اگر تا به حال یک گوشی هوشمند در دست گرفته اید، یک جعبه هدفون بی سیم شارژ کرده اید، یا یک مدار کوچک الکترونیکی مصرفی را آزمایش کرده اید، احتمالاً با پین های pogo تعامل داشته اید - کانکتورهای فنری کوچک که دو جزء الکتریکی را در عرض چند ثانیه پل می کنند، بدون نیاز به لحیم کاری یا نصب دائمی. به عنوان تامین کننده کانکتورهای 4 پین pogo، یکی از متداول ترین سوالاتی که از مهندسان، طراحان محصولات و صاحبان مشاغل کوچک می پرسم، یک سوال ساده است: آیا می توان از پوگو 4 پین برای انتقال نیرو استفاده کرد؟ پاسخ کوتاه بله است، اما مانند هر کانکتوری، این بستگی به نحوه طراحی آن، انرژی مورد نیاز و نقش آن چهار پین در مدار شما دارد.
برای درک اینکه چرا یک پوگو 4 پین برای قدرت کار می کند (و چرا گاهی اوقات این کار را نمی کند)، اجازه دهید با این شروع کنیم که در واقع پین پوگو چیست. هر پین یک شفت، فنر و بشکه فلزی با ماشین کاری دقیق است که برای ایجاد یک اتصال الکتریکی قابل اعتماد در هنگام فشار دادن به یک لنت یا تماس منطبق طراحی شده است. پین‌های پوگو به دلیل دوامشان - آنها می‌توانند هزاران چرخه جفت‌گیری را تحمل کنند - و اندازه جمع و جورشان ارزشمند هستند، که آنها را برای فضاهای تنگ در همه چیز، از دستگاه‌های پزشکی گرفته تا حسگرهای خودرو، ایده‌آل می‌کند.
یک مجموعه استاندارد پوگو 4 پین، نوعی که ما عرضه می کنیم، دارای چهار پین مجزا است که بسته به دستگاه به صورت خطی، پلکانی یا دایره ای مرتب شده اند. این دو پایه کمتر از یک پوگو 6 پین یا 8 پین است، اما بیشتر از یک پین 2 است که اغلب برای برنامه های اصلی کم مصرف استفاده می شود. نکته کلیدی در اینجا نحوه تخصیص هر یک از آن چهار پین است. برای انتقال نیرو، رایج‌ترین پیکربندی از دو پایه برای خطوط برق مثبت و منفی استفاده می‌کند و دو پایه دیگر را برای داده، زمین یا کانال‌های برق اضافی باقی می‌گذارد. صبر کنید - اگر فقط به یک خط برق نیاز دارید، چرا چهار پین؟ اینجاست که انعطاف‌پذیری به وجود می‌آید. برای نیازهای برق کوچک (5 تا 12 ولت، در کل کمتر از 5 آمپر) می‌توانید دو پین را به صورت موازی برای خط مثبت و دو پایه را برای خط منفی جفت کنید. این مقاومت را کاهش می دهد، که برای انتقال نیرو حیاتی است—مقاومت کمتر به معنای گرمای کمتر، افت ولتاژ کمتر و توان ثابت تر دستگاه شما است. این یک مزیت بزرگ نسبت به راه‌اندازی 2 پین است، جایی که یک پایه ممکن است با جریان بالاتری مواجه شود که منجر به گرم شدن بیش از حد یا خرابی اتصال در طول استفاده مکرر شود.
بیایید آن را در چارچوب قرار دهیم. فرض کنید در حال طراحی یک اسپیکر بلوتوث قابل حمل هستید که از طریق کانکتور pogo شارژ می شود. این اسپیکر برای شارژ باتری خود به برق 12 ولت در 3 آمپر نیاز دارد. یک pogo 2 پین باید 3A را از یک پایه مثبت و یک پایه منفی عبور دهد. با این حال، یک pogo 4 پین، آن 3A را به دو کانال موازی 1.5A برای مثبت و دو کانال برای منفی تقسیم می کند. هر 1.5 آمپر به خوبی در رتبه بندی فعلی یک پایه پوگو استاندارد قرار دارد (اکثر پین های پوگو با قطر 0.5 میلی متر می توانند تا 2 آمپر و پین های 0.8 میلی متری 5 آمپر یا بیشتر را تحمل کنند). این بدان معناست که راه‌اندازی 4 پین خنک‌تر است، خطر افت ولتاژ کمتری دارد و برای چرخه‌های شارژ روزانه قابل اعتمادتر است.
