D-subminiatura - D-subminiature

Un conector DE-9 macho (enchufe)
Conector macho 13W3 (enchufe)

El D-subminiatura o D-sub es un tipo común de conector eléctrico . Reciben su nombre por su característico escudo metálico en forma de D. Cuando se introdujeron, los D-subs se encontraban entre los conectores más pequeños utilizados en los sistemas informáticos.

Descripción, nomenclatura y variantes

Densidad normal de conectores de tamaño DA, DB, DC, DD y DE
El conector DB13W3 con tres conexiones coaxiales y diez pines ordinarios

Un D-sub contiene dos o más filas paralelas de clavijas o enchufes generalmente rodeados por un escudo de metal en forma de D que proporciona soporte mecánico, asegura la orientación correcta y puede apantallar contra interferencias electromagnéticas . Los conectores D-sub tienen género : las partes con contactos de clavija se denominan conectores o enchufes macho , mientras que las que tienen contactos de enchufe se denominan conectores o enchufes hembra . El blindaje del enchufe encaja firmemente dentro del blindaje del enchufe. Los conectores montados en panel generalmente tienen 4-40 tornillos sin cabeza que aceptan tornillos en la cubierta del conector del extremo del cable que se utilizan para bloquear los conectores juntos y ofrecer alivio de tensión mecánica, y se pueden apretar con un dado hexagonal de 3/16 "(o 5 mm). Ocasionalmente las tuercas se pueden encontrar en un conector de extremo de cable si se espera que se conecte a otro extremo de cable (vea el macho DE-9 en la imagen). Cuando se utilizan cables apantallados , los apantallamientos se conectan a las pantallas generales de los cables. Esto crea una pantalla eléctricamente continua que cubre todo el sistema de cables y conectores.

Cannon introdujo la serie D-sub de conectores en 1952. El sistema de numeración de piezas de Cannon utiliza D como prefijo para toda la serie, seguido de A , B , C , D o E que indica el tamaño de la carcasa, seguido de el número de clavijas o enchufes, seguido de P (enchufe o clavijas) o S (enchufe) que denota el género de la pieza. Por lo general, cada tamaño de carcasa (consulte las excepciones a continuación) corresponde a un cierto número de pines o enchufes: A con 15, B con 25, C con 37, D con 50 y E con 9. Por ejemplo, DB-25 denota una D -sub con un tamaño de carcasa de 25 posiciones y una configuración de contacto de 25 posiciones. Los contactos en cada fila de estos conectores están espaciados 326/3000 de una pulgada, o aproximadamente 0.1087 pulgadas (2.76 mm), y las filas están espaciadas 0.112 pulgadas (2.84 mm); los pines en las dos filas están compensados ​​por la mitad de la distancia entre los contactos adyacentes en una fila. Este espaciado se llama densidad normal . Los sufijos M y F (para macho y hembra) a veces se utilizan en lugar de la P y S originales para enchufe y enchufe.

Los conectores D-sub posteriores agregaron pines adicionales a los tamaños de carcasa originales, y sus nombres siguen el mismo patrón. Por ejemplo, el DE-15, que generalmente se encuentra en cables VGA , tiene 15 pines en tres filas, todas rodeadas por una carcasa de tamaño E. Los pines están espaciados a 0.090 pulgadas (2.3 mm) horizontalmente y 0.078 pulgadas (2.0 mm) verticalmente, en lo que se llama alta densidad . Los otros conectores con el mismo espaciado de pines son el DA-26, DB-44, DC-62, DD-78 y DF-104. Todos tienen tres filas de pines, excepto el DD-78 que tiene cuatro, y el DF-104 que tiene cinco filas en una carcasa nueva y más grande. La serie de conectores D-sub de doble densidad presenta arreglos aún más densos y consta de DE-19, DA-31, DB-52, DC-79 y DD-100. Cada uno tiene tres filas de pines, excepto el DD-100, que tiene cuatro.

