ฮอปเปอร์พินคืออะไร?

A พินฮอปเปอร์หรือพินสปริงโหลดเป็นกลไกตัวเชื่อมต่อไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ใช้ในงานอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่และอุตสาหกรรมการทดสอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ใช้เพื่อเพิ่มความทนทานเหนือหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าอื่นๆ และความยืดหยุ่นของการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าต่อการกระแทกทางกลและการสั่นสะเทือน

ชื่อพินฮอปเปอร์มาจากลักษณะที่พินคล้ายกับฮอปเปอร์สติ๊ก – สปริงเกลียวในตัวในพินใช้แรงปกติคงที่กับด้านหลังของช่องรับผสมพันธุ์หรือแผ่นสัมผัส ป้องกันการเคลื่อนไหวที่ไม่ต้องการซึ่งอาจทำให้การเชื่อมต่อขาดช่วง สปริงเกลียวนี้ทำให้พินฮอปเปอร์มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว เนื่องจากกลไกพินประเภทอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้สปริงคานยื่นหรือปลอกต่อขยาย

เส้นทางการเชื่อมต่อที่สมบูรณ์ต้องมีเต้ารับการผสมพันธุ์สำหรับพินที่จะเชื่อมต่อ ซึ่งเรียกว่า aเป้าหรือที่ดิน. เป้าฮอปเปอร์ประกอบด้วยพื้นผิวโลหะที่เรียบหรือเว้า ซึ่งไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว ซึ่งแตกต่างจากหมุด เป้าหมายอาจเป็นส่วนประกอบที่แยกจากกันในชุดขั้วต่อทั้งหมด หรือในกรณีของแผงวงจรพิมพ์ อาจเป็นเพียงพื้นที่ชุบของบอร์ด

หมุดสปริงเป็นชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำซึ่งประดิษฐ์ขึ้นด้วยกระบวนการกลึงและหมุนซึ่งไม่ต้องใช้แม่พิมพ์ จึงทำให้สามารถผลิตได้ในปริมาณที่น้อยลงด้วยต้นทุนที่ต่ำลง

สลักสปริงแบบพื้นฐานประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก:ลูกสูบ, บาร์เรล, และฤดูใบไม้ผลิ. เมื่อออกแรงที่หมุด สปริงจะถูกบีบอัดและลูกสูบจะเคลื่อนที่ภายในกระบอก รูปทรงของกระบอกช่วยรักษาลูกสูบไว้ หยุดสปริงไม่ให้ดันออกเมื่อสลักไม่ได้ล็อคเข้าที่

ในการออกแบบหน้าสัมผัสทางไฟฟ้า จำเป็นต้องมีแรงเสียดทานจำนวนหนึ่งเพื่อยึดคอนเนคเตอร์ให้อยู่กับที่และรักษาผิวสัมผัสไว้ อย่างไรก็ตาม แรงเสียดทานสูงเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนา เนื่องจากจะเพิ่มความเครียดและการสึกหรอของสปริงหน้าสัมผัสและตัวเรือน ดังนั้น ต้องใช้แรงปกติที่แม่นยำ โดยทั่วไปประมาณ 1 นิวตัน เพื่อสร้างแรงเสียดทานนี้ เนื่องจากหมุดสปริงจำเป็นต้องมีช่องว่างเล็กน้อยระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบเพื่อให้สามารถเลื่อนได้ง่าย การหลุดขาดชั่วขณะอาจเกิดขึ้นได้เมื่อมีการสั่นสะเทือนหรือการเคลื่อนไหว เพื่อแก้ปัญหานี้ ลูกสูบมักจะมีความเอียงเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่ามีการเชื่อมต่อที่ต่อเนื่อง

ผู้ผลิตหลายรายได้สร้างความแตกต่างที่เป็นกรรมสิทธิ์ของตนในการออกแบบนี้ โดยทั่วไปโดยการเปลี่ยนส่วนต่อประสานระหว่างลูกสูบและสปริง ตัวอย่างเช่น อาจเพิ่มลูกบอลระหว่างส่วนประกอบทั้งสอง หรือลูกสูบอาจมีปลายทำมุมหรือจม