البته، هر کار انتقال نیرو یکسان نیست. اگر یک سنسور کوچک را تغذیه می کنید که فقط به 3.3 ولت در 0.1 آمپر نیاز دارد، یک pogo 4 پین ممکن است بیش از حد به نظر برسد - اما هنوز هم کاملاً قادر است. دو پین اضافی را می توان برای ویژگی های اضافی، مانند ارتباط I2C بین دستگاه شما و دستگاه آزمایشی، یا یک خط زمین اضافی برای کاهش نویز استفاده کرد. این تطبیق پذیری به همین دلیل است که بسیاری از تیم های طراحی کانکتورهای 4 پین pogo را برای کاربردهای برق و سیگنال مختلط ترجیح می دهند.
یک لحظه صبر کنید—یک پین pogo برای انتقال نیرو با سایر کانکتورها، مانند اتصالات مغناطیسی، چگونه مقایسه می شود؟ کانکتورهای مغناطیسی برای لوازم الکترونیکی مصرفی محبوبیت زیادی پیدا کرده اند زیرا به راحتی تراز می شوند و نیازی به جفت گیری محکم ندارند. اما کانکتورهای مغناطیسی، مانند کانکتور 4 پین مغناطیسی که ما ارائه می‌کنیم، از مزایای انتقال انرژی مشابهی با پین‌های پوگو بهره می‌برند. تفاوت اصلی این است که اتصال دهنده های مغناطیسی از آهنربا برای نگه داشتن دو نیمه در کنار هم استفاده می کنند، در حالی که پین های pogo به کشش فنر متکی هستند. اگرچه این یک نقطه ضعف نیست - هر کدام مورد استفاده خود را دارند. برای کاربردهای با لرزش بالا، مانند ردیاب تناسب اندام که در حین دویدن استفاده می‌شود، کشش فنری پین‌های پوگو می‌تواند اتصال امن‌تری نسبت به اتصال مغناطیسی ایجاد کند، که اگر آهنربا به اندازه کافی قوی نباشد ممکن است بلغزد. برای شارژ سریع و با یک دست لپ‌تاپ، یک کانکتور مغناطیسی اغلب بهتر است، زیرا بدون نیاز به پین‌ها وصل می‌شود.
اغلب از من می پرسند: "آیا می توانم از یک pogo 4 پین به جای کانکتور مغناطیسی برای برق استفاده کنم؟" پاسخ این است: بستگی به مورد استفاده شما دارد. اگر به چیزی جمع و جور، بادوام و قابل اعتماد برای جفت گیری با چرخه بالا نیاز دارید، پوگو 4 پین یک انتخاب عالی است. اگر به تراز با یک دست نیاز دارید، یک کانکتور برق مغناطیسی ممکن است بهتر کار کند. هر دو گزینه مناسبی برای انتقال نیرو هستند، اما گزینه مناسب به طراحی و استفاده محصول شما بستگی دارد.
یکی دیگر از تصورات غلط رایج این است که پین‌های پوگو 4 پین فقط می‌توانند توان کمی را حمل کنند. این درست نیست - با طراحی مناسب، یک پوگو 4 پین می تواند تا 10 آمپر انرژی را تحمل کند، اگر به درستی پیکربندی شود. راز در اندازه پین و آبکاری آن است. پین‌های پوگو با روکش طلا، که در برابر خوردگی مقاومت می‌کنند و مقاومت تماسی پایینی دارند، برای انتقال نیرو ایده‌آل هستند زیرا حتی پس از هزاران بار استفاده، یک اتصال ثابت را حفظ می‌کنند. اگر با توان بالاتر کار می‌کنید، مثلاً 24 ولت در 8 آمپر، به جای پین‌های کوچک‌تر 0.5 میلی‌متری معمول برای اتصال‌های pogo فقط سیگنال، از پین‌های با قطر بزرگ‌تر (0.8 یا 1.0 میلی‌متر) استفاده می‌کنید. این جزئیاتی است که ما به عنوان یک تامین کننده روی آن تمرکز می کنیم - ما فقط کانکتورهای استاندارد 4 پین pogo را نمی فروشیم. ما به مشتریان کمک می کنیم تا اندازه مناسب، آبکاری و پیکربندی پین را برای نیازهای برق خاص خود تعیین کنند.
