Conectores na eletrônica

Como uma continuação da visão geral atual de conectores da iFixit "Identificação e desconexão de conectores de cabos", uma estrutura completa de categorização de conectores parecia ser o próximo passo lógico.

Começando com uma visão geral e depois analisando cada categoria para entender as diferenças e as formas de operá-los, este wiki deve fornecer informações úteis para qualquer pessoa que não tenha certeza sobre a operação de conectores durante um reparo.

Esta visão geral básica mostra como categorizamos os conectores nesta lista.

FPCs (Circuitos Impressos Flexíveis) ou FFCs (Cabos Planos Flexíveis) são um tipo muito comum de cabo usado para conectar componentes dentro de dispositivos eletrônicos. Frequentemente chamados de cabos planos (ribbon cables), esses cabos são maleáveis e possuem um perfil muito baixo, tornando-os adequados tanto para dispositivos móveis compactos quanto para hardware especializado.

Os conectores que ligam um FPC ou FFC a uma PCI (Placa de Circuito Impresso) podem variar muito dependendo da aplicação, e cada tipo possui benefícios, desvantagens e métodos de operação diferentes.

Conectores ZIF (Zero-Insertion-Force) podem ser os mais comuns e os mais variados da lista. Eles são fáceis de inserir e geralmente possuem um mecanismo de travamento que mantém o FPC/FFC no lugar. É importante identificar o método de retenção antes de operar um ZIF, pois confundir um com outro pode causar danos a esses conectores pequenos e frágeis.

Este tipo de conector ZIF possui uma pequena alavanca apontando na direção do FPC/FFC. O ZIF pode ser inserido enquanto a alavanca está na posição vertical e é travado no lugar quando a alavanca está "plana", paralela à PCI. Uma espátula ou uma unha pode ser usada para abrir essa alavanca e destravar o conector, após o que o FPC pode ser facilmente puxado horizontalmente para fora do compartimento.
Mostrado: Identificação e desconexão de conectores de cabos

Conectores back-flip operam de forma muito semelhante aos front-flip, porém a sua alavanca de travamento é invertida, ficando virada para o lado oposto ao lado de inserção do FPC. Ambos são muito comuns, e pode ser necessário observar e tentar com cuidado para distinguir com qual você está lidando.

Mostrado: Substituição da placa-mãe do Kobo Clara Colour (N367B)

Um método de retenção menos comum, mas ainda considerável, usa dentes farpados dentro do conector que permitem a inserção sem trava, mas para o qual é necessário pressionar um botão ou barra de liberação.

É importante não puxar um FPC para fora de um conector até ter certeza de que não existe um método de retenção que você não tenha notado.

Mostrado: Substituição da placa de LED do PlayStation 5

Uma versão ainda mais rara é um mecanismo de travamento do tipo pinça, onde os dentes farpados são liberados ao apertar o conector para destravar o FPC.

Mostrado: Substituição da placa-mãe do Xbox Series X

Alguns conectores ZIF usam uma trava que abaixa sobre o conector para uma montagem rígida e segura após o FPC ser inserido. Pode ser difícil levantar essas travas, mas usar uma palheta ou espátula sob a barra que envolve a parte externa parece ser o método mais eficaz.

O exemplo mostra um feixe de fios em vez de um FPC, mas o mesmo procedimento se aplica.

Mostrado: IPEX Cabline CA

Semelhante ao Locking-Bar, mas com uma cobertura total na parte superior para maior rigidez e prevenção contra a entrada de poeira, a gaiola de travamento funciona de forma muito parecida.

O exemplo mostra um feixe de fios em vez de um FPC, mas o mesmo procedimento se aplica.

Mostrado: IPEX Cablin CA II

Conectores deslizantes usam uma trava deslizante (geralmente de plástico) para manter o FPC no lugar. Eles geralmente possuem setas indicando em qual direção deslizar a trava e, uma vez feito isso, o FPC deve ser retirado facilmente. Eles geralmente possuem uma aba de puxar de plástico para ajudar na remoção do FPC.

Mostrado: Substituição da placa de áudio do Steam Deck

Alguns conectores ZIF não possuem nenhum método de travamento notável além de um ajuste de fricção apertado, e estes podem ser inseridos e removidos apenas com a aplicação de força mínima. Eles costumam ter uma aba de plástico perto da extremidade do FPC para permitir que o usuário puxe o conector diretamente para fora; no entanto, este não é o único tipo de conector ZIF que pode ter esse recurso, por isso é importante sempre identificar que tipo de conector está sendo usado antes de presumir que ele não possui trava.

Mostrado: Substituição da placa de LED do PlayStation 5

Existem vários outros estilos de retenção de conectores ZIF, muitos dos quais são proprietários ou incomuns. Se puder, encontre instruções que correspondam ao dispositivo; caso contrário, proceda com cautela.

