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接线端子和各类连接器的基础知识
接线端子
用于将分开的电路连接到一起。
通常这些连接器用于常需要切换和断开的场合，
如连接电源，
连接外围电路，或者需要更换的扩展部分。
该教程涵盖内容
在本教程中，我们将介绍下面主题
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?
?
?
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关于接线端子的常见术语
将接线端子进行区别分类
介绍上述分类之间的区别
介绍如何使用极性防反的接线端子
介绍如何使用极性防反的接线端子
建议先阅读
.
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在您开始阅读本文之前，请确保您已经知道或者学习了以下
教程中所罗列的内容
:
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?
?
?
?
什么是电路？（
What is a
circuit?
）
电压、电流、电阻和欧姆定律（
Voltage,
Current, Resistance and Ohm’s
Law
）
导线的基础知识（
Working with
Wire
）
极性和极性元件（
Polarity
）
如何给项目供电（
Powering Your
Project
）
接线端子术语
在我们开始讨论一些常
用的连接器之前，让我们来探讨用于描述接线端子的术语。
公母端子
Gender
–
接线端子的公母性说明了它是用来
插入还是被插入的。（哈哈，如果你还是单
纯的孩子，
更详细的
解释估计你得去问问你父母）
遗憾的是，
有些被称为公头的端子
，
实际上是按照母头
的端子来使用的。在接下来的示例中，我们
将将说明这些缘由。
Male and female
2.0mm PH series JST
connectors
左边公右边母的
2.0mm PH<
/p>
系列的
JSP
接线端子
< br>
极性
-
大多数接线端子有约定
的极性方向。这种特性使得接线端子可以防止接反。
.
.
North America wall plug
有极性的美规墙上插头。
通过为插头叶片两种不同的宽度，插头只能单向进入插座
触点
-
触点是接线端子真正起作用的功能部
分。
它们是彼此接触的金属部件，形成电气导通的连接。
这里也往往是导致连接不良的地方：
触点可能变脏或氧化、
或者金属弹片的弹性随时间蠕化变小而将导致
触点松脱或连接不可靠。
ADH8066
mating
connector
该连接器上的触点清晰可见。
间距
–
许多连接器由重复排列的一组触点组成。
连接器的间距是从一个触点的中心到下一个触点的
中心的距离。
这一点很重要，
因为有许多接线端子外观和触点看起来非常相似，
< br>但间距可能不同，
所以往
往一个型号系列的端子仅仅因为
这个参数不同而不同，
因此在不知道此参数情况下，
很容易在购
买了不能
配对连接端子。
.
.
.1″ pin
header connector examples
标准
Arduino
上标题的引脚间距为
0
.1
英寸。
插拔次数
–
接线端子的使用寿命都是有限的，每次接上和断开接线端子都会导致部分磨损。
数据表
通常以插拔次数这一指标来表示其使用
寿命，
使用不同技术的接线端子插拔次数差别很大。
USB
连接器
可能具有数千或数万次插拔的寿命
，
而设计用于消费电子产品内部的板对板连接器可能会被限制为数十次
< br>插拔的寿命。
选择适合应用场景寿命的接线端子非常重要。
.
.
Connector for
GS406 GPS module
GS406
GPS
模块的匹配连接器。
该连接器
的数据表显示该零件的插拔次数是
50
次。
安装方法
–
这个可能会让人有些困惑。
术语
“
安装
”
指以下几
种情况：连接器如何在使用中安装（安
装在面板上，自由悬挂着，电路板安装），连接器
相对于其附件的角度（直角或直角），它如何机械连接
（焊片焊接，表面贴片焊接，通孔
焊接）。
我们将用示例对接线端子中的安装方法进一步讨论。
Comparison of different mounting
methods for barrel-type connectors
比较三种
相同管连接器的不同安装方法：（从左到右）电路板板安装，内联电缆安装和板面安装。
抗弯折延伸部分（用于减缓应变）
–
当连接器安装在电路板或电缆上时
，线材拐弯处的连接往往有
点脆弱。
通常提供某种类型的抗弯折延伸部分用于减缓应变，以将作用于该连接器的任何应变传递到更
多更合理的结构上。
后面还有这类型的例子。
.
