A spilloOperno a mollaè un tipo di meccanismo di connessione elettrica utilizzato in molte applicazioni elettroniche moderne e nell'industria dei test elettronici. Sono utilizzati per la loro maggiore durata rispetto ad altri contatti elettrici e per la resilienza del loro collegamento elettrico a urti meccanici e vibrazioni.
Il nomespilloderiva dalla somiglianza del perno con un pogo stick: la molla elicoidale integrata nel perno applica una forza normale costante contro la parte posteriore della presa di accoppiamento o della piastra di contatto, contrastando qualsiasi movimento indesiderato che potrebbe altrimenti causare una connessione intermittente. Questa molla elicoidale rende i pogo pin unici poiché la maggior parte degli altri tipi di meccanismi a perno utilizza una molla a sbalzo o un manicotto di espansione.
Un percorso di connessione completo richiede una presa di accoppiamento per l'innesto del perno, che è definito abersaglioOterra. Un bersaglio pogo è costituito da una superficie metallica piatta o concava che, a differenza dei perni, non ha parti mobili. I bersagli possono essere componenti separati nel gruppo connettore completo o, nel caso di circuiti stampati, semplicemente un'area placcata della scheda.
I perni a molla sono pezzi di precisione fabbricati con un processo di tornitura e filatura che non richiede uno stampo, consentendo così la produzione di piccole quantità a un costo inferiore.
Struttura
Un perno a molla di base è costituito da 3 parti principali: astantuffo, botte, Eprimavera. Quando la forza viene applicata al perno, la molla viene compressa e lo stantuffo si sposta all'interno della canna. La forma della canna trattiene lo stantuffo, impedendo alla molla di spingerlo fuori quando il perno non è bloccato in posizione.
Nella progettazione di contatti elettrici, è necessaria una certa quantità di attrito per mantenere un connettore in posizione e conservare la finitura del contatto. Tuttavia, un elevato attrito è indesiderabile perché aumenta la sollecitazione e l'usura delle molle di contatto e degli alloggiamenti. Pertanto, per generare questo attrito è necessaria una forza normale precisa, tipicamente intorno a 1 newton. Poiché un perno caricato a molla deve avere un leggero spazio tra lo stantuffo e la canna in modo che possa scorrere facilmente, possono verificarsi disconnessioni momentanee in caso di vibrazioni o movimento. Per contrastare questo, lo stantuffo di solito ha una piccola inclinazione per garantire una connessione continua.
Molti produttori hanno creato le loro variazioni proprietarie su questo design, più comunemente variando l'interfaccia tra lo stantuffo e la molla. Ad esempio, una sfera può essere aggiunta tra i due componenti oppure lo stantuffo può avere una punta angolata o svasata.
Lo stantuffo e la canna dei pogo pin di solito utilizzano ottone o rame come materiale di base su cui viene applicato un sottile strato di nichel.
Come comune nei connettori elettrici, i produttori applicano spesso una placcatura in oro che migliora la durata e la resistenza di contatto.
Le molle sono generalmente realizzate in leghe di rame o acciaio per molle.
I connettori caricati a molla sono utilizzati per un'ampia varietà di applicazioni, sia nell'elettronica industriale che in quella di consumo:
Connettori scheda-scheda (solitamente permanenti)
Connettori protetti da ingresso nei dispositivi di consumo, ad esempio orologi intelligenti, computer robusti
Terminali della batteria sui laptop
Caricatori magnetici o connettori di segnale, ad es. dock per laptop e caricabatterie(Vedere§ Combinazione con magneti)
Connettori ad alta frequenza, ad es. antenne, connettori per monitor
Prove su circuiti stampati
Test di circuiti integrati
Test in circuito
Test della batteria
Altri test di elettronica
Disposizione dei connettori
Guarda anche:Connettore elettrico
Quando i pogo pin vengono utilizzati in un connettore, di solito sono disposti in una fitta matrice, collegando molti singoli nodi di due circuiti elettrici. Si trovano comunemente nelle apparecchiature di test automatiche sotto forma di un letto di chiodi, dove facilitano la connessione rapida e affidabile dei dispositivi sottoposti a test (DUT).[10]In una configurazione ad altissima densità, l'array assume la forma di un anello contenente centinaia o migliaia di singoli pogo pin; questo dispositivo è talvolta indicato come atorre pogo.
Possono anche essere utilizzati per connessioni più permanenti, ad esempio nel supercomputer Cray-2.
Se utilizzati nelle applicazioni ad alte prestazioni, i pogo pin devono essere progettati con molta attenzione per consentire non solo un'elevata affidabilità in molti cicli di accoppiamento/disaccoppiamento, ma anche la trasmissione ad alta fedeltà dei segnali elettrici. I perni devono essere duri, ma placcati con una sostanza (come l'oro) che fornisce un contatto affidabile. All'interno del corpo del gancio, lo stantuffo deve stabilire un buon contatto elettrico con il corpo per evitare che la molla ad alta resistenza porti il segnale (insieme all'induttanza indesiderata rappresentata dalla molla). La progettazione dei pogo pin da utilizzare nei circuiti ad impedenza abbinata è incredibilmente impegnativa; per mantenere la corretta impedenza caratteristica, i pin sono talvolta disposti con un pin che trasporta il segnale circondato da quattro, cinque o sei pin con messa a terra.