ลูกสูบและกระบอกสูบของฮอปเปอร์พินมักจะใช้ทองเหลืองหรือทองแดงเป็นวัสดุฐานซึ่งเคลือบนิกเกิลบางๆ

ผู้ผลิตมักจะใช้การชุบทองเพื่อเพิ่มความทนทานและความต้านทานต่อการสัมผัส เช่นเดียวกับทั่วไปในขั้วต่อไฟฟ้า

สปริงมักทำจากโลหะผสมทองแดงหรือเหล็กสปริง

ตัวเชื่อมต่อแบบสปริงใช้สำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ทั้งในอุตสาหกรรมและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค:

ตัวเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ด (โดยปกติจะเป็นแบบถาวร)

ขั้วต่อที่มีการป้องกันน้ำเข้าในอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภค เช่น สมาร์ทวอทช์ คอมพิวเตอร์ที่สมบุกสมบัน

ขั้วแบตเตอรี่บนแล็ปท็อป

ขั้วต่อการชาร์จหรือสัญญาณแบบแม่เหล็ก เช่น แท่นวางแล็ปท็อป และที่ชาร์จ(ดู§ รวมกับแม่เหล็ก)

ขั้วต่อความถี่สูง เช่น เสาอากาศ ขั้วต่อจอภาพ

การทดสอบแผงวงจรพิมพ์

การทดสอบวงจรรวม

การทดสอบในวงจร

การทดสอบแบตเตอรี่

การทดสอบทางอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ

การจัดตัวเชื่อมต่อ

ดูสิ่งนี้ด้วย:ขั้วต่อไฟฟ้า

เมื่อใช้พินฮอปเปอร์ในคอนเนคเตอร์ มักจะจัดเรียงเป็นอาร์เรย์หนาแน่น เพื่อเชื่อมต่อโหนดแต่ละโหนดของวงจรไฟฟ้าสองวงจร มักพบในอุปกรณ์ทดสอบอัตโนมัติในรูปแบบของตะปู ซึ่งช่วยให้การเชื่อมต่อที่รวดเร็วและเชื่อถือได้ของอุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUTs)^[10]ในการกำหนดค่าที่มีความหนาแน่นสูงอย่างยิ่งอาร์เรย์จะอยู่ในรูปของวงแหวนที่มีพินฮอปเปอร์แต่ละตัวหลายร้อยหรือหลายพันตัว อุปกรณ์นี้บางครั้งเรียกว่าหอคอยฮอปเปอร์.

นอกจากนี้ยังสามารถใช้สำหรับการเชื่อมต่อที่ถาวรมากขึ้น เช่น ในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Cray-2

เมื่อใช้ในการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงสุด พินฮอปเปอร์ต้องได้รับการออกแบบอย่างพิถีพิถันเพื่อให้ไม่เพียงแต่มีความน่าเชื่อถือสูงตลอดวงจรการผสมพันธุ์/การไม่จับคู่หลายครั้งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการส่งสัญญาณไฟฟ้าที่มีความเที่ยงตรงสูงด้วย หมุดต้องแข็ง แต่ชุบด้วยสาร (เช่น ทอง) ที่ให้หน้าสัมผัสที่เชื่อถือได้ ภายในตัวเบ็ด ลูกสูบต้องสัมผัสทางไฟฟ้ากับตัวดี เกรงว่าสปริงที่มีความต้านทานสูงกว่าจะส่งสัญญาณ (พร้อมกับตัวเหนี่ยวนำที่ไม่พึงประสงค์ซึ่งสปริงเป็นตัวแทน) การออกแบบพินฮอปเปอร์ที่จะใช้ในวงจรอิมพีแดนซ์ที่ตรงกันนั้นท้าทายอย่างเหลือเชื่อ เพื่อรักษาอิมพีแดนซ์คุณลักษณะที่ถูกต้อง บางครั้งพินจะถูกจัดเรียงด้วยพินนำสัญญาณหนึ่งตัวล้อมรอบด้วยพินสี่ ห้าหรือหกพิน