Densidad normal Alta densidad Doble densidad
Nombre Diseño de pines Nombre Diseño de pines Nombre Diseño de pines
DA-15 8-7 DA-26 9-9-8 DA-31 10-11-10
DB-25 13-12 DB-44 15-15-14 DB-52 17-18-17
DC-37 19-18 DC-62 21-21-20 DC-79 26-27-26
DD-50 17-16-17 DD-78 20-19-20-19 DD-100 26-25-24-25
DE-09 5-4 DE-15 5-5-5 DE-19 6-7-6
19 pines 10-9 DF-104 21-21-21-21-20
23 pines 12-11

Sin embargo, este patrón de nomenclatura no siempre se sigue. Debido a que las computadoras personales utilizaron por primera vez conectores DB-25 para sus puertos serie y paralelo , cuando el puerto serie de la PC comenzó a utilizar conectores de 9 pines, a menudo se etiquetaban como conectores DB-9 en lugar de DE-9, debido a la ignorancia de los hecho de que B representaba el tamaño de una concha. Ahora es común ver conectores DE-9 vendidos como conectores DB-9. DB-9 casi siempre se refiere a un conector de 9 pines con una carcasa de tamaño E. Los conectores D-sub de 23 pines no estándar para unidades de disquete externas y salida de video en la mayoría de las computadoras Amiga generalmente están etiquetados como DB-23 , aunque su tamaño de carcasa es dos pines más pequeño que los enchufes DB ordinarios. Varias computadoras también usaban un conector D-sub de 19 pines no estándar, a veces llamado DB-19, que incluía Macintosh ( unidad de disquete externa ), Atari ST (disco duro externo) y NeXT ( monitor de pantalla megapíxel e impresora láser ).

Conector macho DA-26, a veces llamado incorrectamente DB-26HD o HD-26

Reflejando la misma confusión de las letras DB con solo D como se mencionó anteriormente, los conectores de alta densidad a menudo también se denominan DB-15HD (o incluso DB-15 o HD-15), DB-26HD (HD-26), DB-44HD, Conectores DB-62HD y DB-78HD, respectivamente, donde HD significa alta densidad .

Cannon también produjo subwoofers D "combo" con contactos más grandes en lugar de algunos de los contactos normales, para su uso en inserciones coaxiales, de alto voltaje o de alta corriente. La variante DB-13W3 se usaba comúnmente para conexiones de video de alto rendimiento; esta variante proporcionó 10 pines regulares (# 20) más tres contactos coaxiales para las señales de video roja, verde y azul. En la actualidad, otras empresas fabrican Combo D-subs en una amplia gama de configuraciones. Algunas variantes tienen clasificaciones de corriente de hasta 40 A; otros son resistentes al agua y cumplen con los estándares IP67 .

Otra familia de conectores de apariencia similar a la familia D-sub utiliza nombres como HD-50 y HD-68 , y tiene una carcasa en forma de D de aproximadamente la mitad del ancho de un DB25. Son comunes en los archivos adjuntos SCSI .

Los conectores D-sub originales ahora están definidos por un estándar internacional, IEC 60807-3 / DIN  41652. El ejército de los Estados Unidos también mantiene otra especificación para conectores D-subminiatura, el estándar MIL-DTL-24308 .

Micro-D y Nano-D

Comparación de conector D microminiatura y DE-9 macho

Los conectores más pequeños se han derivado del D-sub, incluidos el D microminiatura (micro-D) y el D nanominiatura (nano-D), que son marcas comerciales de ITT Cannon. Micro-D tiene aproximadamente la mitad de la longitud de un D-sub y Nano-D es aproximadamente la mitad de la longitud de Micro-D. Sus aplicaciones principales están en tecnología militar y espacial . El MIL-SPEC para Micro-D es la norma MIL-DTL-83513 y Nano-D es la norma MIL-DTL-32139.

Aplicaciones Típicas

Un conector (enchufe) macho de 9 pines (DE-9M) y un conector (enchufe) hembra de 25 pines (DB-25F). Los pilares hexagonales ( pernos 4-40 ) en ambos extremos de cada conector tienen un perno roscado que sujeta los conectores al panel de metal. También tienen enchufes roscados para recibir tornillos en la carcasa del cable, manteniendo el enchufe y el enchufe juntos.

