从消费者和非消费者的角度来看，连接器有几个重要元素：连接器的物理设计、通信协议和标准，以及与PCB与外部世界的连接性。无线连接也是一种新兴趋势，正在逐步改变我们的通信方式。这是一些有关此主题的专家之间的讨论。

自从概念化和发明以来，连接器已经走了很长一段路。随着时间的变化，它们经历了许多不同的修改。随着技术的不断发展，它们肯定会走得更远。

与几年前相比，如今的连接器已成为高端且小型化。同样，以前我们曾经依靠欧洲连接器制造商来满足我们的需求，但是随着许多中国和印度连接器制造商的加入，现在可以以更低的成本获得相同质量的产品。

由于全球化和对认证的认识不断提高，现在已经引入了印度某些标准，我们以前遵循的是欧洲标准(例如CE标志、UL认证等)。连接器的阻燃特性也在改善。

选择连接器的几个关键点

连接器是一切的核心。即使大家使用最佳的微控制器、最佳的半导体芯片和最佳的软件/固件来设计电子产品，一旦连接器出现故障也意味着产品的故障。如果连接器发生故障，则设计将失败。

“因此，连接器的选择至关重要。”JISL研发与项目部总经理Mahendra Karandikar说道。

除此之外，Logic Fruit Technologies的研发工程师Abhinav Behl表示：“连接器有助于与电子设备建立联系。选择连接器类型时，首先要考虑的是它的耐用性。任何未对准都不应引起连接器或PCB的故障。”

首先，仔细阅读数据表和特定连接器的规格，以清楚了解其电流承载能力、额定电压和所用绝缘材料类型等细节。然后检查其他方面。 例如，如果它是可插拔连接器，则检查插入和插入插头有多困难，锁定装置是否合适，以及是否明确提到了极性。

拔出连接器，特别是PCB线连接器时，还应考虑物理设计。如果连接器中有锋利的边缘，则在拉出或推入连接器时可能会伤到手指。

在确定连接器之前，Mahendra Karandikar希望获得一些样本并将其切开以查看其内部设计。 大多数连接器通常由黄铜制成，带有镀锡、镀铬或镀锌。他检查的其他因素包括接触的表面积、连接器内部的弹簧作用设计(它是否坚固到足以在重复连接后持续很长时间?)以及额定电流。

Type C万能吗?

最初，曾经有许多不同类型的USB，例如micro-USB Type-B端口和Type-C端口。USB 3.0和USB 2.0有单独的连接器。Type-A的插槽不同。

这是一个复杂的场景，但是现在，所有这些都已被折叠成Type-C，这是“傻瓜式”的。它具有一个简单的界面，可以在任何方向插入。它还与USB 2.0和USB 3.0兼容，同时支持供电和数据连接。

“Type-C彻底改变了我们的连接方式。我们不需要单独的电源端口和数据端口，可以将单个端口与这两个端口连接。HDMI和以太网电缆很快就会消失，将被Type-C取代。” Mindtree产品管理、业务开发和营销总监Rajanikant Mohan说道。

Type-C会取代HDMI和以太网电缆吗?“绝对”，Vicara联合创始人兼首席技术官Abhishek Satish表示同意。早期，许多智能手机都配备了微型USB，从而使这些电缆在消费者中很受欢迎。但是，如果今天的微控制器不支持微型USB，该怎么办?然后又需要以完全不同的方式来管理固件更新和有线应用程序，这使事情变得非常复杂。

但是“如今，Type-C支持一切。以前所有的电子设备(如笔记本电脑)都配有自己的适配器，这一点很难兼容。现在，对于消费者而言，拥有一个可以与所有设备连接的单个设备充电器/电缆，事情容易得多。因此，我肯定会看到Type-C的未来，尤其是因为它支持大量带宽。”

作为拥有Type-C端口的MacBook用户，他发现用笔记本电脑充电非常方便。移动中的移动电源也具有Type-C端口。消费者发现用一根Type-C电缆连接所有东西要方便得多。

传统的USB 3.0端口或早期的USB 2.0端口可提供4.5W的功率(5V时电流为9mA)，这一点很有趣。使用Type-C，可以在20V电压下达到5A的电流，这可以为笔记本电脑充电，运行显示器并进行更多操作——仅使用一个端口即可。

设计能够支持Type-C供电的PCB并非易事。 控制器告知电源电路电缆所连接的设备的额定功率，以及从电源线(连接到USB端口)中要驱动多少电流。从这个角度来看，半导体公司正在创建一些参考设计，如果大家试图通过USB C型端口为设备充电和供电，则需要对其进行研究。

在消费领域，电源的分配方式已经标准化为USB Type-C。但是，从工业角度来看，这并没有发生，因为没有针对连接的特定标准。“对于消费类电子产品，您必须通过USB连接一起收集电源和数据;同一根电缆用于为电话充电和数据提取。就工业通信而言，有各种各样的通信标准，” Mahendra Karandikar说道。