.
1/8″
Headphone
jack showing strain relief
这个
1/8
英寸耳机插孔带有一个应力消除
”
靴子
“
，
滑过电缆以防止电缆上的
力量直接传输到电气接头。
USB
连接器
USB
连接器有两种类型：
主机和从机。
在
USB
标准中，两者有所不同
，电缆和设备上的连接器反
映了这一点。
但是，所有
USB
连接器都有一些共同之处
：
?
?
?
?
?
?
极化
–
USB
连接器只能按正确一面插入。
从不对的方向无法插入，
强行插入连接器不会工作，
并可能导<
/p>
致其损坏。
四个触点
–
所有
USB
连接器至少有四个触点（尽
管有些可能有五个，而
USB
3.0
连接器有更多）。
这些用于电源，接地和两条数据线（
D
+
和
D-
）。
USB
连接器是设计用于传输
5V
，高达
500mA
电流的
< br>连接器。
屏蔽
–
USB
连接器是自带屏蔽的，外部
包围了不属于电路的金属外壳。
这对于在具有大量电流
“
噪音
”
的
环境中保持信号完好无损很重要。
强大的电源连接
–
电源引脚在数据线之前先完成连接
这点非常重要，
以避免试图通过数据线供电。
所有
USB
连接器的设计都考虑到了这一点。
减缓应变
–
所有
US
B
电缆都在连接器上进行塑料包覆成型，
以防止电缆上出现可能
损坏电气连接的应变。
.
.
Labeled
image of USB
extension cable
USB
延长线，标有
USB
连接器的一些常见功能。
USB-A
接口
USB-A
母头是标准的
“
主机<
/p>
”
连接器类型。
这可以在计算机，
集线器或任何打算将外围设备上找到。
<
/p>
也
可以在另一端找到带有
A
型连接器和
A
型连接器的延长电缆。
.
.
USB-A
ports on a laptop computer.
笔记本电脑侧面的女性
USB-A
端口。
蓝色连接器符合
USB
3.0
标准。
USB-A
公头
是标准的连接外围扩展设备的连接器。
大多数
USB
电缆的一端将以
USB-A
公头连接器
终结，而许多设备（例如键盘
和鼠标）将具有内置电缆端接有
USB-A
公头连接器。
也可以找到可安装
在板上的
USB-A
公头连接器，适用于
U
盘等设备。
USB-A
male connector examples
两种类型
的
USB-A
公头接口，
SparkF
un Cerberus
电缆和
AVR
Stick
开发板。
.
.
USB-B
接口
USB-B
母头
是外围设备的标准。
它体积稍大，但坚固耐用，所以在不限制尺寸的应用场景中，它是
< br>为
USB
连接提供可移动连接器的首选方法。
它通常是通孔板安装的连接器，以获得最大的可靠性，但也
有板面安装的方式。
USB-B
connector on an Arduino Uno
由于其低成本和耐用性，包括
Uno
在内的
Arduino
主板早已使用了
USB-B
母头连接器。
USB-B
公
头
多数位于电缆的末端。
USB-B
电缆无处不在，价格低廉，这也有助于
USB-B
连接的普
及。
.
.
Male
USB-B connector
SparkFun Cerberus
电缆末端的
USB-B
公头连接器
USB-mini
接口
USB-Mini
连接是第一个用于较小设备的
USB
接口尺寸标准的尝试。
通常在较小的外围设备（
MP3
播放器，旧手机，小型外置硬
盘驱动器）上可以找到
USB-Mini
母头，通常是表面贴装
连接器，具有较大
的尺寸稳定性。
USB-
Mini
逐渐被逐渐淘汰，转而使用
USB-
Micro
连接器。
.
.