Puertos de comunicaciones

La aplicación más amplia de D-subs es para comunicaciones en serie RS-232 , aunque el estándar no hacía obligatorio este conector. Los dispositivos RS-232 originalmente usaban el DB25, pero para muchas aplicaciones se omitieron las señales menos comunes, lo que permitió usar un DE-9. El estándar especifica un conector macho para equipos terminales y un conector hembra para módems, pero existen muchas variaciones. Las computadoras IBM compatibles con PC tienden a tener conectores macho en el dispositivo y conectores hembra en los módems. Los primeros modelos de Apple Macintosh usaban conectores DE-9 para interfaces seriales multipunto RS-422 (que pueden funcionar como RS-232). Los modelos posteriores de Macintosh utilizan conectores DIN en miniatura de 8 pines .

En las PC, se utilizaron enchufes de 25 pines y (comenzando con IBM PC / AT ) de 9 pines para los puertos serie RS-232; Se utilizaron enchufes de 25 clavijas para los puertos paralelos (en lugar del puerto Centronics que se encuentra en la impresora, que era inconvenientemente grande para colocarlo directamente en las tarjetas de expansión).

Muchas unidades de suministro de energía ininterrumpida tienen un conector DE-9F para enviar una señal a la computadora conectada a través de una interfaz RS-232. A menudo, estos no envían datos en serie a la computadora, sino que utilizan las líneas de control de protocolo de enlace para indicar batería baja, falla de energía u otras condiciones. Dicho uso no está estandarizado entre los fabricantes y puede requerir cables especiales.

Puertos de red

Los conectores DE9 se utilizaron para algunas redes Token Ring , así como para otras redes informáticas .

Vista posterior de un enrutador ZyXEL Prestige 100 ISDN . Observe el conector DA15 para Ethernet 10BASE5 , así como el conector DE9 para la comunicación en serie.

Las interfaces de la unidad de conexión que se utilizaron con 10BASE5 "red gruesa" en los años 80 y 90 utilizaron conectores DA15 para la conectividad entre las unidades de conexión media y las tarjetas de interfaz de red ( Ethernet ) , aunque con un pestillo deslizante para bloquear los conectores juntos en lugar de lo habitual espárragos hexagonales con orificios roscados. El pestillo deslizante estaba destinado a ser más rápido para enganchar y desenganchar y para trabajar en lugares donde los tornillos elevadores no se podían usar por razones de forma de los componentes.

Los conectores DE-9 se utilizan comúnmente en la red de área del controlador (CAN): los conectores hembra están en el bus mientras que los conectores macho están en los dispositivos.

Salida de video por computadora

Conector hembra DE-15 (enchufe), utilizado para puertos VGA , SVGA y XGA

Un conector hembra de 9 clavijas en una computadora personal compatible con IBM puede ser una salida de pantalla de video como MDA , Hercules , CGA o EGA (rara vez VGA u otras). Aunque todos estos usan el mismo conector DE9, las pantallas no se pueden intercambiar y los monitores o las interfaces de video pueden dañarse si se conectan a un dispositivo incompatible usando el mismo conector.

Los adaptadores de video analógico posteriores ( VGA y posteriores) generalmente reemplazaron estos conectores con enchufes de alta densidad DE15 (aunque algunos dispositivos VGA tempranos todavía usaban conectores DE9). Los conectores DE15 son similares a los conectores DE9 (ver arriba).

Muchos modelos de Apple Macintosh, comenzando con el Macintosh II, usaban tomas DA15 para salida de video RGB analógica. Los Apple IIgs anteriores usaban el mismo conector para el mismo propósito, pero con un pinout incompatible . Un adaptador RGB digital (y por lo tanto también incompatible) para el Apple IIe también usaba un DA15F. El Apple IIc usó un DA15F para un puerto de video auxiliar que no era RGB, pero proporcionaba las señales necesarias para derivar RGB.

Puertos del controlador de juegos

El conector DE9 utilizado en una variedad de computadoras y consolas domésticas tempranas

A partir de finales de la década de 1970, la consola de juegos Atari 2600 utilizó conectores DE9 modificados (macho en el sistema, hembra en el cable) para sus conectores de controlador de juego . Los puertos del joystick Atari tenían cuerpos completamente de plástico moldeado sin el escudo de metal, y omitieron el par de tornillos de fijación. En los años siguientes, varias consolas de videojuegos y computadoras domésticas adoptaron el mismo conector para sus propios puertos de juegos , aunque no todas eran interoperables. El cableado más común admitía cinco conexiones digitales (para movimiento hacia arriba, abajo, izquierda y derecha, y un botón de disparo), más un par de potenciómetros o paletas analógicas de 100 . Algunas computadoras admitían botones adicionales, y en algunas computadoras también se admitían dispositivos adicionales, como un mouse de computadora , un lápiz óptico o una tableta gráfica a través del puerto de juegos. A diferencia de los joysticks digitales básicos de un botón y las paletas básicas, estos dispositivos no suelen ser intercambiables entre diferentes sistemas.

