Ensamblajes de cables son componentes clave en entornos de hardware eléctrico en los que se utilizan para transmitir energía y datos. Estos ensamblajes generalmente consisten en un grupo de cables que están encerrados en un solo tubo de material como goma o un tipo de termoplástico.
Este artículo explora la definición, funciones, usos y diversos tipos de ensamblajes de cables.
¿Qué es un Ensamblaje de Cables?
Los ensamblajes de cables, también conocidos como arneses de cables o cableados, son un conjunto o grupo de cables que están encerrados en un solo tubo de material. El material suele estar hecho de vinilo, goma o termoplásticos extruidos por presión como poliuretano. La mayoría de los cables contienen un cable positivo responsable de transportar la corriente eléctrica, un cable neutro para completar el circuito eléctrico y un cable de tierra.
¿Cómo es un Ensamblaje de Cables?
Un ensamblaje de cables típico generalmente incluye cables o conductores (para transmisión eléctrica o de señal), conectores en los extremos del cable y una forma de aislamiento para proteger los cables contra la humedad o el calor y por razones de salud y seguridad. Una funda o cubierta envuelve todo el ensamblaje, proporcionando una capa adicional de protección. También se suele usar codificación por colores en los cables para facilitar su identificación.
¿Cuál es el Propósito de un Ensamblaje de Cables?
Los ensamblajes de cables desempeñan un papel importante en aplicaciones electrónicas. Ayudan a proteger y organizar los cables y conductores. También sirven como una medida de seguridad para las personas que trabajan con sistemas eléctricos, como electricistas o contratistas.
¿Cómo se Fabrica un Ensamblaje de Cables?
Los ensamblajes de cables se fabrican siguiendo algunos pasos generales. Primero, los cables se cortan a la longitud deseada usando máquinas especializadas de corte de cables. Luego, se pelan los extremos de los cables para exponer sus núcleos. A continuación, los cables se colocan en los terminales o alojamientos de conectores requeridos, cada uno con tamaños y especificaciones distintas. Finalmente, los cables se ensamblan en un arnés, usando un banco de trabajo o una tabla de ensamblaje configurada para cumplir con las especificaciones de diseño.
Los ensamblajes de cables pueden hacerse a mano o con máquina. Cada método requiere una serie de pasos o procesos para lograr el ensamblaje de cable deseado. Esto incluye enrutar y luego insertar los cables a través de fundas, crimpar terminales, envolver los cables con cinta y sujetar los cables con pinzas, cinta o bridas.
¿Cuáles son los Usos de un Ensamblaje de Cables?
Los ensamblajes de cables tienen una amplia variedad de usos en diferentes industrias. Se utilizan en cualquier lugar donde se necesite un grupo de cables para una sola conexión. Estos ensamblajes pueden usarse para transmitir electricidad o señal. Algunos de sus usos comunes incluyen: pantallas planas, sistemas de navegación, computadoras, aplicaciones de telecomunicaciones, LEDs, electrónica, drones, automóviles, aviones y más.
¿Cuándo Usar un Ensamblaje de Cables?
Los ensamblajes de cables se utilizan generalmente cuando se involucra hardware electrónico. Cumplen tres funciones principales. En primer lugar, protegen a los técnicos y contratistas al encerrar el conjunto de cables en una funda duradera hecha de materiales como termoplástico retráctil, goma o vinilo. Esto protege contra posibles peligros de las corrientes eléctricas, garantizando la seguridad de las personas cercanas. En segundo lugar, los arneses de cables dentro de los ensamblajes facilitan la navegación de los sistemas eléctricos, manteniendo una configuración de cableado altamente organizada. Por último, los ensamblajes de cables actúan como una barrera protectora para los cables y conductores dentro de sus fundas, protegiéndolos del desgaste, condiciones ambientales adversas y otros daños incidentales.
¿Se Pueden Usar los Ensamblajes de Cables como Cables Eléctricos?
Sí, los ensamblajes de cables pueden usarse como cables eléctricos, pero es importante entender la diferencia entre ambos. Un cable eléctrico generalmente se refiere a un conductor único o a un grupo de conductores (cables) sin componentes adicionales. Es la unidad básica de un circuito eléctrico. Los cables se usan a menudo para transmitir energía eléctrica o señales.