Conectores press-fit estão entre os conectores mais populares em dispositivos móveis, e por um bom motivo: eles têm perfil baixo, alta densidade e são fáceis de operar. Para remover um conector de pressão, basta colocar uma espátula ou unha sob a parte superior plana e levantar suavemente. Para reinstalar, alinhe os pinos e pressione para baixo levemente até ouvir um clique tátil.

Existem muitos tamanhos deles, sendo os menores usados para conexões periféricas, como sensores de impressão digital, baterias e alto-falantes. Os maiores são frequentemente usados para conexões de display, câmeras e interconexões de placas-mãe e placas-filhas.

Mostrado: Substituição da placa-mãe do Samsung Galaxy S23 Plus

Os tipos mezzanine são conectores fundamentais, pois ligam funções primárias como energia e dados dentro de submontagens de dispositivos. Eles vêm em muitas formas, com muitos aproveitando os conectores ZIF mencionados acima em eletrônicos de consumo compactos. Em aplicações especializadas, existem outros conectores mezzanine exclusivos adaptados para casos de uso específicos.

Conectores mezzanine focados em dados de alta velocidade geralmente usam muitos pinos em uma matriz e também podem usar pilares de alinhamento e mecanismos de travamento. Eles se concentram na força e integridade do sinal, e é importante ter cuidado com os pinos (geralmente frágeis) que eles usam.

Mostrado: Substituição da placa gráfica do Mac Pro final de 2013 / Conector Molex HD Mezz

Interfaces mezzanine especializadas de alta potência geralmente usam fios de bitola grossa e grandes contatos para sustentar altas correntes. Elas costumam usar pinos de alinhamento e uma função de travamento forte, como abas, travas ou até parafusos em alguns casos.

Mostrado: Teardown do Mac Pro 2009-2012 / Conector Molex EXTreme Guardian

Conectores de borda (edge connectors) são exclusivos devido à sua integração como partes físicas das PCIs que estão conectando. Eles usam contatos condutores em combinação com interfaces de compressão com mola para garantir um contato confiável. É isso que muitos dos conectores mezzanine de alta potência mencionados acima também usam, pois precisam de contato máximo para altas correntes.

Nem todos os casos de uso são tão especializados, no entanto, e os conectores de mola a seguir são usados em algumas das interfaces mais comuns na eletrônica.

Contatos de mola são essencialmente apenas molas que atuam como contatos entre bases condutoras na PCI de encaixe e se conectam a trilhas na PCI receptora, permitindo a conexão elétrica sem o uso de um cabo.

Exemplos em eletrônicos incluem memória expansível, armazenamento e rede usando o padrão M.2, padrões DIMM e CAMM2, bem como a interface de expansão PCIe. Além disso, muitas portas E/S (entrada/saída) também usam essa tecnologia, incluindo USB e HDMI. Conectores de energia na maioria das regiões também dependem de uma versão ampliada de contatos de mola para garantir um encaixe por fricção e um bom contato elétrico.

Mostrado: Memória em Substituição da memória LPCAMM2 do Lenovo ThinkPad T14 Gen 7 / Porta USB em Substituição da porta USB-C do Lenovo ThinkPad T14 Gen 7

Os pinos pogo geralmente são maiores que os contatos de mola e são adequados para uso externo em eletrônicos de consumo. Eles são frequentemente conhecidos por seu uso como interface para baterias removíveis em telefones antigos, mas também são vitais para dispositivos vestíveis modernos. O exemplo de uma interface de carregamento baseada em pinos pogo para fones de ouvido sem fio é fornecido.

Esse tipo de conector é ideal para expansão ou carregamento por contato sem complicações em aplicações de baixa potência. Os usuários geralmente não estão totalmente cientes de que estão operando um conector eletrônico, e os reparos em dispositivos que utilizam esses conectores são simples (a menos que o próprio conector de compressão esteja quebrado).

Mostrado: Interface de carregamento Pogo-Pin no Desmontagem do Nothing Ear (1)

Os conectores Zebra também são um tipo de conector de compressão, pois ficam entre dois conjuntos de bases condutoras. Eles são únicos porque são listrados, alternando entre as trilhas, permitindo uma largura de banda maior do que com conectores de compressão tradicionais. Isso permite que eles enviem dados básicos, não apenas energia, tornando-os capazes de enviar sinais para displays LCD montados em PCIs, entre outras aplicações mais especializadas.

Mostrado: Conector LCD Zebra

Um dos conectores mais comuns, porém mais difíceis de manusear, desta lista são os conectores coaxiais de encaixe. Eles são minúsculos e podem ser difíceis de alinhar, especialmente em espaços apertados dentro de eletrônicos de consumo compactos, onde são frequentemente usados.

Para desinstalar um conector micro-coaxial, levante a cabeça suavemente por baixo com uma pinça de precisão ou uma espátula, de forma semelhante a um conector press-fit.