Los sistemas que utilizan el conector DE9 para su puerto de juegos incluyen el Texas Instruments TI-99 / 4A ; Líneas Atari de 8 bits y ST ; el Commodore VIC-20 , 64 , 128 y Amiga ; el Amstrad CPC (que empleaba la conexión en cadena al conectar dos joysticks específicos de Amstrad); las ciudades MSX , X68000 y FM , que se utilizan principalmente en Japón; el ColecoVision ; las primeras plataformas de Sega (por ejemplo, SG-1000 , Master System y Mega Drive / Genesis ); y el multijugador interactivo 3DO . El ZX Spectrum carecía de un conector de joystick incorporado de cualquier tipo, pero las interfaces del mercado de accesorios proporcionaban la capacidad de conectar joysticks DE9. Las computadoras domésticas de NEC (por ejemplo, PC-88 , PC-98 ) también usaban conectores DE9 para controladores de juegos, dependiendo de la tarjeta de sonido utilizada.

Muchas computadoras Apple II también usaban conectores DE9 para joysticks, pero tenían un puerto hembra en la computadora y un macho en el controlador, usaban sticks analógicos en lugar de digitales, y el pinout era completamente diferente al usado en los sistemas antes mencionados. Los conectores DE9 no se utilizaron para puertos de juegos en los sistemas Apple Macintosh, Apple III , IBM PC o la mayoría de las consolas de juegos fuera de los ejemplos mencionados anteriormente. Sega cambió a puertos de controlador patentados para Saturn y Dreamcast .

Los conectores DA15S se utilizan para conectores de joystick de PC, donde cada conector DA15 admite dos joysticks, cada uno con dos ejes analógicos y dos botones. En otras palabras, un conector de "adaptador de juego" DA15S tiene 4 entradas de potenciómetro analógicas y 4 entradas de interruptor digital. Esta interfaz es estrictamente de entrada, aunque proporciona una potencia de +5 V CC. Algunos joysticks con más de dos ejes o más de dos botones utilizan las señales designadas para ambos joysticks. Por el contrario, se encuentran disponibles cables adaptadores en Y que permiten conectar dos joysticks separados a un solo puerto adaptador de juegos DA15; Si un joystick conectado a uno de estos adaptadores en Y tiene más de dos ejes o botones, solo funcionarán los dos primeros de cada uno.

El conector de juegos de PC IBM DA15 se ha modificado para agregar una interfaz MIDI (generalmente compatible con MPU-401 ) , y esto a menudo se implementa en los conectores de juegos en tarjetas de sonido de terceros, por ejemplo, la línea Sound Blaster de Creative Labs . El conector del adaptador de juego recto "estándar" (presentado por IBM) tiene tres pines de tierra y cuatro pines de alimentación de +5 V, y la adaptación MIDI reemplaza uno de los pines de tierra y uno de los pines de +5 V, ambos en la fila inferior de pines , con pines de señal MIDI In y MIDI Out. (No se proporciona MIDI Thru). Creative Labs introdujo esta adaptación.

La consola de juegos Neo Geo AES también usó el conector DA15, sin embargo, los pines están conectados de manera diferente y, por lo tanto, no es compatible con los controladores de juegos de PC DA15 normales.

Otro

Los enchufes de 25 clavijas en las computadoras Macintosh suelen ser conectores SCSI de un solo extremo , que combinan todos los retornos de señal en un contacto (nuevamente en contraste con el conector Centronics C50 que generalmente se encuentra en el periférico, que proporciona un contacto de retorno separado para cada señal), mientras que los antiguos Sun el hardware utiliza conectores DD50 para equipos Fast-SCSI. A medida que las variantes SCSI de Ultra2 en adelante usaban señalización diferencial, la interfaz Macintosh DB25 SCSI se volvió obsoleta.

