Isang kliyente mula sa Shenzhen ang tumawag sa akin noong nakaraang buwan. Gumagawa sila ng mga smart insole para sa mga bata-mga pressure sensor, flexible na PCB, baterya, lahat ay nakasiksik sa isang 4mm-makapal na shoe pad. Ipinadala sa akin ng mechanical engineer ang kanilang ikawalong prototype. Binuksan ko ang box at tumawa. Hindi dahil ito ay masama, ngunit dahil nakita ko ang eksaktong takot na ito marahil tatlumpung beses bago.
"Ang Type-C receptacle ay 3.2mm ang kapal," sabi niya sa telepono. "Ang Micro-USB ay 2.8mm. 1.8mm na lang ang natitira natin. Ano ang gagawin natin?"
Sinabi ko sa kanya: kalimutan ang mga tradisyonal na daungan. Mag-magnetic. Hindi ang magarbong uri ng multi-pin. Isang pin.
Huminto siya. "Isang pin? Isa lang... isa? Pwede ba itong mag-charge?"
Maaari itong. At ito ay naniningil nang maayos. Natapos namin ang pagpapadala ng 20,000 units. Zero structural rework. Hayaan akong sabihin sa iyo kung paano nangyari iyon, at kung bakit maraming maliliit na-device team ang tahimik na lumilipat sa isang-pinpogo pin charging.
Iniisip ng mga Tao na Ang Magnetic Pogo Pin ay Kailangang Magmukhang Kumplikado
Iniisip nila ang mga lumang konektor ng MacBook MagSafe na may hanay ng mga gintong daliri. O ang pang-industriya8pin magnetic connectormga bloke na nakikita mo sa mga masungit na tablet. Hindi naman kailangang ganyan.
Ang nag-iisang-pin setup ay halos nakakahiyang simple: isang neodymium magnet ring na may isang pogo pin sa gitna. Sa gilid ng device, kailangan mo lang ng maliit na gintong-plated pad. Walang sisidlan. Walang dila. Walang plastic na pabahay na kumakain ng iyong board space.
Para sa insole, gumamit kami ng 2.0mm barrel spring pin sa loob ng 6mm magnet ring. Kabuuang stack-pataas: 1.5mm. Iniurong namin ito sa takong ng EVA foam. Mula sa labas, wala kang makikita kundi isang maliit na tuldok na hindi kinakalawang na asero. Ang batang nakasuot ng sapatos ay walang ideya na ito ay isang charging port.
Hindi ka lang nagtitipid ng espasyo-tinatanggal mo ang pagiging kumplikado ng istruktura. Ang mga tradisyunal na port ay nangangailangan ng mga openings, ribs, alignment features. Ang nag-iisang-pin magnetic connector ay nangangailangan ng bilog na dimple. yun lang.
Bakit Muntik Na Namin Sumama sa Eight Pins
Ang kliyente ay orihinal na nais ng isang 8pin magnetic connector. Nag-iisip sila nang maaga-pag-proofing-sa hinaharap, paglilipat ng data, mga update sa firmware. Ipinakita ko sa kanila ang sample. 8mm ang haba, 12mm ang lapad, 4.2mm ang kapal. Hinampas ito ng mechanical engineer nila sa mesa. "This is thicker than our insole. Saan napupunta?"
Iyan ang praktikal na pagkakaiba sa pagitan ng iisang-pin at multi-pin na disenyo. Ang isang 8pin magnetic connector ay maaaring magdala ng power, USB data, audio-anuman ang gusto mo. Ngunit kailangan nito ng pin header, plastic frame, alignment posts. Naayos ang volume.
Ang isang solong-pin solution ay gumagawa ng isang bagay: pagsingil. Para sa insole ng mga bata na nakaupo sa isang charging dock gabi-gabi, sapat na iyon. Dumadaan ang data sa Bluetooth. Ang kapangyarihan ay napupunta sa pin. Nananatili ang lahat sa kanilang lane.
