Especificaciones de USB para seleccionar los cables, clavijas y jack adecuados

Los cables, conectores y jack USB (bus serie universal) se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones industriales, como sensores industriales, módulos de control, señalización digital, terminales de puntos de venta y mucho más. La clave para incorporar el producto adecuado a una aplicación es recordar que las distintas generaciones de dispositivos USB afectan directamente al rendimiento.

Hace tiempo que el USB es el estándar para conectarlo todo: teclados, ratones, cámaras, cargadores de teléfono, computadoras y adaptadores de pared. Estos conectores se utilizan para transferir datos y energía entre dispositivos. Los primeros cables y conectores USB solo podían transferir datos a velocidades lentas de hasta unos 12 Mbps, hasta que en el año 2000 se introdujo el USB 2.0. Fue entonces cuando el impulso hacia mayores velocidades de los dispositivos empezó a crecer rápidamente.

En este artículo, se abordará el necesario conocimiento detallado de los distintos tipos de conectores y cables USB, así como sus capacidades, con el fin de proporcionar la información necesaria para realizar la selección adecuada para una aplicación específica.

Versiones USB y sus capacidades

USB 2.0 ofrecía 480 Mbps a sus usuarios, un aumento de velocidad más de 40 veces superior a la oferta USB original de los años 90, que solo podía manejar 12 Mbps. La versión más reciente se diseñó con cuatro hilos conectores y podía interconectar dispositivos con longitudes de cable de hasta 30 metros (98 pies). Aunque se consideraban capaces de transferir datos a alta velocidad, estos cables no admitían vídeo. Los conectores y cables podían soportar una corriente de hasta 500 mA, mientras que la versión anterior no. El cableado de cuatro hilos utilizaba hilos blancos y verdes para la transferencia de datos, mientras que los hilos rojos y negros se utilizaban para la alimentación: rojo para 5 voltios y negro para tierra. USB 2.0 puede identificarse fácilmente por el interior negro del puerto del conector. Estas capacidades USB actualizadas permitieron una mayor flexibilidad en múltiples aplicaciones de la época y siguen siendo relevantes hoy en día.

Ocho años después de la introducción del USB 2.0, llegó el USB 3.0. La versión 3.0 proporcionó a los usuarios velocidades de datos aún mayores -10 veces superiores, para ser exactos- y se consideran dispositivos SuperSpeed. Estos cables y conectores pueden soportar transferencias de datos de vídeo. Los cables y conectores USB 3.0 se diseñaron para transferir datos a velocidades de 4800 Mbps (casi 5 GB). Esta velocidad de transferencia superrápida resulta muy útil para hacer copias de seguridad o transferir grandes cantidades de datos desde y hacia un disco duro o un controlador. Los cables adicionales se utilizan para proporcionar comunicaciones bidireccionales simultáneamente. Los fotógrafos profesionales están muy interesados en utilizar conectores USB 3.0 debido a su necesidad de transferir imágenes de alta resolución entre varios dispositivos, así como de cargarlas en computadoras de red de alta velocidad.

La versión USB 3.0 era más rápida, pero sólo podía interconectarse a dispositivos con un cable de 18 medidores de longitud. Los conectores de nueve hilos de la unidad, en lugar de los conectores de cuatro hilos del USB 2.0, proporcionaron el entorno adecuado para el aumento de velocidad y ancho de banda que debían manejar los dispositivos. La tecnología también permitió que los cables y conectores fueran compatibles con una corriente de hasta 900 mA, además de proporcionar una mayor eficiencia energética para su uso con dispositivos que consumen mucha energía.

Tenga en cuenta que los conectores de la versión estándar USB 2.0 y los conectores estándar USB 3.0 ofrecen especificaciones radicalmente distintas. Asegúrese de adaptar una aplicación a las capacidades específicas de los conectores USB y cables que piensa incorporar. Los conectores USB 2.0 pueden reconocerse porque los puertos USB 2.0 son negros, mientras que los puertos USB 3.0 son azules. Los dispositivos USB 3.0 son compatibles con versiones anteriores y funcionan con otras versiones de USB, como USB 2.0. Sin embargo, la conexión estará limitada a la velocidad máxima del USB 2.0. Aproximadamente en 2012, el USB 3.0 se utilizaba en todas las computadoras nuevas y se convirtió en un estándar de fabricación. Estos dispositivos se encuentran en la mayoría de las industrias que utilizan cables USB para conectar desde sensores y transductores hasta concentradores de datos, controladores y computadoras.

