先月、深センからの顧客から電話がありました。彼らは子供向けのスマートなインソールを製造しています。-圧力センサー、フレキシブル PCB、バッテリーはすべて厚さ 4 mm のシューズパッドに詰め込まれています。-機械エンジニアは私に 8 番目のプロトタイプを送ってくれました。箱を開けて笑ってしまいました。それが悪かったからではなく、このまさに同じパニックをおそらくこれまでに30回見たことがあったからです。
「Type- レセプタクルの厚さは 3.2 mm です」と彼は電話で言いました。 「Micro-USB は 2.8mm です。残りは 1.8mm だけです。どうしましょうか?」
私は彼に、「従来の港のことは忘れてください」と言いました。磁気を帯びて行きましょう。豪華な複数ピンの種類ではありません。-シングルピン。
彼は立ち止まった。 「ピンが 1 つ？ たった 1 つ？ 充電もできるの？」
できる。そして、ちゃんと充電されます。最終的に20,000個を出荷しました。構造の手直しゼロ。それがどのようにして起こったのか、そしてなぜ多くの小型デバイス チームが静かにシングル ピンに切り替えているのかを説明しましょう。{6}ポゴピンの充電.
磁気ポゴピンは複雑に見える必要があると人々は考えています
彼らは、ゴールドフィンガーが並んだ古い MacBook の MagSafe コネクタを想像します。あるいは工業用8ピン磁気コネクタ頑丈なタブレットに見られるブロック。そうである必要はありません。
単一ピンのセットアップは、恥ずかしいほど簡単です。中央に 1 つのポゴピンが付いたネオジム磁石のリングです。-デバイス側には、小さな金-メッキのパッドが必要です。受け口はありません。舌はありません。プラスチック製のハウジングが基板スペースを圧迫することはありません。
インソールには、6mmのマグネットリングの内側に2.0mmのバレルスプリングピンを使用しました。合計スタックアップ: 1.5mm。{3}} EVAフォームのかかとに埋め込みました。外から見ると、小さなステンレスの点だけが見えます。靴を履いている子供は、それが充電ポートであることを知りません。
スペースを節約するだけではなく、{0}構造の複雑さを取り除くこともできます。従来のポートには、開口部、リブ、位置合わせ機能が必要です。単一ピンの磁気コネクタには丸いディンプルが必要です。-それでおしまい。
8 ピンを選択するところだった理由
クライアントは当初 8 ピンの磁気コネクタを希望していました。彼らは、-将来性-、データ転送、ファームウェアのアップデートを先を見据えて考えていました。私は彼らに長さ. 8mm、幅12mm、厚さ4.2mmのサンプルを見せました。彼らの機械エンジニアはそれをテーブルに叩きつけました。 「これはうちのインソールより厚いんですが、どこにあるのですか？」
これがシングルピン設計とマルチピン設計の実質的な違いです。{0}{1} 8 ピンの磁気コネクタは、電力、USB データ、オーディオ-を何でも伝送できます。ただし、ピンヘッダー、プラスチックフレーム、アライメントポストが必要です。音量は固定です。
単一ピンのソリューションは、充電という 1 つのことを行います。-毎晩充電ドックに置く子供用のインソールには、これで十分です。データは Bluetooth 経由で送信されます。ピンに電力が流れます。全員が自分のレーンに留まります。
低電流は低リスクを意味しない
小型デバイスの消費電力はそれほど多くありません。{0}通常は 0.5A～1A です。しかし、それに騙されないでください。
私たちの研究室でこれをテストしました。接触抵抗が 20mΩ から 80mΩ に徐々に変化するということは劇的に聞こえるわけではありませんが、熱は電流と抵抗の 2 乗で増加します。低電流であっても、4 倍の抵抗ジャンプは 4 倍の発熱を意味します。小型デバイスには熱質量がありません。バッテリーはコネクタのすぐ隣にあります。温度が上昇すると、保護基板が充電をカットします。ユーザーはデバイスが一晩で充電されたと考えています。そうではありませんでした。
したがって、低電流のポゴピン充電であっても、めっきの厚さは重要です。{0}インソールにはリン青銅に0.8μmの硬質金を配合した素材を使用しました。接触抵抗は35mΩ以下に抑えられました。
1日に10回開けられるTWSケースのようなものには、ベリリウム銅と少なくとも1.0μmの金を推します。これらの TWS 充電接点は些細なように見えますが、ユーザーが毎日 3 回ケースを開けるとすると、年間で 1,000 サイクルになることになります。スプリングの張力が早期に失われると、保証請求がブランドを生きたものにしてしまいます。
強力な磁石が常に優れているとは限りません
これは、ほとんどのデータシートでは教えられないことです。
まずはインソールにN52を試してみました。紙の上では素晴らしく見えました。しかし、ドックから引き抜くのにはかなりの労力がかかりました。子供-、さらに重要なことに、親-は苦労するでしょう。 N35に乗り換えました。引っ張り力は450gf程度で着地しました。子供でも簡単に外せて、走っても落ちない強度。
普遍的な番号はありません。私はよくクライアントにこう言います。「100 グラム未満のウェアラブルの場合、N35 または N38、引っ張る力は 300gf から 500gf の間が適切だと感じます。」
また、サプライヤーに謎の磁石を販売させないでください。安価な工場ではフェライトを使用しているところもあります。弱くて脆くて欠けてしまいます。ネオジム グレードは GB/T 13560 または同等の規格に準拠しています。具体的に質問してください: N35 ですか、N52 ですか?