بیایید در مورد مثال های دنیای واقعی صحبت کنیم. چند ماه پیش، مشتری برای طراحی یک مانیتور قابل حمل قند خون برای استفاده در محیط های بالینی به ما مراجعه کرد. مانیتور باید از طریق یک ایستگاه اتصال که از پین‌های پوگو استفاده می‌کرد شارژ می‌شد، و باید به اندازه کافی بادوام می‌بود تا از 10000 چرخه جفت‌گیری بدون خرابی دوام بیاورد. یک pogo 2 پین برای برق کار می کرد، اما مشتری همچنین نیاز به انتقال داده های آزمایشی بین مانیتور و ایستگاه اتصال داشت. ما یک pogo 4 پین را توصیه می کنیم: دو پایه برای شارژ، یکی برای داده و دیگری برای اتصال به زمین. این تنظیم قابل اعتماد، فشرده و متناسب با فضای تنگ محفظه مانیتور بود. مشتری آن را آزمایش کرد و از دوام مورد نیاز آنها فراتر رفت - مناسب برای یک دستگاه پزشکی که در آن ثبات می تواند به مراقبت از بیمار بستگی داشته باشد.
یکی دیگر از مشتریان در حال طراحی یک پد شارژ بی سیم برای مسواک های برقی بود. آنها در ابتدا از یک کانکتور مغناطیسی 2 پین استفاده می کردند، اما دریافتند که اتصال بسیار ضعیف است، که منجر به شارژ متناوب در هنگام برخورد مسواک بر روی سینک می شود. تغییر به یک کانکتور 4 پین pogo مشکل را برطرف کرد: کشش فنر پین‌های pogo یک اتصال ثابت و ثابت را حتی با حرکت جزئی ایجاد کرد. راه‌اندازی 4 پین نیز به آنها ظرفیت اضافی برای ارتقاهای آینده می‌دهد، مانند افزودن یک پورت داده برای ردیابی عادت‌های مسواک زدن، که امتیازی بود که آنها در ابتدا برای آن برنامه‌ریزی نکرده بودند.
البته محدودیت هایی برای کاری که یک pogo 4 پین می تواند برای انتقال نیرو انجام دهد وجود دارد. اگر نیاز به حمل بیش از 10 آمپر دارید، ممکن است به یک پوگو 6 پین یا 8 پین، با چهار پایه برای مثبت و دو پایه برای منفی یا برعکس نیاز داشته باشید. اگر برنامه شما نیاز به ضد آب دارد (فکر کنید حسگرهای فضای باز یا دستگاه های پوشیدنی خیس می شوند)، پین های پوگو استاندارد می توانند در برابر خوردگی آسیب پذیر باشند، اگرچه انواع پین های پوگو مهر و موم شده وجود دارد که این مشکل را حل می کند. به همین دلیل مهم است که با تامین‌کننده‌ای کار کنید که هم طراحی پین پوگو و هم الزامات انتقال نیرو را درک می‌کند – ما می‌توانیم به شما کمک کنیم از تعیین بیش از حد یا کمتر از تعیین کانکتور خود جلوگیری کنید که در دراز مدت باعث صرفه‌جویی در وقت و هزینه شما می‌شود.
اگر هنوز گزینه‌های خود را بین پین‌های pogo و کانکتورهای مغناطیسی می‌سنجید، اگر به برق یا کانال‌های داده بیشتری نیاز دارید، ارزش آن را دارد که کانکتور 8 پین مغناطیسی یا صفحه کانکتور 4 پین Pogo را در سایت ما بررسی کنید تا سری کامل محصولات pogo ما را ببینید. ما همچنین گزینه های MagneticConnector 4 Pin را برای مشتریانی داریم که سهولت جفت گیری مغناطیسی را ترجیح می دهند.
در پایان روز، یک pogo 4 پین فقط یک اتصال دهنده برای انتقال سیگنال نیست، بلکه یک گزینه همه کاره و قابل اعتماد برای انتقال نیرو است، به ویژه برای برنامه هایی که دوام، اندازه جمع و جور، و چرخه های جفت گیری بالا مهم هستند. چه در حال طراحی یک دستگاه الکترونیکی مصرفی، دستگاه پزشکی، قطعه خودرو یا سنسور صنعتی باشید، یک پوگو 4 پین با پیکربندی مناسب می‌تواند نیازهای برق شما را برآورده کند و برای تغییرات طراحی آینده انعطاف‌پذیری ارائه دهد.
اگر روی پروژه‌ای کار می‌کنید و برای تعیین کانکتور مناسب برای نیازهای انتقال برق خود به کمک نیاز دارید، با خیال راحت تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خود صحبت کنید.
مراجع
- فناوری اتصال برق: طراحی و کاربرد، ویرایش دوم، چاپ CRC، 2018
- تست دوام پین پوگو: استانداردها و بهترین روش ها، مجله تولید الکترونیک، جلد. 27، شماره 2، 2017
- اتصال دهنده های مغناطیسی در مقابل فنر بارگذاری شده: مقایسه عملکرد، تراکنش های IEEE روی قطعات، فناوری بسته بندی و ساخت، جلد. 10، شماره 5، 2020