PLC制造商有自己的通信标准。西门子提出了基于RS 485的PROFIBUS，基于以太网的PROFIBUS等。工业上也使用CAN总线协议、MOD总线协议和RS 485协议。每个标准都有其自己的连接器设计。对于以太网，有RJ45，而对于PROFIBUS，则通常是9引脚D-Sub连接器。在行业中很少见到电源和信号是通过同一根连接器电缆传输的。

“消费者和IT部门的标准化完全是另一回事。工业设计略有灵活性，并且可以自由选择连接器。组织根据其产品的多样性进行标准化。如果我购买连接器，那么它应该可以用于十种不同的产品，这需要在行业中完成标准化。在工业中，可以找到大多数用于PCB线对连接器的用例。关于其他通信，尤其是CAN总线和RS 485，没有针对连接器的特定标准。所有产品都可以插入螺丝端子或9引脚D-Sub端子，” Mahendra Karandikar说道。

从PCB连接性的角度来看，行业中没有特定的标准化。可以使用BLC连接器、VGA连接器，以及许多其他用于PCB到线连接的连接器。

Arduino接口非常流行，可以进行模块化设计，但只能用于原型设计，不能实际扩展到生产要求。“Arduino是一种业界未使用的处理器。我们使用业界其他版本的处理器，这些版本嵌入在PCB上。我们使用PCB间连接器进行连接。我们通过SPI、UART和I2C协议使用处理器进行通信。” Abhinav Behl说。对于消费端的高速数据传输，最受欢迎的是USB。为了工业目的，还使用了PCI和其他高速协议。

USB的局限性之一是不能将其扩展到更长的长度(不能超过一或两米)。如果使用延长电缆，则有时可能会丢失数据。因此，USB通常适合消费者。在工业上，USB用于短线使用，例如固件升级，但肯定不用于实时数据传输。

Rajanikant Mohan对此表示同意，“通常，当电缆长度增加时，通过USB获得的信号质量会明显下降。很多人没有意识到这一点，这可能会影响您的设计。在PCB领域，您的优势是不使用电缆。您可以将其布线在PCB上。但是从外部看，如果您使用电缆，那么它将变得很复杂。”

Type-C为人所知的是另一件事——它们已成为“智能电缆”。当您连接可处理不同功率输出的不同设备时，存在带有电子标记的电缆的概念，这些电缆中嵌入了Type-C控制器，有助于协商这种电力。这种智能电缆在高端设备中很受欢迎。

“我在使用移动充电器电缆时的经验是，许多移动电话用户都在手机上盖上了保护套，它会为连接器增加1-2mm的额外长度。有时候，如果您想插入连接器，但无法完全插入。” Mahendra Karandikar说道。“自从手机壳进入市场已有数年以来，我们仍然不知道为什么USB OTG电缆制造商没有制造更长版本的连接器，只有这样，即使我拥有2-3毫米厚的手机盖，也应该将其完全插入。很多时候，我们必须卸下手机盖并插入充电器，以确保将其完全插入。”

Abhishek Satish说，“我们遇到了很多麻烦，因为我们的微型可穿戴设备的连接器占用了很大一部分面积(约5mm×4mm)，这是因为PCB上用于充电电路、MCU和天线匹配的空间较小。我们通过磁连接电缆和各种用具尝试了许多探索。但是我们意识到没有任何标准可言。实际上，要找到制造商来制造这些微型可插拔电缆几乎是不可能的。”

他继续说道：“在这种情况下，别无选择，只能创建自己的连接器和电缆。因此，为了减少已占用的空间总量，我们选择了中置USB，这是表面贴装。它基本上位于PCB之间，而不是位于PCB的上方或下方。这样可以为我们节省一些空间。但这带来了一系列挑战，如果没有用于USB连接器的通孔元件时，该垫片会开始疲劳(由于不断插入和拔出)。当将其拔出时，它会从垫上撕下USB连接器，导致被卡住(因为现在没有其他充电方法)。

为解决该问题，该连接器从PCB的后面机械地支撑着，因此，即使将其推入，它也不会被推回并损坏焊盘。在前面，外壳非常紧，没有空间将连接器意外拉出。

据Abhishek称，外包装的物理设计也有影响。“大多数人没有意识到制造商会留出1-2毫米的间隙来考虑外壳的厚度。当用户习惯于插入电缆时，它所使用的连接器就会伸出;感觉连接器没有完全插入。因此，他们将其推向了更深一层，因为它看上去还没有完全进入。我们没有考虑到这一点。因此，最终我们不得不增加不必要的外壳厚度，以确保没有人用力推动连接器，并在此过程中将其弄坏。

