La IA está llegando a una conexión de plegado cerca suyo: ¿Quién lo hubiera pensado?

Tengo que hacer una confesión modesta: incluso en esta época de conectores sofisticados y diminutos y sus arneses de cables, me sigue gustando utilizar conexiones de engarce en muchas aplicaciones si es apropiado. Sin embargo, puede que me esté inclinando por la vanguardia, ya que la NASA ha desarrollado una herramienta de prueba de engarce no destructiva que puede ser la precursora de la IA (inteligencia artificial) aplicada a las pruebas de engarce.

Aunque los conectores de engarce pueden no ser adecuados para el trabajo de RF, siguen siendo una solución viable para la alimentación básica, los circuitos de cierre de interruptores (secos) y el trabajo de baja frecuencia. Al usarlos, es fácil hacer las conexiones necesarias “en el momento”. No requieren soldaduras en lugares difíciles ni configuraciones, son fiables y su conectividad, así como las señales, son fáciles de comprobar sin necesidad de eliminar ni pelar los cables. ¿Qué no puede gustarnos?

Recientemente, los utilicé incluso en la actualización de un sistema de termostato doméstico de tres zonas y sustituí un impenetrable “nido de ratas” de cables desordenado por conjuntos de cables y tiras de terminales limpios, ordenados y etiquetados con terminaciones de terminales de horquilla (Figura 1). La fabricación e instalación en el lugar de los más de 50 cables terminados fue rápida, clara y fácil de comprobar. Además, será fácil actualizarla o solucionar problemas en el futuro si fuera necesario.

Figura 1: La acumulación o el cableado original en este “nido de ratas” para un termostato de tres zonas (izquierda) se sustituyó de forma fácil y prolija utilizando cables y terminales de horquilla engarzados en el lugar (derecha). (Fuente de la imagen: Bill Schweber)

Tampoco soy el único que sigue viendo una función para esta terminación “antigua”. Un vistazo rápido muestra miles de estas terminaciones de engarce en varios estilos (horquilla, anillo, desconexión rápida) para diferentes calibres de cable, en varios colores, junto con herramientas de engarce manuales tipo alicate, así como moldes y engarzadores de alimentación. Molex tiene incluso su kit de conectores 76650-0040 con conectores y herramientas de engarce. Además, usted ni siquiera tiene que fabricar los cables, ya que están disponibles en cientos de longitudes y terminaciones de uso común como artículos en stock, y conseguir que un contratista confeccione los que no son estándar en el exterior es un procedimiento rutinario.

Figura 2: El kit de conectores 76650-0040 incluye una amplia variedad de terminales de engarce (horquilla, anillo, desconexión rápida) en varios colores y tamaños para adaptarse a diferentes calibres de cables; la tenaza engarzadora manual permite un engarce portátil y de bajo volumen para mayor comodidad. (Fuente de la imagen: Molex)

La herramienta proporciona una prueba de conexión de engarce no destructiva

Sigue habiendo un problema con las conexiones de engarce, como con muchas otras terminaciones: hacer una prueba mecánica y eléctrica exhaustiva, además de la continuidad básica. Incluso si la conexión pasa esa sencilla prueba, la terminación puede tener una o más imperfecciones y finalmente terminar estropeándose. Por ejemplo, una fuerza de engarce desigual, un cable desalineado, una presión excesiva (que puede provocar pequeñas grietas en el cable), una presión insuficiente (que suele provocar una conexión intermitente debido a las vibraciones) o la entrada de humedad y la consiguiente corrosión.

Comprobar la calidad de una conexión de engarce desmontándola o sometiéndola a una prueba de tracción hasta el fallo no es una solución, porque eso destruye la conexión sometida a prueba. En cierto modo, es como probar los fusibles: solo se pueden probar mediante un muestreo basado en la producción y la destrucción de una unidad en evaluación. Evidentemente, esto no es práctico en el caso de las conexiones de engarce, ya que muchos de los arneses de cables se fabrican solo en bajo volumen para una instalación específica. Entonces, ¿cómo probar estas conexiones de forma rápida y no destructiva?

El Centro de Investigación Langley de la NASA se tomó muy en serio este problema y su solución es elegante: una unidad basada en ultrasonidos en tiempo real que utiliza un análisis avanzado de señales para decidir si se aprueba o no (Figura 3). El sistema, que está disponible para un otorgamiento de licencia, envía una onda acústica a través del arnés de engarce mientras se está haciendo.