Por otro lado, un ensamblaje de cables es una estructura más compleja que consiste en uno o más cables eléctricos con conectores, terminaciones, fundas protectoras y posiblemente otros componentes. Los ensamblajes de cables están preensamblados y son soluciones listas para usar diseñadas para aplicaciones específicas. Pueden incluir múltiples cables o conductores agrupados y encerrados en una funda protectora exterior.
Por lo tanto, un conjunto de cables puede funcionar como un cable eléctrico, pero generalmente proporciona características adicionales como: conectores, aislamiento y protección. Sin embargo, aunque los conjuntos de cables pueden usarse para transmitir electricidad a través de los cables en su conjunto, cada conjunto se usa mejor solo para su propósito previsto.
¿Qué industrias utilizan conjuntos de cables?
Los conjuntos de cables sirven a una amplia gama de industrias que requieren hardware electrónico, incluyendo, pero no limitado a: tecnología y electrónica, automoción, médica, aeroespacial y aviación, maquinaria industrial, electrónica de consumo, telecomunicaciones, redes, energía y distribución de energía, y militar y defensa.
¿Cuáles son los tipos de conjuntos de cables?
Existen muchos tipos diferentes de conjuntos de cables. Algunos de los más comunes se discuten a continuación:
1. Conjuntos de cables moldeados
Los conjuntos de cables moldeados, o sobremoldes, tienen sus conectores y cables combinados en un solo componente. El conjunto de cables se coloca en un molde y luego se inyecta plástico fundido en la cavidad del molde. Luego se deja enfriar y solidificar. El resultado es una unión encapsulada del cable y el conector. Algunos de los beneficios de este tipo de conjunto incluyen: buena resistencia a la flexión en el punto donde ocurren la mayoría de los movimientos del conector y el cable, y buena resistencia contra golpes, impactos y abrasión. Este diseño puede incorporar un elemento impermeable y también facilita la instalación. Los cables HDMI, como se ve en la Figura 1, son un buen ejemplo de un conjunto de cables moldeados:
cable HDMI
Los conjuntos de cables moldeados se utilizan en aplicaciones que requieren una apariencia más acabada y duradera.
2. Conjuntos de cables para ordenadores
Los conjuntos de cables para ordenadores son aquellos utilizados dentro de los ordenadores y entre ordenadores y sus accesorios. Existen numerosos tipos de accesorios de cables para ordenadores, como cables Serial ATA (SATA), cables VGA y cables USB.
Los conjuntos de cables SATA se utilizan para conectar dispositivos de almacenamiento y placas base de ordenadores. Normalmente, tienen conectores de 8 pines y proporcionan altas velocidades de transferencia de datos. La Figura 2 muestra un ejemplo de un conjunto de cables SATA:
cable SATA
Los cables VGA conectan ordenadores a monitores y cuentan con conectores de 15 pines en tres filas que corresponden a los canales RGB. Los cables USB son quizás los conjuntos de cables para ordenadores más conocidos y se usan para conectar muchos tipos diferentes de accesorios a los ordenadores. Los conjuntos de cables USB Tipo-A tienen conectores con cuatro puntos de conexión que se usan para energía y transferencia de datos.
