През последните две години повечето от запитванията за носимите устройства, с които се справихме, започнаха с някаква версия на един и същ въпрос: можем ли да се отървем от USB порта? Шест или седем от десет, последователно. Причините попадат на приблизително едни и същи три места - хидроизолацията на USB-C съд е трудна; контактите се окисляват с времето и генерират гаранционни връщания; и премиум смарт часовниците вдигнаха летвата за усещането при зареждане до точката, в която видимото отваряне на порта стана по-трудно за оправдаване пред купувачите.
Това е истинската причина зареждането с pogo pin да се разраства толкова бързо в потребителската електроника. Не защото спецификациите изглеждат по-добре на хартия -, защото продуктовите мениджъри и инженерите продължават да се натъкват на едни и същи стени.
Как работи зареждането с Pogo Pin
Пого щифтът е прецизен пружинен контакт: бутало вътре в цилиндър, с компресирана пружина, която държи контактния връх притиснат към свързващата повърхност. Когато страната на зарядното устройство срещне страната на устройството, силата на пружината държи интерфейса под положителна компресия, образувайки стабилен електрически път за предаване на енергия или сигнал. Самото устройство не се нуждае от отваряне - контактните точки се намират от външната страна на запечатан корпус.
В азареждане на pogo pinнастройка, зарядното устройство (или докинг станция, или пого кабел с магнитна глава) носи пружинно-заредените щифтове. Устройството носи набор от плоски контактни подложки. Когато двете страни се срещнат, еластичността на пружината абсорбира незначително несъответствие и веригата се затваря. Магнитната версия добавя пръстеновиден магнит или двойка магнити, които водят двете страни заедно автоматично, така че потребителите не трябва да се прицелват. Пълният интерфейс - страната на пружинния щифт и страната на контактната подложка заедно - е това, което се нарича съединител за пого щифт.
Нищо от това не е нова технология. Това, което се промени, е, че веригата за доставки и производствените процеси са достатъчно узрели, за да произвеждат тези съединители с размера, последователността и цената, които потребителската електроника всъщност изисква -, като същевременно поддържа IP водоустойчив дизайн, който не беше практичен при малки формати преди няколко години.
Къде се използва
Умните часовници и каишките за фитнес са продуктовата категория, в която зареждането с pogo pin е навлязло най-дълбоко. Apple Watch установи как се усеща магнитното зареждане като потребителско изживяване, но използва безжично зареждане; повечето марки носими устройства с Android са преминали към конектори с пого щифтове, тъй като ефективността на зареждането е по-предсказуема и разходите за--материали се контролират по-лесно. Един наш клиент за фитнес лента работеше с предишното поколение на USB-C. Техните гаранционни данни показват оплаквания,-свързани с интерфейса при 38% от всички връщания. След преминаването към докинг станция за зареждане с pogo pin този брой спадна до под 3%. Тези цифри се върнаха при нас от клиента -, това не е проекция, която направихме.
TWS слушалките са друг-утвърден случай на употреба. Вътрешността на кутията за зареждане е силно-ограничена и подложките за пого щифтове могат да се монтират наравно със стената на кутията, без да е необходима дълбочина на вмъкване. Това спестява място и премахва проблема с подравняването, който възниква при поставянето на щепсел в порт всеки път, когато някой пусне слушалка в кутията.
Уредите за проследяване на домашни любимци и детските GPS часовници имат необичайно висока летва за лекота на зареждане, тъй като реалните потребители - по-възрастни, деца, собственици на домашни любимци като цяло - не винаги осигуряват прецизен двигателен контрол на задачата. Магнитното зареждане с pogo кабел, при което конекторът щраква на място, когато се държи близо до устройството, е истинска продуктова разлика в тази категория, а не само дизайнерски процветание.
Две области на приложение се разрастват достатъчно бързо, за да си струва да бъдат отбелязани отделно. Интелигентните очила и устройствата с AR обикновено не могат да поставят USB{1}}C гнездо в рамките си - просто няма достатъчно място - и дизайнът на повърхностния щифт{4}}за монтаж работи директно около това ограничение. Медицинските носими са другото: всяко устройство, което се нуждае от IP67 или по-добро и което ще се почиства или дезинфекцира многократно, се възползва от запечатаната -структура на корпуса, която позволяват конекторите с пого пин. За медицински приложения това често е единственият практичен начин да се постигнат изискванията както за IP рейтинг, така и за съвместимост при стерилизация.
