Pogo Pin 101

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Di Jeff Smoot, Same Sky

Cosa sono i pin pogo?

I pin pogo sono piccoli connettori metallici a molla utilizzati in molti prodotti e sistemi elettronici per stabilire e mantenere una connessione elettrica sicura attraverso i loro punti di contatto. Dalla sagoma tubolare, presentano un meccanismo a molla interno che li fa assomigliare a un trampolo in miniatura (o bastone pogo). Da qui il nome.

Nel caso ve lo stiate chiedendo, il pogo originale è stato ideato da Max Pohlig ed Ernst Gottschall, i quali hanno chiamato il prodotto utilizzando le prime due lettere dei loro cognomi. Come si può immaginare, il bastone pogo e il pin pogo sono accomunati dal nome e dal movimento meccanico. Acquista la gamma di pin pogo e pin PCB.

Pin pogo per l’elettronica

I pin pogo impiegati nel settore elettronico sono stati inventati presso Bell Labs all’inizio degli anni ’70 e sono stati accolti in ragione della loro compatibilità con le attrezzature di test dei semiconduttori e per la miniaturizzazione, precisione e ripetibilità garantite dalle loro prestazioni. I continui miglioramenti in termini di stabilità, capacità di corrente e dimensioni continuano a renderli adatti all’uso in un’ampia gamma di dispositivi elettronici nei mercati di consumo, industriale e medico.

Sono costituiti da un cilindro, uno stantuffo e una molla elicoidale interna. Sono generalmente realizzati in leghe di ottone o rame, spesso con un rivestimento di nichel. Per migliorare la resistenza al contatto, sono disponibili anche metalli placcati in oro e altri metalli. Di solito sono fittamente raggruppati in un dispositivo allo scopo di consentire più punti di contatto su un circuito stampato o in un connettore destinato a essere costantemente accoppiato e disaccoppiato.

Struttura tipica dei pin pogo

Vantaggi della progettazione con i pin pogo

Come abbiamo accennato, l’uso dei in pogo in un progetto può essere più conveniente rispetto ad altri dispositivi di connessione meccanica. Oltre al prezzo, offrono anche un numero significativo di altri vantaggi tecnici, tra cui:

• Risparmio di spazio e di altezza sulla scheda
• Struttura robusta per un uso prolungato, resistente agli urti meccanici e alle vibrazioni durante svariati cicli di accoppiamento
• Elevata corsa dei contatti per connessioni affidabili che consentono l’espansione/contrazione della scheda
• Montaggio a macchina per un assemblaggio di precisione
• Comodità dell’allineamento automatico
• Forza costante contro il ricettacolo di accoppiamento per evitare la perdita del collegamento
• Facilmente adattabile a un’ampia varietà di configurazione delle schede
• Adattamento a vari processi di produzione

I pin pogo sono disponibili in una vasta gamma di dimensioni (lunghezza e diametro), materiali, forze operative, capacità di corrente, layout delle piazzole e tipi di stantuffo per adattarsi non solo alle applicazioni elettroniche più complesse, ma anche a quelle di uso quotidiano.

Modelli di pin pogo

Esistono diversi tipi di connettori pin pogo tra cui scegliere, con caratteristiche che dipendono dall’applicazione, dai requisiti del ciclo di vita e dalle esigenze di personalizzazione. Ecco un elenco delle caratteristiche più comuni del pogo disponibili per il vostro progetto:

• Corrente elevata: di solito da 2 a 8 ampere, ma sono disponibili valori più elevati
• Alta frequenza: in grado di gestire fino a 10 Gbps
• Impermeabilità: incorpora meccanismi di tenuta efficaci per resistere all’acqua e all’umidità
• Magnetismo: utilizza una forza magnetica per creare e mantenere la connessione e la polarizzazione
• Bassa forza elastica: esercita sui contatti una forza elastica inferiore al normale
• Contatto a sfera: impiega una sfera all’estremità della sonda a molla per garantire un segnale continuo quando i contatti sono soggetti a movimento
• Vite a filettatura: presenta un design filettato sullo stantuffo o sul cilindro che consente di fissarlo saldamente a schede o dispositivi
• Coppa di saldatura: presenta una piccola coppa di saldatura sulla parte posteriore del pin per permettere il montaggio di un cavo
• A doppia estremità: integra contatti a molla su ciascuna estremità del pin
• Verticale o fondo piatto: pin che si solleva verticalmente dal circuito stampato per consentire connessioni scheda-scheda
• Angolo retto (orizzontale): offre un orientamento dei pin a 90° rispetto al circuito stampato per consentire il montaggio orizzontale del dispositivo sul circuito stesso
• Galleggiante: utilizza un contatto a molla standard a un’estremità e una superficie curva sull’altra estremità che consente di utilizzare entrambi i lati come contatti, impedendo al contempo una compressione eccessiva

