingreso de polvo y humedad en la interfaz de conexión (Figura 4). Si la interfaz no fue adecuadamente sellada podría interrumpir señales o causar daño en el circuito interno.

Figura 4: Una conexión típica es todavía susceptible al polvo y a la humedad (Fuente de la imagen: Same Sky)

Conclusión

Así como los dispositivos portátiles crecen en popularidad, también lo hace la necesidad de componentes más resistentes. Same Sky ofrece una variedad de conectores de clasificación de IP67 incluidos los receptáculos USB, jacks de audio de 3.5 mm, y jacks de alimentación CC para entregarles a los diseñadores flexibilidad adicional en aplicaciones resistentes. Al desarrollar una junta con forma personalizada o una junta tórica para proporcionar un sellado efectivo, estos conectores pueden lograr una protección contra el polvo y una inmersión total de hasta 1 metro en un estado no conectado.

Figura 5: Conector USB UJ31-CH-3-MSMT-TR-67y jack de alimentación CC PJ-001AH-67 de Same Sky (Fuente de la imagen: Same Sky)