Защо инженерите продължават да избират този подход
Аргументът за хидроизолация е най-често срещаният, който ще чуете, но „по-добра хидроизолация“ подценява това, което всъщност е различно. USB портът е отвор в корпуса. Уплътнението, което го запечатва, остарява, повтарящият се цикъл на вмъкване влошава геометрията на уплътнението с течение на времето и зареждането във влажна среда носи структурен риск, независимо от IP рейтинга на кутията. Подложките за зареждане на Pogo pin са на повърхността на запечатан корпус. Няма отваряне и следователно няма уплътнение, което да се върти с всяко зареждане.
Проведохме сравнението на един и същ дизайн на устройството и в двете конфигурации. Постигането на USB-C до IP67 изисква допълнителни мерки за уплътняване и по-строги толеранси на мухъл навсякъде. Версията с пого щифт елиминира напълно запечатания-механизъм на щепселите, което намали свързания структурен дизайн и работното натоварване за валидиране приблизително наполовина.
Експлоатационният живот е другата празнина, която обикновено се подценява. Високо{1}}качествените позлатени-контакти с пого щифтове са оценени за 50 000 до 100 000 цикъла на вмъкване, като контактното съпротивление остава стабилно под 20 mΩ през цялото време. USB-IF спецификацията за USB-C конектори обикновено се оценява на 10 000 цикъла при стандартни условия на изпитване. За носимо устройство, което се зарежда веднъж на ден, разликата в теоретичния експлоатационен живот е пет до десет пъти. Ефективността-в реалния свят зависи от околната среда и навиците за използване, но разликата в посоката остава.
Пространството е практическо ограничение, което зареждането с pogo pin решава чисто. Контактните подложки-за повърхностен монтаж не се нуждаят от разстояние в дълбочина на щепсела. Те могат да бъдат на задната страна, отстрани или дори на извита повърхност. За продукти, при които дебелината е основно ограничение при дизайна - часовници и каишки, особено - това има значение.
Едно предимство, което е по-трудно да се определи количествено: потребители, които са се сблъсквали със зареждането чрез магнитен конектор Pogo pin, обикновено не искат да се връщат към интерфейси за включване, дори когато другите спецификации на ново устройство са по-добри. Този модел, достатъчно последователен, за да се появи в рецензии на продукти в множество категории, предполага, че опитът с таксуването има по-голям ефект върху задържането на потребителите, отколкото повечето продуктови екипи вземат предвид в началото на програмата.
Магнитен Pogo Pin и Pogo кабел
Механичната структура на aмагнитно погоконекторът не е сложен. Страната на зарядното устройство носи пружинните щифтове и пръстеновиден магнит; страната на устройството има плоски контактни площадки. Магнитът насочва двете в подравняване, пружинните щифтове се притискат към подложките и веригата се затваря. Потребителите не трябва да гледат интерфейса - близостта е достатъчна. Прекъсването на връзката изисква издърпване достатъчно силно, за да се преодолее магнитната сила, която предпазва случайното дърпане на кабела от напрежение на връзката.
Търговските модули Pogo кабели обикновено имат стандартен USB-A или USB-C щепсел в единия край за свързване към източник на захранване и магнитна Pogo глава в другия край - обикновено 2-пинов или 4-пинов. Два{10}}щифта управляват само захранването. Четири-пиновият може да носи ограничени данни заедно със зареждането, което е достатъчно за актуализации на фърмуера или основна конфигурация на устройството. Броят на щифтовете, стъпката на щифта и спецификацията на магнита могат да се персонализират, което дава на pogo pin конекторите гъвкаво предимство пред USB интерфейсите с фиксиран формат.
Има един проблем, който се появява в прегледите на оформлението достатъчно често, за да си струва да се покрие изрично: магнитна интерференция със сензори вътре в устройството. Компасен модул, превключвател с-ефект на Хол или NFC антена, поставени твърде близо до магнита за зареждане, могат да уловят смущения. Лесното решение е да планирате заедно позицията на магнита и защитната зона на сензора на етапа на структурно проектиране -, като поддържате адекватно физическо разделение или поставите екраниращ слой между тях, ако пространството е ограничено. Улавянето на това рано не струва почти нищо. Улавянето му след изрязване на инструмента е ревизия на дъската.
Избор и персонализиране на интерфейс за зареждане на Pogo Pin
Изясняването на няколко параметъра, преди да се свържете с доставчик, ще спести значително количество напред--назад.
