• Olya Black

Разъемы на печатной плате для радиолюбителей

Что радиолюбителям нужно знать о разъемах на печатной плате


Радиолюбители, добро пожаловать в мир, где используются разъемы для печатной платы. Нас повсюду окружают разъемы USB, RCA, цилиндрические соединители и еще множество других. Они могут передавать энергию, подавать данные на вход и выступать в роли выводов. Возможно, вы уже встречали многие из этих разъемов в вашей электронике. Вы знаете, как они называются? Вы можете рассказать, что они делают? К концу этой статьи вы сможете это сделать.


Сначала освоим жаргон


Если вы планируете работать с разными разъемами, тогда вам нужно знать их язык, повадки, чтобы смешаться с ними! Во-первых, каждый коннектор бывает одного из двух полов – «папа» (male) или «мама» (female). Эти разъемы типа папа-мама и определяют количество циклов соединения и разъединения, то есть они могут быть соединены и разъединены только определенное количество раз прежде, чем сломаются! Например, конструкция USB-разъемов позволяет соединять их тысячи раз, в то время как разъем питания Molex можно соединиться с ответной частью только несколько раз, пока он не упадет лапами кверху.


Разъемы USB в дикой природе: типа «папа» (слева) и типа «мама» (справа), готовые к соединению

Разъемы USB: типа «папа» (слева) и типа «мама» (справа), готовые к соединению



Как же соединяются эти разъемы «папа» и «мама»? Этот процесс называется контактом. На каждом разъеме есть набор металлических деталей, которые касаются друг друга и создают металлический контакт. Естественно, коннекторы не могут просто соединяться с любыми другими коннекторами. Каждый из них имеет собственную полярность, что означает, что они могут быть соединены только в одном положении в зависимости от типа разъема. Вы можете также слышать, что при этом говорят о ключе, который имеется на разъеме.


Превосходный пример того, что такое полярность, показан на рисунке ниже. Это разъем типа XLR. Вы можете заметить выступ, который позволяет ориентировать разъем только одним способом. Вы можете найти такой выступ или другую похожую отметину на почти каждом разъеме.



Видите выступ на верхней стороне разъема кабеля XLR типа «мама»? С помощью него можно присоединить другой разъем только одним способом

Видите выступ на верхней стороне разъема кабеля XLR типа «мама»?

С помощью него можно присоединить другой разъем только одним способом



У каждого разъема есть свой способ защиты, называемый «хвостовик разъема» или «оправка кабеля». Она помогает защитить все нежные детали металлического соединения от поломки, когда его берут в руки, а также от механических вибраций.

В электронике монтаж – это способ присоединения разъема к панели или печатной плате. Это можно сделать с помощью поверхностного монтажа (SMT) или установив разъем в отверстие. Способ монтажа будет также определять угол между разъемом и печатной платой. Разъем может быть параллелен или перпендикулярен печатной плате.



Какие разъемы можно встретить


В современном мире можно найти разъемы повсюду. Они используются для соединения участков электрической схемы на печатной плате с другими устройствами. Каждый разъем имеет собственный уникальный набор характеристик, в том числе они обладают различными физическими размерами, формами, устойчивостью к вибрации и т.п. Но это еще не все - вы можете также сгруппировать разъемы в отличительные семейства – это позволит проще удержать их в голове. Семейства включают в себя:


  • Клеммные колодки. Это семейство разъемов появилось в тот момент, когда инженерам потребовался простой способ соединения электрических проводов, не соединяя при этом физические детали вместе. Вы можете найти клеммные колодки на некоторых печатных платах, где часть клеммных колодок закреплена на печатной плате, а другая часть с проводами может быть удалена по желанию для облегчения процесса замены.


Клеммные колодки


  • Полюсные соединители. Это семейство разъемов похоже на клеммные колодки в том смысле, что они позволяют подсоединять провода к схеме, не требуя при этом механического соединения деталей. Такие соединители можно найти в оборудовании для испытания электроники и в устройствах воспроизведения звука. Эти соединители удерживают присоединенные провода при помощи винтов и зажимов, закрепленных на металлическом выводе.


Полюсные соединители


  • Вилки и гнезда. И, наконец, это семейство разъемов наиболее популярного типа, и именно на них сегодня мы и сосредоточимся. Эти коннекторы включают в себя и разъемы типа «папа», и разъемы «мама», они имеют различное количество контактов, их можно вставлять в гнезда для передачи данных, электропитания, видеоинформации и пр.


Понимание, откуда произошло каждое семейство коннекторов, поможет вам легко понять общие характеристики, которые лежат в основе того или иного семейства. Например, разъем USB принадлежит семейству вилок и гнезд, представители которого бывают двух типов – «мама» и «папа». И не смотря на большое разнообразие USB-коннекторов, у них есть общие для семейства свойства, а различаются они лишь слегка по внешнему виду и способу действия!