N52 は強力ですが、小型デバイスではホール センサーやコンパス モジュールに悪影響を与える可能性があります。スマートウォッチとペットトラッカーはこれに特に敏感です。私には、「安全な取り付け」のために N52 を主張するアウトドアウォッチのクライアントがいました。-ユーザーはコンパスが 15 度ずれていると苦情を言いました。彼らは磁石をリコールして交換する必要がありました。
高額なレッスン。
防水は隠れたスーパーパワー
従来の USB ポートには、ゴム製プラグ、ガスケット、複雑なシール形状が必要です。単一の-ピン磁気ポゴピンセットアップにはレセプタクル開口部がありません。デバイス側は単なる平らな金属の点です。シリコン圧縮リングやナノ-コーティングを追加すると、IP65-、さらには IP67 を達成することは、Type-C を使用するよりも正直に簡単です。
インソールは洗濯に耐えなければなりませんでした。接触パッドの周りのシリコン圧縮シールと、表面の疎水性ナノ-コーティングの 2 つの層を作成しました。クライアントはテストのためにそれを送りました。 IEC 60529、IPX7、1 メートルで 30 分間。合格した。
しかし、ここで防水設計が重要になります。魔法はピンにあるわけではありません。デバイスの側面のシールにあります。-私はクライアントが「防水」を購入したプロジェクトを少なくとも 5 件見てきました。磁気充電器ポート 1 ピン「それで十分だと思っていましたが、ハウジングの隙間から水が浸入していることに気づきました。コネクタは乾いていて、PCB は焼けていました。
単一ピンの磁気充電を他に使用するものは何ですか?{0}
インソールのほかに、現在ではTWS充電ケースのほぼ標準となっています。ケースは小さいです。ユーザーは夜につぼみを入れます。自動的に調整されます。-暗闇の中で手探りする必要はありません。
電動歯ブラシ、ペット トラッカー、スマート リング{0}}スペースに限りがあるウェアラブルなものなら何でも。スマートリングはその極端な例です。厚さは２ミリ。レセプタクルを取り付ける物理的な方法はありません。単一ピンのコネクタが文字通り唯一の実用的なオプションです。-
しかし、それはすべての人に当てはまるわけではありません。高速データと電力が必要な場合、1 つのピンでは対応できません。-複数の-ピンが必要です。重要なのは、コミットする前に境界線を引くことです。スペースを節約するためだけに単一のピン ソリューションを強制しないでください。そうすれば、ログを転送できなくなるのは 3 か月です。再加工には、これまでのコネクタよりも多くの費用がかかります。
よく見かける間違い
これが 12 年を経て、小型デバイスのチームが陥る罠がここにあります。{0}
磁石が強いほど良いと仮定します。 40グラムのウェアラブルにN52というのはやりすぎです。それはあなたのコンパスを正しく外すことになり、ユーザーはそれを取り外すことができないと不満を言うでしょう。リターンを見てきました。
磁気が防水性を意味すると仮定します。磁石は何も密閉しません。接触面間の隙間は依然として存在します。デバイス側にシリコンリングまたはナノ-コーティングが必要です。聞いてください。テストしてみましょう。
初期の引張力の仕様を信頼します。-一部の工場では、新品の磁石で 500gf と見積もっています。それはいいです。しかし、5,000 サイクル後にはバネ疲労が始まり、実際の保持力は 300gf まで低下する可能性があります。経年変化後のデータを要求します。-与えられないなら、テストしていないということだ。
よくある質問
Q1: 単一ピンの磁気コネクタはどれくらいの電流に対応できますか?{1}}
安定した1A～3Aが快適です。ピン径、材質によりピーク5Aも可能です。ただし、小型デバイスは通常 0.5A ～ 2A を供給するため、問題ありません。
5A の急速充電を行う場合は、デュアルピンにするか、接触面積を増やしてください。-小型ウェアラブルの 5A の単一ピンはすぐに温かくなり、小型デバイスには熱を放出する場所がありません。
Q2: 8 ピン磁気コネクタを小型デバイスに縮小できますか?