Броят на пиновете и текущите изисквания са на първо място. Два пина са достатъчни за-само захранване; ако имате нужда от едновременни данни заедно със зареждане, четири пина или повече. Повечето смарт часовници се зареждат при 1–2 A, лентите обикновено са по-ниски. Устройствата с по-голямо потребление на мощност трябва да бъдат съпоставени с номиналния ток на конектора на пого щифта и едновременно с това трябва да се оцени силата на пружината - повече сила на пружината намалява контактното съпротивление, но увеличава механичното натоварване върху стената на корпуса зад контактните подложки, което е истинско безпокойство за тънко-стенни кутии за носене.
Следващото е съответствието на размерите. Площта на контактната подложка от страната на устройството трябва да съответства на диаметъра на върха на буталото, с достатъчно разстояние, за да поеме толеранса на подравняване. Геометрията на страната на зарядното устройство трябва да работи с индустриалния дизайн на устройството. Това почти винаги изисква споделяне на чертеж на оформление на печатна платка или напречен-разрез на устройството с доставчика на съединителя за оценка на годността - обикновено няма готова--конфигурация, която да се предлага направо без известна адаптация.
Хидроизолацията е мястото, където се случва често срещаната грешка: закупуването на водоустойчив съединител с пого щифт без координиране на дизайна на уплътнението на корпуса. Конекторът сам по себе си не дава IP рейтинг. Ако IP67 или IP68 е изискване, структурата на уплътнението около контактната зона трябва да се планира от етапа на проектиране на корпуса. Това е системно изискване, а не избор на компонент.
Сертификационната документация си струва да бъде уредена преди договорите, а не след това. Износът в Северна Америка или Европа обикновено изисква ISO 9001 от доставчика и декларации за съответствие с RoHS/REACH. Веригите за доставка на медицински устройства се нуждаят от ISO 13485. Виждали сме забавяне на програми на етапа на одит на доставчика, тъй като сертификатите на доставчика на конектора не покриват необходимото - това е предотвратим проблем, ако бъде поискан рано.
От страна на персонализирането, дължината на кабела, цветът на кожуха, форм-факторът на конектора, разположението на щифтовете и отпечатването на лого са всички опции. За-за пръв път ангажимент с който и да е доставчик си струва да преминете през потвърждение на инженерния чертеж и преглед на проба, преди да поставите производствен обем. Промените в спецификациите след инструментите стават скъпи и идват с въздействие върху-времето за изпълнение, което има тенденция да се влива в графици за стартиране.
Посока на пазара
Растежът на носимите устройства е реален, а не просто проекция на слайд дек. Според Grand View Research и подобни фирми за пазарни проучвания се предвижда глобалният пазар на носими медицински устройства да надхвърли 90 милиарда долара до 2027 г. Данните от нашите собствени запитвания са в съответствие с това: обемът през 2023 г. е приблизително два пъти по-голям от този, който видяхме през 2021 г., като увеличението е съсредоточено в марките за износ на интелигентни часовници, устройства за проследяване на домашни любимци и клинични-класове носими устройства - точните продуктови категории, където високи IP оценки и дълготрайността не-подлежи на обсъждане.
От гледна точка на технологията, зареждането с магнитен пого кабел и безжичното зареждане се развиват паралелно, а не в конкуренция. Ефективността и цената на безжичното зареждане се подобряват, но управлението на топлината в малките носими устройства все още е реално ограничение, а скоростта на зареждане в приложенията с компактни батерии остава зад контактното зареждане. За чувствителни-устройства с малък форм-фактор зареждането с pogo pin има ясно практическо предимство, което няма да изчезне в краткосрочен план. И двата подхода имат своите правилни приложения и честният отговор за всеки конкретен продукт е, че зависи от приоритетите на дизайна - няма конфигурация, която да е подходяща за всичко.
Често задавани въпроси
Какво представлява зареждането с pogo pin и как се различава фундаментално от USB зареждането?
Зареждането с Pogo щифтове прехвърля мощност чрез пружинни контактни щифтове, които се притискат към плоски подложки на повърхността на устройството - не е необходим отвор в корпуса. USB зареждането изисква поставяне на щепсел във вдлъбнат съд, което означава, че корпусът на устройството има отвор и този отвор е най-слабата точка във всеки IP хидроизолационен дизайн.
Практическата разлика, която потребителите забелязват най-директно: заредените с pogo pin устройства могат да се използват при дъжд, по време на тренировка или във влажна среда, без да се притеснявате за интерфейса за зареждане. Повечето оборудвани с USB -устройства се доставят с дребен шрифт, който препоръчва да не се зарежда, докато е мокро, което е ограничението на дизайна, което е точно разкрито.