Ang Mababang Kasalukuyan ay Hindi Nangangahulugan ng Mababang Panganib
Ang maliliit na device ay hindi masyadong kumukuha-kadalasan mula 0.5A hanggang 1A. Pero huwag mong hayaang lokohin ka niyan.
Sinubukan namin ito sa aming lab. Ang contact resistance na gumagapang mula 20mΩ hanggang 80mΩ ay hindi kapansin-pansing tunog, ngunit heat scales na may square ng kasalukuyang times resistance. Kahit na sa mababang kasalukuyang, ang isang 4x resistance jump ay nangangahulugan ng 4x na init. Ang mga maliliit na aparato ay walang thermal mass. Nakaupo ang baterya sa tabi mismo ng connector. Kapag tumaas ang temperatura, puputulin ng protection board ang pagsingil. Iniisip ng user na na-charge ang device nang magdamag. Hindi.
Kaya kahit para sa mababang-kasalukuyang pag-charge ng pogo pin, mahalaga ang kapal ng plating. Para sa insole, gumamit kami ng phosphor bronze na may 0.8µm hard gold. Ang paglaban sa contact ay nanatili sa ilalim ng 35mΩ.
Para sa isang bagay na tulad ng isang TWS case na nabubuksan nang sampung beses sa isang araw, pipiliin ko ang beryllium copper at hindi bababa sa 1.0µm na ginto. Ang mga contact na nagcha-charge ng TWS na iyon ay mukhang walang halaga, ngunit kung bubuksan ng isang user ang case ng tatlong beses araw-araw, iyon ay isang libong cycle sa isang taon. Kung maagang nawalan ng tensyon ang tagsibol, kakainin ng iyong warranty ang tatak nang buhay.
Hindi Palaging Mas Maganda ang Mas Malakas na Magnet
Narito ang isang bagay na hindi ituturo sa iyo ng karamihan sa mga datasheet.
Sinubukan muna namin ang N52 para sa insole. Napakaganda sa papel. Ngunit ang paghila nito mula sa pantalan ay nangangailangan ng tunay na pagsisikap. Ang isang bata-o mas mahalaga, ang isang magulang-ay mahihirapan. Lumipat kami sa N35. Pull force na lumapag sa paligid ng 450gf. Sapat na madaling tanggalin ng isang bata, sapat na malakas na hindi ito mahuhulog habang tumatakbo.
Walang unibersal na numero. Karaniwan kong sinasabi sa mga kliyente: para sa mga nasusuot na wala pang 100 gramo, N35 o N38, ang lakas ng paghila sa pagitan ng 300gf at 500gf, tama ang pakiramdam.
Gayundin, huwag hayaan ang mga supplier na magbenta sa iyo ng mga misteryosong magnet. Ang ilang mga murang pabrika ay gumagamit ng ferrite. Mahina, malutong, at sila ay mapusok. Ang mga marka ng Neodymium ay sumusunod sa GB/T 13560 o mga katulad na pamantayan. Magtanong ng partikular: N35 o N52?
Malakas ang N52, ngunit sa maliliit na device maaari itong makagulo sa mga sensor ng Hall o mga module ng compass. Ang mga smartwatch at pet tracker ay partikular na sensitibo dito. Mayroon akong isang panlabas na-relo na kliyente na nagpilit sa N52 para sa "secure na attachment." Nagreklamo ang mga gumagamit na ang compass ay naanod ng 15 degrees. Kinailangan nilang mag-recall at magpalit ng magnet.
Mahal na aral.
Ang Waterproofing ay ang Hidden Superpower
Ang mga tradisyunal na USB port ay nangangailangan ng mga rubber plug, gasket, kumplikadong sealing geometry. Isang-pinmagnetic pogo pinAng setup ay walang pagbubukas ng sisidlan. Ang gilid ng device ay isang flat metal na tuldok lamang. Magdagdag ng silicone compression ring o nano-coating, at ang pagpindot sa IP65-o kahit IP67-ay talagang mas madali kaysa gawin ito gamit ang Type-C.