USB-Mini
female
connector
Protosnap Pro
Mini
上的
USB-
Mini
母头接口。
USB-
Mini
公头是另一种仅有线缆的连接器。
< br>与
USB-B
一样，它非常常见，几乎可以在任何地方以
便宜的价格找到此连接线。
.
.
USB-Mini
male
connector
SparkFun
Cerberus
电缆末端的
USB-
Mini
公头接口。
USB
微型连接器
USB-Micro
是
USB
连接器系列的新增产品。与
USB-
Mini
一样，主要关注是缩小尺寸的问题，但
USB-
Micro
为低速信号增加了第五个引脚，使其可用于
USB-
OTG
（
On-the-go
）应用，
其设备视情况而
定，作为主机或外设运行。
USB-Micro
母接口
可以在许多
新型外设上找到，例如数码相机和
MP3
播放器。
USB-micro
作为所
有新手机和平板电脑的标准充电接口，意味着充电器和数据线越来越普遍，而
USB-
Micro
已经取代
USB-Mini
作为小尺寸
USB
连接器的选择。
.
.
USB-Micro
female connector
LilyPad Arduino
USB
板上的
USB-
Micro
母接口。
USB-
Micro
公头也是一个只有线缆的连接器。
通常有两种类型的带
USB-Micro
公端的电缆：
一种用
于连接具有
US
B-Micro
端口的设备作为
USB
主设备的外设，另一种用于将
USB-Micro
母端口连接至
USB-A
母端口
，用于支持
USB-
OTG
的设备。
.
.
USB-Micro male connector
SparkFun
Cerberus
电缆上的
USB-
Micro
公头连接器。
.
.
USB-A
female to
USB-Micro adapter
适配器尾纤，用于使用仅具有带标准
USB
外设的
USB-
Micro
端口的
USB-
OTG
设备。
请注意，并
非所有支持
USB-
OTG
的设备都可以使用此尾纤。
译
者注：现在随着
USB3.0
普及和无容错设计思路的要求，更
多的手机和外置设备从
USB-Micr
o
接
口转向使用
USB-type C
接口，包括最新的苹果
Macbook
。但苹果手机和平板目
前仍在使用苹果独家专
利的
lighting
< br>连接线。
.
维基百科上，关
于各类型
USB
接口样式的示意图
维基百科上，关于各类型
USB-
Type-C
接口的样式示意图
.
.
.
最新使用了
USB-
Type-C
接口的苹果笔记本电脑
Macbook
音频连接器
另一个熟悉的连接器是那
些用于视听应用的组合
–
RCA
俗称梅
花头、莲花头和唱机。
虽然这些不能
真正被认为是同一个家族，由于其结构、连接方式和原理雷同，我们将它们归为一类在此介绍。
< br>
“
电话
”
类型连接器
您可能会立即将此连接器的
< br>1/8“
版本识别为耳机末端的插头，
这些连接器实际上
有三种常见尺寸：
6.3
英寸（
6.3
5
毫米），
1/8
英寸（
3.5
英寸
毫米）和
2.5
毫米
?
英寸
尺寸连接器在专业音频和音乐界有很多
用途
–
大多数电吉他和放大器上都有
1/4
英寸尖端套（
TS
< br>）插孔，
1/8
英寸
tip-
ring- sleeve
（
TRS
）
结
构的输出信号的连接器作为
MP3
播
放器或电脑上的耳机或音响非常普遍。
一些手机将提供一个<
/p>
2.5
毫米
tip-ring-
ring-sleeve
（
TRRS
）
插孔，用于连接耳机，该耳机还包括用于免提通话的麦克风。
这些连接器和电缆的普遍可用性使其成为通用连接应用的良好选择
–
例如，早在
USB
之前，德州
仪器的图形计算器就使用
< br>2.5mm TRS
连接器作为串行编程连接器。
应该记住的是，
tip-
sleeve
（端头
–
套筒）连接器类型不可用于传输电源
;
在插入过程中，尖端和套筒可能会短时间短接在一起，这可能会损
坏电源。
屏蔽不足使得它们不适用于高速数据，但低速串行数据可以使用这些连接
器。
.
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