Figura 3: Esta herramienta portátil utiliza técnicas de ultrasonido para evaluar la integridad de una conexión de engarce cuando se está haciendo. (Fuente de la imagen: NASA)

El informe resumido de la NASA, Rapid and Verified Crimping for Critical Wiring Needs (Engarce rápido y verificado para necesidades de cableado críticas), señala que “… a medida que la presión aplicada aumenta y el terminal de engarce se deforma alrededor del cable, la firma ultrasónica que pasa por el engarce se altera. El sistema analiza los cambios en la señal, incluida la amplitud y la frecuencia, como indicación de la calidad de la conexión eléctrica y mecánica entre el cable y el terminal. Con esta técnica, se han comprobado diversos problemas de calidad de engarce, como la falta de plegado, la falta de cables, la inserción incompleta de cables, la eliminación parcial del aislamiento y el calibre incorrecto de los cables” (Figura 4).

Figura 4: El analizador de la NASA puede comprobar la conexión de engarce en tiempo real y proporcionar una calificación de aprobado/no aprobado frente a los múltiples defectos posibles. (Fuente de la imagen: NASA)

Debe admirar el método sofisticado y aparentemente efectivo que desarrollaron para evaluar la calidad de engarce, que, sin embargo, en cierto modo, es bastante sencillo para que lo implemente el usuario. Mejor aún, no se hace después del hecho, sino mientras se hace el engarce. Si hay un problema con el engarce, el operador puede detenerse y averiguar qué está fallando antes de que se produzcan más problemas. Si la conexión se aprueba, el cable puede fijarse inmediatamente al terminal si se desea, y elimina así la necesidad de manipular los cables (a menudo en manojos poco manipulables). La hoja informativa de la NASA sobre el enfoque ofrece más información y los números de patente para la técnica.

Conclusión

Este enfoque de análisis de firmas basado en los ultrasonidos es otro caso de pruebas que utilizan datos acumulados para definir un perfil de aprobado/desaprobado, en lugar de utilizar un único número o conjunto de números. Supongo que a medida que recopilemos más datos, tendremos la capacidad de integrar instrumentación pequeña y de bajo costo (en este caso, el transceptor de ultrasonidos), y desarrollar perfiles de rendimiento y algoritmos inteligentes. Sin duda, veremos más de este enfoque de las pruebas mediante algoritmos fáciles de enseñar a pequeña escala (¿nos atrevemos a llamarlo “IA”?). Existen muchos casos en los que la medición de un número de una sola cifra puede ser inadecuada. Afortunadamente, ahora disponemos de herramientas más potentes para aprovechar los datos acumulados.

Información sobre el autor

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Bill Schweber es un ingeniero electrónico que ha escrito tres libros sobre sistemas de comunicaciones electrónicas, así como cientos de artículos técnicos, columnas de opinión y características del producto. Anteriormente, se desempeñó como administrador técnico de sitios web para diferentes sitios de temas específicos de EE Times, así como editor ejecutivo y editor analógico en EDN.

En Analog Devices, Inc. (un proveedor líder de circuitos integrados analógicos y de señales mixtas), Bill trabajó en comunicaciones de mercadeo (relaciones públicas); como consecuencia, ha estado en ambos lados de la función técnica de relaciones públicas, ha presentado productos, historias y mensajes de la compañía a los medios y también ha sido destinatario de estos.

Antes de ocupar el puesto de MarCom en Analog, Bill fue editor asociado de su respetada revista técnica y también trabajó en sus grupos de mercadeo de productos e ingeniería de aplicaciones. Antes de dichas funciones, Bill trabajó en Instron Corp., donde realizaba prácticas de diseño analógico y de circuitos de alimentación e integración de sistemas para los controles de máquinas de prueba de materiales.

Tiene una maestría en Ciencias en Ingeniería Eléctrica (MSEE) (Universidad de Massachusetts) y una licenciatura en Ingeniería Eléctrica (BSEE) (Universidad de Columbia), es un ingeniero profesional registrado y posee una licencia de radio para aficionados de clase avanzada. Además, Bill planificó, escribió y presentó cursos en línea sobre una variedad de temas de ingeniería, incluidos los conceptos básicos de MOSFET, la selección de ADC y los LED de conducción.

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