La gama completa de conectores D-sub también incluye DA15 (una fila de 7 y una de 8), DC37 (una fila de 18 y una de 19) y DD50 (dos filas de 17 y una de 16); estos se utilizan a menudo en productos industriales, la versión de 15 vías se utiliza comúnmente en codificadores rotativos y lineales .

Las primeras computadoras Macintosh y las últimas Apple II usaban un D-sub oscuro de 19 pines para conectar unidades de disquete externas. Atari también usó este conector en su gama de computadoras de 16 bits para conectar unidades de disco duro y la impresora láser Atari , donde se conocía tanto como el puerto ACSI (Atari Computer System Interface) como el puerto de bus DMA . El Commodore Amiga usó una versión igualmente inusual de 23 pines tanto para su salida de video (DB23M) como para su puerto para conectar en cadena hasta 3 unidades de disquete externas adicionales (DB23F).

En audio profesional, varias conexiones utilizan conectores DB25 :

En transmisión y video profesional, "digital paralelo" es una interfaz de video digital que utiliza conectores DB25, según la especificación SMPTE 274M adoptada a fines de la década de 1990. La " interfaz digital en serie " ( SDI ) SMPTE 259M más común utiliza conectores BNC para la transferencia de señales de vídeo digitales.

Los conectores D-SUB 37 se utilizan comúnmente en las instalaciones hospitalarias como una interfaz entre las camas del hospital y los sistemas de llamada a enfermeras, lo que permite la conexión y señalización de Llamadas a enfermeras, Salida de la cama y Cord out, incluidos los controles de iluminación y entretenimiento de TV.

Los conectores DB-25 se utilizan comúnmente para transportar señales analógicas para el desplazamiento del haz y el color a los proyectores láser, como se especifica en el protocolo ISP-DB25 publicado por la Asociación Internacional de Pantallas Láser .

Tipos de accesorios de contacto de cables

Conectores IDC D-Sub DE-9 (macho) y DA-15 (hembra)
Un conector DD50 macho de montaje en PCB (enchufe)

Hay al menos siete métodos diferentes que se utilizan para conectar cables a los contactos en conectores D-sub.

  • Los contactos de cubo de soldadura (o copa de soldadura ) tienen una cavidad en la que se inserta el cable pelado y se suelda a mano.
  • Los contactos de desplazamiento de aislamiento (IDC) permitenforzarun cable plano sobre púas afiladas en la parte posterior de los contactos; esta acción perfora el aislamiento de todos los cables simultáneamente. Se trata de un medio de montaje muy rápido, ya sea a mano o a máquina.
  • Los contactos de crimpado se ensamblan insertando un extremo de cable pelado en una cavidad en la parte posterior del contacto, luego aplastando la cavidad con una herramienta de crimpado, haciendo que la cavidad sujete el cable firmemente en muchos puntos. Luego, el contacto engarzado se inserta en el conector donde se bloquea en su lugar. Los pines engarzados individuales se pueden quitar más tarde insertando una herramienta especial en la parte posterior del conector.
  • Los pines de PCB se sueldan directamente a una placa de circuito impreso y no a un cable. Tradicionalmente se usaban clavijas de estilo de placa con placa de orificio pasante (THP) ( impresión ), pero cada vez se utilizan más conexiones de montaje en superficie de ala de gaviota (SMD), aunque estas últimas presentan con frecuencia problemas de contacto de la almohadilla de soldadura cuando se exponen a tensiones mecánicas. Estos conectores se montan con frecuencia en ángulo recto con la placa de circuito impreso, lo que permite enchufar un cable en el borde del conjunto de la placa de circuito impreso. Mientras que los conectores en ángulo ocupaban tradicionalmente un espacio significativo en la PCB, varios fabricantes producen variantes de conectores SMD planos. También se proporcionan puntos de anclaje eléctricos / mecánicos (a menudo soldados) para la carcasa del conector y los tornillos de bloqueo, pero difieren significativamente en su posición entre las variantes de conector de EE. UU. Y la UE, por lo que se debe usar el tipo correcto a menos que la PCB esté diseñada para aceptar ambos. Los conectores de PCB están disponibles en variantes con paso métrico o en pulgadas de los contactos soldados. Las tolerancias suelen ser lo suficientemente grandes como para permitir el montaje de los conectores más pequeños independientemente de la variante de paso utilizada, pero esto no es cierto para los conectores más grandes.
  • Las conexiones de envoltura de alambre se realizan enrollando alambre sólido alrededor de un poste cuadrado con una herramienta de envoltura de alambre. Este tipo de conexión se utiliza a menudo en el desarrollo de prototipos.