A reinstalação é mais complicada, e o alinhamento preciso é vital. Uma abordagem comum é segurar a cabeça redonda do plugue com um jogo de pinças de precisão e, uma vez alinhado sobre o pino do soquete, pressionar para baixo com uma espátula ou unha.

Mostrado: Substituição da porta de carregamento e placa de carregamento do Samsung Galaxy S20 FE 5G

Nem todos os conectores de radiofrequência usam a interface de encaixe de cabeça redonda; alguns agora usam FPC/FFCs convencionais junto com conectores ZIF ou press-fit.

Dentro dos dispositivos, os FPCs estão se tornando cada vez mais comuns, mas fios convencionais (ou feixes de fios) ainda são usados com frequência e possuem sua própria gama de tipos de conectores.

Conectores de pinos consistem em uma matriz de pinos, geralmente em um layout retangular, enquanto o plugue consiste em uma matriz de orifícios que se encaixam nos pinos, sendo mantidos no lugar simplesmente por fricção. Normalmente não há método de retenção nesses conectores, e um pequeno puxão os desconectará facilmente. Conectores de pinos são frequentemente orientados verticalmente, mas em alguns casos, podem ficar horizontalmente em uma PCI, especialmente na borda ou em um espaço apertado.

Conectores de pinos simples também são usados para expansão USB interna em computadores desktop e são populares em microprocessadores como Arduino e Raspberry Pi.

Embora a fricção entre os pinos e o plugue seja geralmente o principal método de retenção em conectores de pinos convencionais, os Box-Headers usam uma caixa adicional ao redor dos pinos para garantir um acoplamento mais robusto. Esses conectores frequentemente também usam uma pequena aba de retenção ou trilho para garantir o alinhamento e evitar a remoção acidental. Esses conectores normalmente não possuem um mecanismo de travamento, e é seguro puxá-los com uma pequena aplicação de força.

Esses conectores, tipicamente brancos, são incrivelmente populares e encontrados na maioria dos dispositivos eletrônicos. Eles vêm tanto em tipos de conectores de pinos simples quanto em Box-Headers, e com várias contagens de pinos e tamanhos. Algumas versões também usam travas para evitar a desconexão acidental.

Eles não são necessariamente uma categoria separada das duas anteriores, mas se sobrepõem a elas, e sua popularidade merece uma menção honrosa.

Alguns conectores adjacentes a headers usam mecanismos de travamento. Um exemplo é o SATA, que usa um Box-Header, mas com contatos de borda em uma "lâmina" em vez de uma matriz simples de pinos. O SATA é um cabo de transferência de dados interno padrão e usa uma lingueta de travamento de metal para mantê-lo no lugar. É necessário apertar a lingueta de travamento antes de puxar o plugue do header para removê-lo. É comum que conectores internos de fio para placa tenham mecanismos de travamento para evitar o deslocamento durante o transporte ou uso prolongado, e eles existem em vários formatos.

Cabos de alimentação muitas vezes requerem feixes de cabos para conduzir eletricidade com segurança em um formato menos frágil do que o que os FPCs podem acomodar. Portanto, os conectores também precisam ser mais robustos; os conectores de cabos de alimentação são muitas vezes uma combinação entre um Box-Header reforçado e um mecanismo de travamento seguro. Os modelos mais prevalentes são a série mini-fit da Molex, usados em vários dispositivos proprietários e em PCs desktop de acordo com o padrão ATX.

Eles usam uma trava simples de balanço na parte externa do conector em combinação com pinos profundos que usam fricção para permanecer alinhados. Alguns podem exigir bastante força para remover, devido à quantidade de fricção entre o plugue e o soquete. Sempre certifique-se de que a trava esteja desengatada antes de tentar remover esses conectores para evitar danos.

Quando os headers ficam planos em uma PCI, eles podem usar uma única fileira de pinos para se ajustarem a uma restrição de perfil mais baixo. A imagem abaixo mostra um header de formato plano com acoplamento horizontal. Isso, em última análise, ainda é um header, mas um pouco mais complicado de operar devido à sua orientação. Usando uma espátula para deslizar suavemente o conector para fora de seu compartimento, possivelmente alternando de um lado para o outro para movê-lo suavemente, esses conectores podem ser um pouco trabalhosos, mas são relativamente robustos e previsíveis.

Identificação e desconexão de conectores de cabos

Esses conectores minúsculos e frágeis parecem semelhantes a um header convencional, exceto pelo fato de que o plugue deve ser removido verticalmente e em um pequeno ângulo. Eles usam contatos que são mais semelhantes a conectores de borda do que a headers de interface de pinos simples, e são comumente encontrados como conectores de ventoinha em dispositivos compactos, substituindo os headers maiores do estilo JST.

Eles são extremamente frágeis e deve-se ter o máximo cuidado para evitar danos.

[Molex Pico-EZmate de https://www.ifixit.com/Guide/Mac+mini+(2...]

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