USB-коннекторы


USB-коннекторы используются по всюду и применяются совершенно по-разному, в том числе, они соединяют мышь, клавиатуру и ваш компьютер, заряжают ваш смартфон. Наиболее развитые представители даже выступают в качестве дисплейного порта.


Подобно многим другим типам соединителей, USB-коннектор можно подключить только правильной стороной, кроме новых таинственных коннекторов USB-C (подробнее об этом позже!). Они имеют не менее 4 контактов – один для питания, один для заземления, а два оставшихся служат для передачи и приема данных.


Вы также можете заметить, что у USB-коннекторов есть металлическое экранирование, что помогает защитить данные. Это очень удобно, если вокруг жужжит множество шумной электроники. Вот несколько представителей семейства USB-коннекторов, которые можно встретить:


Всевозможные вариации USB-коннекторов наконец-то собрались вместе! От Type-A до Type-C

Всевозможные вариации USB-коннекторов наконец-то собрались вместе!

От Type-A до Type-C


  • USB-A. В наши дни вы встретите вариант типа «мама» данного коннектора почти в каждом компьютере. Он требует для подключения коннектор USB-A типа «папа», а вот разъемы типа «папа» можно найти на флэшках, у клавиатур, мышей и множества других устройств.

  • USB-B. Этот представитель семейства USB-разъемов крепче и толще, чем его сородич USB-A. Он используется там, где размер - не проблема. За счет его большого размера он обладает большей надежностью и долговечностью.

  • USB-Micro. Этот тип USB-коннектора – один из самых молодых потомков семейства USB, заменивший собой разъемы USB-Mini, используемые в миниатюрных электронных устройствах: электронных книгах, смартфонах, внешних жестких дисках, цифровых камерах и пр. Подобно другим представителем семейства USB, разъемы USB-Micro «папа» вставляются в разъемы USB-Micro «мама».

  • USB-C. Последняя эволюция в семействе USB-коннекторов. USB-C обладает прокаченными навыками, в том числе способностью одновременной передачи данных, видео и электропитания. Он как хамелеон! Плюс USB-C – единственный представитель USB-коннекторов, для которого не важна ориентация. Его можно подключить к ответному разъему любой стороной!


Разъемы RCA


RCA-коннектор постепенно входит в список исчезающих видов, его все чаще и чаще заменяют разъемом типа HDMI. Но поскольку разъемы RCA известны с 1940-х годов, их широкое распространение и долгое применение привели к тому, что их часто выбирают для использования в системах домашнего кинотеатра. И никто не знает, когда они вымрут окончательно и вымрут ли вообще. Разъемы RCA могут передавать сигнал один из четырех типов – компонентное видео, композитное видео, стереозвук и звуковой сигнал S/PDIF.



Выглядит знакомо? Кабели RCA используются уже более 50 лет, и все еще широко распространены в системах домашнего кинотеатра

Выглядит знакомо? Кабели RCA используются уже более 50 лет,

и все еще широко распространены в системах домашнего кинотеатра



Звуковые разъемы


Если только вы не являетесь пользователем iPhone 7, то, скорее всего, вы узнаете это звуковой разъем с первого взгляда! Подобно USB, звуковые разъемы различаются по размеру, что также определяет их применение. Звуковые разъемы включают в себя:


  • 1/4" (6,35 мм) – сверх популярны в сообществе производителей музыки и аудио устройств благодаря использованию в электрогитарах и усилителях.


Звуковой разъем 1/4" (6,35 мм)

  • 1/8" (3,5 мм) - лучше подходят для наушников, подключающихся к смартфонам, MP3-плеерам и ноутбукам


Звуковой разъем 1/8" (3,5 мм)
  • 2,5 мм звуковой штекер позволяет использовать один разъем и для подключения наушников, и для подключения микрофона благодаря наконечнику типа кончик-кольцо-кольцо-гильза (TRRS).


Звуковой разъем 2,5 мм

Разъемы для подключения питания


Разъемы для подключения питания – это неуклюжие великаны в диком мире электрических коннекторов, удерживающих на своих плечах ответственность за обеспечение электропитанием всех наших устройств! В дикой природе можно увидеть различные типы разъемов для питания, в том числе цилиндрические соединители, коннекторы Molex, разъемы IEC, штыревые разъемы и разъемы JST.



Цилиндрические соединители


Цилиндрические соединители можно встретить во многих недорогих электронных устройствах, а еще можно заметить их с первого взгляда в корпусах этих громоздких преобразователей перемеренного/постоянного тока. Что самое замечательное в этих соединителях – их способность работать с различными токами и напряжениями, поэтому их и выбирают во всем мире! Будучи электронщиком-любителем и отправляясь в магазин, вам следует обращать внимание на следующие три вещи:


  • Гильза. Это внешний корпус разъема. Он выполнен из пластика или резины. Он бывает 5,5 мм или 3,55 мм в диаметре;

  • Штырь. Это тот самый металлический контакт соединителя, размер которого зависит от размера гильзы. Например, если гильза 5,55 мм, то штырь будет 2,5 мм или 2,1 мм.