Los estilos de conexiones IDC y envoltura de alambre tuvieron que lidiar con espaciamiento de pines incompatible con el 0,05 pulg. De cable plano oCuadrícula de protoboard de 0,1 pulgadas, especialmente para recuentos de pines más grandes.

Uso

El conector D-sub de 25 clavijas todavía se usa ocasionalmente en estudios de grabación para audio analógico multicanal y audio digital AES .

La familia de conectores D-sub ahora está fuera de uso general en la industria de la computación, debido a su tamaño y costo. Para dispositivos portátiles como PDA , reproductores MP3, computadoras portátiles y teléfonos inteligentes, el conector D-sub es demasiado grande para caber.

Debido a su relativa complejidad (el blindaje metálico en forma de D, los tornillos y las tuercas), los conectores D-sub son inherentemente más caros que los conectores posteriores que los reemplazaron.

El diseño físico de los conectores D-sub no es adecuado para aplicaciones plug-and-play de consumidores. Las clavijas de metal delgadas, especialmente en los conectores de alta densidad, se doblan o rompen fácilmente, especialmente si se conectan con frecuencia al tacto detrás del equipo. La necesidad de apretar los tornillos para una conexión segura es engorrosa. También existe un alto riesgo de cortocircuitar las clavijas macho con el borde circundante del conector de acoplamiento. Aunque existen conectores D-sub resistentes a ESD y EMI , el diseño fundamental nunca tuvo la intención de proteger contra descargas electrostáticas o interferencias electromagnéticas o facilitar interconexiones de muy alta frecuencia.

Para aplicaciones de video, el conector DE15HD ha sido reemplazado por conectores DVI , HDMI y DisplayPort . Una excepción notable a este reemplazo se encuentra en los pocos monitores CRT analógicos que todavía se usan: la versión analógica del conector DVI es similar en precio y más compleja que el D-sub, por lo que el cambio de D-subs fue lento en este caso . Para la mayoría de las aplicaciones de consumo, los conectores en serie y paralelos D-sub han sido reemplazados por conectores IEEE 1394 (FireWire), SATA , USB , Thunderbolt o modulares físicamente mucho más simples y económicos . Estos conectores tienden a ser menos resistentes y duraderos que los conectores D-sub; por ejemplo, el conector SATA como parte de un conjunto de cables está especificado para soportar solo 50 inserciones manuales, pero la robustez del D-sub es mayor de lo que se necesita en muchas aplicaciones de productos de consumo.

Debido a los entornos dentro de las fábricas y molinos, los protocolos en serie y en paralelo se utilizan comúnmente (y en algunos casos los estándares actuales) por su combinación de longitud máxima de cable, velocidad suficiente y compatibilidad con equipos antiguos con una larga vida útil. Dado que los conectores D-Sub han seguido siendo populares con estas especificaciones, todavía se utilizan comúnmente en la actualidad donde se requiere su solidez. El precio de los conectores también es una preocupación menor, ya que la mayoría de los equipos industriales tienen una producción limitada con un margen de beneficio más alto por unidad y, en general, se espera que estén respaldados por contratos de servicio.

Ver también

Referencias

enlaces externos

  • "Conector macho D-sub de 25 clavijas", Conector , RU: Pinouts, archivado desde el original el 2009-10-05 , consultado el 2009-10-23. Diagramas de cableado completos DB25: Tascam, Apple, SCSI, etc.
  • Conector , RU: Pinouts. Una lista de conectores de computadora comunes, incluida la mayoría de D-sub.
  • "9 pin conector hembra D-sub", Conector , RU: Patillas, Archivado desde el original en 2007-09-01 , recuperada 2007-08-28. Dispositivos con conectores DE-9.
  • Pinout RS-232 del conector DE-9.