“在连接器中，间距为2.5mm的PCB到线连接器也会出现问题，” Mahendra Karandikar说。 “当您要在测试PCB时拔出连接器，或在设计时进行更换时，别无选择，只能握住连接到其上的电线并将其拔出。插入几次后，电线内部断裂。在这种连接器中，有一个插头部分焊接在PCB上，插座部分在连接器内部。因此，当我们将插座插入插头时，需要用力才能插入和拔出连接器。需要在两个区域施加力：触点本身，因为插座将具有一定的表面积连接，该连接被连接到另一部分。并具有弹簧作用以实现正确的电接触。因此，这会给您带来某种阻力，并且需要用力才能将其拉出。”

他补充说：“另一件事是，连接器的塑料部分具有锁定机制，因为一旦插入连接器，它就不会意外或由于振动而脱落。因此，由于塑料本身的锁定机构，需要很大的力”。

电触点几乎不提供任何电阻。因此，如果您正在设计或测试固件开发，并且需要进行大量调试，并且需要频繁地断开连接器的连接，然后搜索连接器上的互锁部件，则取一个文件并简单地切断那些互锁的部件区域，以便您的连接器平稳地移入和移出。那就是您在设计时可以做的。

因此，如果(PCB线对或可插拔端子的)连接器制造商可以创建一种锁定释放机制，那么如果您按一个区域，则机械互锁将失效或无效，则拔出连接器所需的力就会消失。连接器将减少。以以太网电缆为例，它具有一种这样的机制。其锁定销的构造使得连接器可以顺利拔出，从而完全断开连接。

“另一个问题是9引脚D-Sub连接器或5引脚D-Sub连接器被HDMI电缆取代了，” Mahendra Karandikar说。这些电缆的两侧都有两个螺钉。您将销钉拧紧并拧紧螺丝。发生的情况是，拧下PCB上螺钉的对应部分时，对应的部分也开始旋转。这导致与螺母配对的螺母也与螺钉一起脱出。螺钉的一侧清晰可见，而螺钉的另一侧则与螺母一起弹出。为避免这种情况，我们使用某种紧固件粘合剂，并将该特定螺母插入9引脚内部。”

灰尘问题也是一个令人担忧的原因。如果长时间不使用PCB，则连接器会停止正常工作，因为某些连接器对灰尘敏感。“我遇到了RJ 45连接器的问题。因为它的质量很差，由于灰尘的积累，它停止了正确的响应，因此我们不得不整体上更换连接器/电线。” Abhinav Behl说。

无线连接可行吗?

许多工业原始设备制造商在布线方面都付出了巨大的成本。当您建立工厂时，主要的成本动因之一就是布线。能够降低这一成本对许多公司而言都是巨大的利益。Rajanikant Mohan认为，无线连接可以大大减少电缆的混乱情况。

重要的是，无线连接带来的危险和不便之处。例如，可能存在干扰问题，即多个无线设备相互通信，导致冲突。同样，清除RF敏感性和抗扰性测试可能会引起问题。

但是，这是一个折衷方案，因为通过无线连接可以减少布线。不需要考虑EFTA要求和电缆产生的电涌，因为没有任何电缆进入。

“如果行业走向无线，那么会有太多的标准和通信方法，例如Wi-Fi上的TCP-IP、蓝牙、LoRa、Zigbee等。还有一个问题是，当设备彼此交谈时，如果没有直接的连线，则无线信号就难以通过。然后，您必须安装中继器。但是，一旦安装了中继器，信号就会被中继，然后出现带宽问题，因为通过有线电缆传输的数据量很大。如果您想将其用于无线网络，那里将存在主从式通信或多节点通信，那么它将具有挑战性。” Mahendra Karandikar说道。

“行业需要的是很少有的通信标准和协议。这些应根据行业的确切要求而定，不得有任何妥协，这些需要做很多思考。如果标准很少，那么业界将很快接受(无线)标准。”他说。

好消息是一些有关无线的问题已经解决了。例如，蓝牙内置的动态跳频已经成为了协议的一部分，尽管它是2.4GHz。因此，在Wi-Fi与蓝牙共存的地方，内置跳频有助于提高可靠性。从加密的角度来看，安全性方面几乎涵盖了所有方面，现在128位AES加密已内置到蓝牙标准中。

Abhishek Satish说，“Wi-Fi和蓝牙的结合真的很棒。您可以使用蓝牙进行低速和低能耗的传输，而使用Wi-Fi进行高带宽的传输。我认为我们需要开始看到更多集成了Wi-Fi和蓝牙的软件包。如果我们提出一个同时具有蓝牙和Wi-Fi的集成解决方案，那么它将是一个灵活、全面的解决方案。”

Abhinav Behl得出的结论是，在不久的将来，需要改善蓝牙连接中出现的延迟。由于即将推出的芯片组具有强大的功能，因此一定可以很快实现解决方案。