3. Conjuntos de cables de cinta plana
Como su nombre indica, los conjuntos de cables de cinta plana, o cables en cinta, tienen la apariencia de una cinta plana. Consisten en una fila de cables paralelos que están colocados ordenadamente uno junto al otro en forma de cinta. La forma de estos conjuntos de cables los hace ideales para espacios confinados, especialmente donde el ancho es un factor clave de diseño. Los conjuntos de cables de cinta plana vienen en versiones divididas, de múltiples ramas, sin PVC y otros tipos. Estos conjuntos permiten terminaciones en masa mediante conectores de desplazamiento de aislamiento (IDC) con contactos afilados y bifurcados. El IDC con cables en cinta es una solución de cableado que presenta un cable multiconductor plano combinado con un conector de desplazamiento de aislamiento (IDC). Este conector está diseñado para atravesar el aislamiento, estableciendo conexiones eléctricas con los conductores mediante cuchillas afiladas. Son económicos, fáciles de usar, de alta densidad y fáciles de identificar y mantener. Aunque ahora se prefieren los cables redondos para conexiones externas e internas, los cables en cinta siguen siendo ventajosos, especialmente en escenarios con limitaciones de espacio. La Figura 3 muestra un ejemplo de un cable en cinta con conectores
4. Conjuntos de cables de telecomunicaciones
Diferentes conjuntos de cables se aplican al sector de las telecomunicaciones. Dos ejemplos comunes de conjuntos de cables utilizados en la industria de las telecomunicaciones incluyen cables de fibra óptica y conjuntos de cables D-sub.
Los conectores D-subminiatura, originalmente diseñados como alternativas compactas para su uso con dispositivos electrónicos, son ampliamente utilizados en aplicaciones informáticas y de telecomunicaciones. Disponibles en varias configuraciones como: 9 pines, 15 pines, 25 pines y 37 pines, con opciones de mayor densidad para sistemas complejos, los cables D-sub suelen usar mecanismos de bloqueo con tornillos de presión para conexiones seguras, incluso en condiciones adversas. Fabricados en metal, el tornillo de presión generalmente presenta una superficie estriada para facilitar el agarre y el giro manual. El eje roscado del tornillo de presión se inserta a través de un agujero en un componente y luego se atornilla en un agujero roscado en el otro, asegurando eficazmente los dos componentes juntos. Los cables D-sub son rentables para conectores de alta densidad. Esto se debe a su facilidad de fabricación y disponibilidad generalizada en varios conteos de pines y configuraciones. Su cable con blindaje también garantiza una transmisión fiable de la señal. Un ejemplo de un cable D-sub se muestra en la Figura 4:
cable D-sub
Los conjuntos de cables de fibra óptica, por otro lado, transmiten datos mediante pulsos de luz, generados por láseres compactos o diodos emisores de luz, en lugar de depender de la electricidad. Estos pulsos de luz atraviesan largas distancias a través de finos fibras de vidrio, cada una más delgada que un solo cabello humano. El núcleo de cada fibra de vidrio está rodeado por una capa reflectante de vidrio, o revestimiento, que dirige la luz hacia adentro y permite que navegue por las curvas sin pérdida de señal. Estas fibras individuales están recubiertas adicionalmente con capas de plástico y encerradas en un tubo protector para mayor durabilidad.
Estos cables, utilizados en telecomunicaciones, televisión por cable, internet y equipos médicos, ofrecen mayor ancho de banda, mayores distancias de transmisión y una resistencia aumentada a las interferencias electromagnéticas (EMI) y al manipuleo. Los cables de fibra óptica se presentan en dos tipos principales: monomodo, que utiliza fibras de vidrio extremadamente delgadas y un láser para la generación de luz, y multimodo, que depende de diodos emisores de luz (LEDs).
5. Conjuntos de cables de red y comunicación general
Los conjuntos de cables de red y comunicación general son ensamblajes de cables utilizados para crear una red de sistemas o computadoras, y generalmente facilitar la comunicación. Los conjuntos de cables de red más prevalentes son los cables Ethernet, siendo el cable Categoría 5e (Cat5e) el más común.
Los cables Cat5e contienen cuatro pares de hilos de cobre. Los ocho hilos están envueltos individualmente en una funda protectora, con una funda termoplástica que cubre el grupo de hilos. La Figura 5 muestra un ejemplo de un conjunto de cable Cat5e:
Cable Cat5e
6. Cables de parche y ensamblajes de cables
El cable de parche es un ensamblaje de cable que utiliza cable óptico o eléctrico para conectar dispositivos. El cable de parche consiste en hilos de cobre que generalmente son trenzados. Estos hilos vienen en varias configuraciones y tamaños, y tienen algún tipo de conector en cada extremo.