試してみることができます。私がこれまで見た中で最小の 8- ピン モジュールは、依然として約 8×10mm、厚さ 3.5mm です。デバイスがイヤフォン ケースより小さい場合、-スマート リングなどは忘れてください。現実的な選択肢は 1 ピンの磁気コネクタのみです。
Q3: 磁石は時間が経つと強度が弱まりますか?
ネオジムは80度以下は基本的に安定です。 5 年間の通常の使用では、劣化は 5% 未満です。
正直に言うと、この 12 年間、通常の使用で磁石が減磁するのを見たことはありません。曲がったピン、破れたケーブル、潰れたスプリングをたくさん見てきました。でも磁石は？彼らは他のすべてのものよりも長生きします。
Q4: 小型デバイスの磁気充電にはどのようなテストが必須ですか?-
4つのこと。引っ張り-5,000 サイクル後の力保持力-は初期値の 80% 以上を維持する必要があります。塩水噴霧、最低 48 時間。落下試験を行った後、接触抵抗を確認します。そして、あなたが約束したあらゆるIP等級に準拠した防水性を備えています。 IEC 60529、「飛沫耐性」などの綿毛を宣伝するものではありません。実際の数値。
Q5: 磁気充電とワイヤレス-どちらを選択しますか?
ワイヤレスは見た目がすっきりしており、ポートを節約できますが、効率はおそらく 60 ～ 75% で、動作も熱くなります。磁気充電は効率が 95% に達し、コストが低くなり、充電が速くなります。当社の輸出クライアントにとっては、美観よりも BOM コストとエネルギー効率が重要です。
とはいえ、デバイスが完全に密閉され、スペースがまったくない場合は、ワイヤレスが理にかなっています。
Q6: 試作から製品化までどのくらいかかりますか?
標準部品、7 ～ 10 日。カスタム機械式、15 ～ 20 日。ツールを最初から作成するのに 25 ～ 35 日かかります。
私のアドバイス: 鋼を切断する前に、必ず標準サンプルの機械的適合性をテストしてください。昨年、クライアントは発売日に間に合わせるためにサンプリングをスキップしました。磁石がバッテリーセルに干渉しました。工具は廃棄されました。 ２ヶ月ロスした。
結論
小型デバイスの設計は足し算ではなく引き算です。単一ピンの磁気コネクタはポート レベルで減算されます。-。ピンが1本減りました。あと1ミリです。金型の複雑さが 1 つ減りました。
TWS イヤフォン、スマート リング、ペット トラッカー、または内部スペースが 10 分の 1 ミリメートル単位で測定されるものを作成している場合、-シングル-ピンにするかマルチ-ピン-にするかわからない場合は、機械的制約、消費電流、IP 定格をお送りください。見てみましょう。料金はかかりません。それは好意だと考えてください。
実際の会話が必要な場合は、-磁石の選択、充電アーキテクチャ、防水の統合-をすべて行います。お問い合わせボタンを押して概要を送信していただければ、当社のエンジニアが 24 時間以内に予備評価を返信させていただきます。
ご連絡いただいた最初の 20 の小型デバイス チームには、-小型デバイスの磁気充電選択ガイド-さらに、引張力と防水性のテスト テンプレートも備えています。-実際のプロジェクトからの実際のデータ。 5 つのサプライヤーにメールを送信して 5 つの異なるストーリーを入手するよりも高速です。
充電ポートが機械設計を台無しにするものにしないでください。