Connettori pin pogo a doppia estremità e ad angolo retto

Tecnologia di montaggio dei pin pogo

I pogo pin sono tipicamente forniti come singoli pin da montare su una scheda o un dispositivo in un’applicazione specifica. In quanto tali, sono parte integrante di una soluzione di interconnessione personalizzata per le vostre esigenze. In ogni caso, a seconda del progetto, potreste ricorrere ad array di connettori singoli disponibili in commercio che impiegano pin pogo montati su materiale isolante e dotati di hardware di montaggio.

Se intendete costruire le vostre schede o i vostri dispositivi utilizzando i pin pogo, sono disponibili vari tipi di inserimento, tra cui i pin che possono essere inseriti a pressione, con giunzione a vite, a crimpare, a saldare o senza saldatura. Le tecnologie di montaggio disponibili includono il montaggio in superficie, il foro passante, il montaggio a filo e la sospensione libera.

Tipi di pogo comuni

Ricettacoli o target pin pogo

La funzione di base di un connettore elettrico è l’unione o l’accoppiamento di due o più dispositivi. Per questo motivo, un connettore ha bisogno di un apparecchio compatibile con cui collegarsi. I pin pogo sono un po’ diversi, in quanto possono essere collegati a un ricettacolo o a una presa o, ancora, possono essere posizionati su un target specifico su un circuito stampato. Il target può essere un componente designato, un’area placcata di un circuito stampato o un ricettacolo per chip personalizzato utilizzato per testare i chip dei computer.

La funzione di un target è quella di fornire un collegamento elettrico affidabile in cui i pin pogo possano essere messi a terra e rimanere stabili finché il collegamento non viene rimosso. La maggior parte dei produttori di ping pogo fornisce anche diversi tipi di ricettacoli o target.

Considerazioni sulla progettazione dei pogo pin

Come per molti altri connettori, per determinare i pin pogo da utilizzare nel vostro progetto, dovrete stabilire alcune specifiche tecniche. Ecco ciò di cui dovrete tenere conto:

• Dimensioni e formato: dimensioni del piombo, diametro del pin, formato del pin (rotondo, quadrato, rettangolare)
• Materiale dei contatti: ottone, rame, nichel, bronzo
• Placcatura dei contatti: oro, argento, nichel, palladio, zinco, stagno, piombo
• Metriche elettriche: resistenza dei contatti, corrente nominale
• Movimento: dimensioni dello stantuffo e altezza di lavoro (per la corsa del pistone) e precisione dimensionale (tolleranze)
• Metriche fisiche: forza operativa di contatto iniziale e forza operativa a metà compressione
• Altri fattori: esposizione al calore, al freddo, agli urti, alle vibrazioni, alle atmosfere corrosive, all’umidità o ad altre condizioni ambientali complesse

La compressione massima e minima e l’altezza di lavoro raccomandata si trovano generalmente sullo schema di un pogo

Applicazioni dei pin pogo

Come molti altri dispositivi impiegati in elettronica, i pin pogo danno l’impressione di generare da un momento all’altro delle nuove applicazioni. Tra gli utilizzi più ovvi vi rientrano i casi in cui è necessario realizzare un collegamento elettrico, dove la pressione costante del contatto garantisce una connessione robusta. Si tratta di connessioni scheda-scheda, prodotti di consumo in cui sono necessarie connessioni di dati o di alimentazione, dock e caricabatterie, dispositivi medici portatili, test dei PCB e IC e altri prodotti meccanici. Quasi tutti i dispositivi che richiedono un collegamento o un aggancio temporaneo per il flusso di segnali di dati o di corrente di carica possono trovare una soluzione progettuale mediante i pin pogo.

Riepilogo

I pin pogo permettono di collegare elettricamente i dispositivi in modo coerente e affidabile. Il design semplice e il funzionamento intuitivo ne garantiscono la durata per migliaia di cicli di accoppiamento e disaccoppiamento e possono compensare piccoli disallineamenti delle connessioni. Sono inoltre economici ed efficienti in termini di spazio, il che li rende una soluzione di connessione ideale per molte applicazioni elettroniche moderne.

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