Los cables Ethernet son un ejemplo de un cable de parche especializado, con cuatro pares de cables de cobre y conectores RJ45 en cada extremo. Los cables Ethernet se utilizan para conectar sistemas con fines de red. Los cables de parche también se usan en grabación de sonido y música, así como para conectar sistemas mediante cables de parche ópticos. La Figura 6 muestra una imagen de un cable de parche:
cable de parche Ethernet
Cable de parche Ethernet. Crédito de la imagen: Shutterstock.com/PromKaz
7. Ensamblaje multicore
Los ensamblajes de cables multicore contienen más de una señal útil o alimentación en un solo ensamblaje de núcleo. Estos ensamblajes son útiles cuando se necesita una combinación de alimentaciones en un solo ensamblaje.
Los ensamblajes de cables CCTV son un ejemplo de ensamblajes multicore, que combinan señal y energía en cables coaxiales, para proporcionar energía y conectividad a cámaras CCTV. Otro ejemplo es el cable multicore de audio que transmite múltiples señales de audio analógico en un solo ensamblaje de cable. La Figura 7 muestra un ejemplo de un cable multicore de audio:
cable multicore de audio
8. Ensamblajes de cables de audio/visual (AV)
Los ensamblajes de cables AV están diseñados y se usan para transmitir señales de audio y video. Estos ensamblajes generalmente incluyen múltiples conductores o hilos, cada uno dedicado a transportar señales específicas, y a menudo están encerrados en una funda protectora. Ejemplos de ensamblajes de cables de audio/visual incluyen cables de Interfaz Multimedia de Alta Definición (HDMI), cables de Video Graphics Array (VGA), cables RCA y otras configuraciones similares. Estos cables se utilizan típicamente en sistemas de entretenimiento en el hogar (por ejemplo, televisores), aplicaciones multimedia y configuraciones profesionales de audio/video. La Figura 8 muestra un ejemplo de un cable VGA:
cable VGA
Cable VGA. Crédito de la imagen: Shutterstock.com/Mehmet Cetin
9. Ensamblajes de cables blindados RFI/EMI
Los conjuntos de cables blindados contra interferencias electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI) son conjuntos de cables que contienen un blindaje especializado para proteger contra EMI o RFI. El blindaje en estos conjuntos consiste en una capa delgada de aluminio, llamada lámina, o una malla de hilos de cobre, llamada trenza, que cubre el grupo interno de cables en una capa debajo de la funda de plástico protector. La mejor protección se obtiene combinando lámina y trenza, como se muestra en la Figura 9:
cable blindado
Cable blindado. Crédito de la imagen: Shutterstock.com/vinap
Los conjuntos de cables blindados protegen contra EMI y RFI, que causan ruido y corrupción de señal. Se utilizan en aplicaciones donde se necesita pureza de señal, como en sistemas de seguridad, cableado de audio y cables visuales.
10. Conjuntos de cables de grado militar
Los conjuntos de cables de grado militar están diseñados para cumplir con las exigencias rigurosas de aplicaciones militares y aeroespaciales. Estos conjuntos se utilizan en diferentes sistemas militares, incluyendo equipos aeroespaciales, enlaces de comunicación en campo y equipos marinos. Un ejemplo de un conjunto de cables encontrado en entornos militares es el conjunto de cables con conector circular. Estos conjuntos de cables militares ofrecen durabilidad robusta y conexiones seguras resistentes a contaminantes, EMI, daños por impacto, humedad y vibraciones. Estos conjuntos admiten múltiples pines para transmisión de energía y datos. Están disponibles en varios calibres, materiales y diseños, y simplifican el mantenimiento con conexiones y desconexiones fáciles. Los conjuntos de cables circulares están fabricados con materiales resistentes como acero inoxidable, aluminio y plástico. Resisten la corrosión, mientras que las versiones impermeables mejoran la protección mediante tecnologías avanzadas de sellado. Mantienen un sello hermético incluso bajo exposición a agua a alta presión, gracias a tecnologías avanzadas de sellado como juntas tóricas y juntas de goma.
Los cables con conector circular impermeables están diseñados específicamente para garantizar conexiones confiables y seguras en entornos desafiantes, protegiendo los sistemas eléctricos de agua, polvo y contaminantes.
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