Cables USB y conjuntos de cables

Una oferta completa de cables USB y conjuntos de cable está disponible en múltiples configuraciones y combinaciones de GlobTek, Inc, incluyendo configuraciones no estándar basado en los requisitos específicos de aplicación de un cliente.

Toda su línea de arneses de cables USB cumple los estándares USB 2.0, USB 3.0 y/o USB 3.1 y se presenta en una amplia variedad de longitudes apantalladas y sin apantallar. También hay disponibles otras opciones de conectores de cable, como clavijas de conexión de CC y terminaciones de corte romo o peladas y estañadas. Los arneses de cables están revestidos de PVC o TPE, material libre de halógenos. Además, también están disponibles bajo pedido sobremoldeados de conectores USB personalizados con características adicionales.

Para los arneses de cables y cordones, GlobTek, Inc. ofrece una amplia variedad de longitudes a partir de 100 mm y más, así como múltiples colores para su uso en equipos sensibles donde la identificación visual rápida es una ventaja definitiva. Muchos productos ya están disponibles con terminaciones, clavijas de conexión y receptáculos estándar ya instalados.

Los tipos USB tienen usos específicos en la mayoría de los entornos comerciales e industriales. Por ejemplo, los USB de tipo A se utilizan con tomas de corriente y ordenadores para cargar dispositivos. Dado que estos conectores y cables, como el USBA2C1MOUSBCR que se muestra en la Figura 1, solo se introducen en el puerto del dispositivo de una forma, los usuarios no pueden conectarlos incorrectamente con facilidad. Los puertos USB de tipo B suelen utilizarse para conectar dispositivos periféricos -como impresoras, escáneres y discos duros externos- a una computadora o controlador. Estos conectores no son tan comunes como los de uso general.

Figura 1: Se muestra el USBA2C1MOUSBC(R), una clavija macho USB 2.0 Tipo-A a clavija macho Tipo-C que incorpora un cable no apantallado de 1,00 metros. Los conectores USB Tipo-A solo pueden introducirse en el puerto del dispositivo de una forma, por lo que los usuarios no pueden conectarlos de forma incorrecta. (Fuente de la imagen: GlobTek, Inc.)

Productos como el USBCM302M0MICBMMBKR, que se muestra en la Figura 2, se utilizan para dispositivos móviles, como teléfonos móviles, tabletas, reproductores MP3 y cámaras, así como medidores portátiles o unidades de control utilizadas en entornos industriales. El USB Tipo-B micro permite leer datos sin estar conectado a una computadora en aplicaciones como unidades flash o memorias extraíbles conectadas directamente a un dispositivo. Al igual que los conectores de tipo A, estos dispositivos sólo se introducen en un puerto de una forma y pueden dañarse si no se hace así.

Figura 2: El USBCM302M0MICBMMBKR, USB Tipo-B micro macho a Tipo-C macho con cable blindado de 2,00 metros que se muestra, se utiliza a menudo para conectar dispositivos directamente a unidades flash o lápices de memoria sin necesidad de conectarse a través de una computadora. (Fuente de la imagen: GlobTek, Inc.)

El dispositivo conector más reciente es el USB Type-C. Estos conectores y cables, como el USBCM311M0USBCMMMWHR que se muestra en la figura 3, están diseñados específicamente para la transferencia de datos a alta velocidad y un mayor flujo de corriente, lo que permite que los dispositivos se carguen más rápidamente. A diferencia de otros conectores tipo USB, el USB Type-C se puede clavar en un dispositivo en cualquier dirección.

Figura 3: El USBCM311M0USBCMMMWHR es un cable USB-C macho a USB-C macho blindado de 1 metro de longitud capaz de manejar velocidades de datos de 10 Gbps. (Fuente de la imagen: GlobTek, Inc.)

Conclusión:

Los conectores USB y los arneses de cables son parte integrante de la vida cotidiana. Estos ensamblajes han llegado a casi todos los hogares para interconectar computadoras portátiles y de escritorio a múltiples periféricos, así como para conectar teléfonos móviles y tabletas a fuentes de alimentación. Los componentes USB también se utilizan en automatización, donde es esencial la transferencia de datos a alta velocidad entre computadoras y sensores y transductores remotos. Las certificaciones de GlobTek y su compromiso con la calidad la sitúan como una fuente fiable capaz de satisfacer las demandas de consumidores y fabricantes por igual.