Магнитните конектори Pogo pin добавят автоматично подравняване върху това - магнитното поле насочва зарядното устройство към контактните подложки, без потребителят да се налага да гледа или да се прицелва.
Мога ли да използвам стандартно USB зарядно устройство с pogo кабел?
Да в края на зарядното. Кабелите Pogo обикновено имат стандартен USB-A или USB-C щепсел, който се свързва към всеки съвместим източник на захранване. Страничната магнитна пого глава-на устройството е-специфична за продукта, въпреки че - броят на щифтовете и оформлението варират между продуктите, така че кабелите не са взаимозаменяеми между различните устройства.
Колко издържат Pogo pin конекторите?
Качествените позлатени-pogo щифтови контакти обикновено са оценени за 50 000 до 100000+ цикъла на вмъкване, като контактното съпротивление остава в рамките на спецификацията (обикновено по-малко или равно на 20 mΩ) през цялото време. USB{7}}C конекторите обикновено се оценяват на 10 000 цикъла при стандартни условия на изпитване. Действителният експлоатационен живот и в двата случая зависи от околната среда и употребата, но разликата в посоката е постоянна.
Едно нещо, което си струва да проверите, когато сравнявате спецификациите на доставчика: оценките на жизнения цикъл трябва да се четат заедно с условията на изпитване - силата на пружината, геометрията на върха на буталото, температурата и скоростта на цикъла влияят на резултата. Различните доставчици измерват различно. Когато оценявате pogo pin конектори за всяко приложение със смислени изисквания за брой цикли, попитайте за условията на теста заедно с номера.
Може ли магнитът в магнитния пого конектор да пречи на сензорите в устройството?
Може в зависимост от вътрешното разпределение. Компасен модул, превключвател с-ефект на Хол или NFC антена, поставени твърде близо до магнита за зареждане, може да видят смущения от магнитното поле. Решението е да се планира отделянето на магнита-от-сензора по време на структурния дизайн -, като се поддържат физически разделени или се добавя екраниращ слой между тях, ако е необходимо.
Когато извършваме прегледи на оформлението на подложките с клиенти, смущенията на сензорите са стандартен елемент в списъка за проверка. Ако продуктът ви все още не е преминал тази оценка, повишете го, когато поискате оферта - можем да дадем конкретна обратна връзка за оформлението въз основа на геометрията на вашето устройство.
Pogo кабелът поддържа ли пренос на данни, както и зареждане?
Да, но с ограничения. 2-pin pogo интерфейс обработва само захранването. Четири-пин и повече могат да пренасят данни заедно със зареждането - Актуализациите на фърмуера и основната конфигурация на устройството са типични случаи на употреба. Pogo pin конекторите не са интерфейси с висока-честотна лента; те не са заместител на USB 3.x, ако трябва да преместите големи количества данни. За всичко извън обмена на данни с-ниска скорост, запазването на USB порт или разчитането на безжична връзка (Bluetooth, Wi-Fi) е по-практичният подход.
Как да стартирам персонализиран проект за пого пин конектор или пого кабел?
Информацията, която ни позволява да се движим бързо: вашите изисквания за ток на зареждане (ампери) и напрежение; дали имате нужда от данни заедно с мощност и ако да, какви; вашата цел за IP рейтинг (IP67, IP68 или без изискване за хидроизолация); и какво ви трябва от кабела или докинг станцията физически - дължина, цвят на обвивката, форм-фактор на конектора. Чертеж на оформление на печатна платка или скица на продукт помага много, тъй като геометрията на контактната площадка от страната на устройството и дизайнът на конектора от страната на зарядното са оразмерени заедно, а не поотделно.
Нашият процес протича: преглед на инженерни чертежи → производство на проби → пробен-обем в малък обем. За първи ангажимент препоръчваме да потвърдите спецификациите през етапа на извадката, преди да се ангажирате с производствен обем. Промените в спецификациите след стартиране на инструментите идват с разходи и въздействие върху-времето за изпълнение, които лесно се избягват с малко търпение на предния край.
Говорете с нашия инженерен екип
Ако оценявате решенията за зареждане с pogo pin за продукт за носене, устройство за проследяване на домашни любимци или друго приложение за потребителска електроника, изпратете ни параметрите на вашето устройство и контекста на приложението. Нашите инженери обикновено отговарят с техническа оценка и предварителна цена в рамките на 48 часа - не брошура.
Научете повече за зареждането с Pogo Pin:[управляващ пого щифт]