Ang insole ay kailangang makaligtas sa paghuhugas. Gumawa kami ng dalawang layer: isang silicone compression seal sa paligid ng contact pad, kasama ang isang hydrophobic nano-coating sa ibabaw. Ipinadala ito ng kliyente para sa pagsubok. IEC 60529, IPX7, isang metro sa loob ng tatlumpung minuto. nakapasa.
Ngunit narito ang bagay tungkol sa mga disenyong hindi tinatablan ng tubig: ang mahika ay wala sa pin. Ito ay nasa device-side sealing. Nakakita na ako ng hindi bababa sa limang proyekto kung saan bumili ang kliyente ng "hindi tinatablan ng tubigmagnetic charger port 1 pin" at ipinapalagay na sapat na iyon, para lamang makakita ng tubig na pumapasok sa puwang sa pabahay. Ang connector ay tuyo. Ang PCB ay toast.
Ano Pa ang Gumagamit ng Single-Pin Magnetic Charging?
Bukod sa insoles, halos standard na ito sa TWS charging cases. Ang kaso ay maliit. Ibinabagsak ng gumagamit ang mga buds sa gabi. Ito mismo ay-nakaayon. Walang kakulitan sa dilim.
Mga de-kuryenteng toothbrush, pet tracker, smart rings-anumang bagay na naisusuot na may malupit na limitasyon sa espasyo. Ang mga matalinong singsing ay ang matinding kaso. Dalawang milimetro ang kapal. Walang pisikal na paraan para magkasya ang isang sisidlan. Ang nag-iisang-pin connector ay literal ang tanging praktikal na opsyon.
Ngunit hindi ito para sa lahat. Kung kailangan mo ng mataas na-data at lakas, hindi ito mapuputol ng isang pin. Kakailanganin mo ang multi-pin. Ang susi ay ang pagguhit ng hangganan bago ka gumawa. Huwag pilitin ang isang solong-pin solution para lang makatipid ng espasyo, pagkatapos ay matanto na tatlong buwan na hindi ka makakapaglipat ng mga log. Ang rework ay nagkakahalaga ng higit pa kaysa sa connector.
Mga Pagkakamali na Lagi Kong Nakikita
Pagkalipas ng labindalawang taon nito, narito ang mga bitag ng maliliit na-device team.
sa pag-aakalang mas malakas ang magneto ay mas mabuti. Ang N52 sa isang 40-gramo na naisusuot ay sobra-sobra. Aalisin nito ang iyong compass na totoo, at magrereklamo ang mga user na hindi nila ito maalis. Nakita ko na ang mga pagbabalik.
sa pag-aakalang ang magnetic ay nangangahulugang hindi tinatablan ng tubig. Walang tinatakpan ang magnet. Umiiral pa rin ang agwat sa pagitan ng mga contact surface. Kailangan mo ang silicone ring o nano-coating sa gilid ng device. Pahingi naman. Subukan ito.
nagtitiwala sa paunang pull-force spec. Ang ilang mga pabrika ay sumipi ng 500gf na may sariwang magnet. ayos lang yan. Ngunit pagkatapos ng 5,000 cycle, ang pagkapagod sa tagsibol ay dumating. Ang aktwal na puwersa ng pagpapanatili ay maaaring bumaba sa 300gf. Humingi ng post{10}}data ng pagtanda. Kung hindi nila maibigay, hindi nila ito sinubukan.
FAQ
Q1: Gaano karaming kasalukuyang maaaring pangasiwaan ng isang-pin magnetic connector?
Ang matatag na 1A hanggang 3A ay komportable. Ang peak 5A ay posible depende sa diameter ng pin at materyal. Ngunit ang maliliit na device ay kadalasang humihila ng 0.5A hanggang 2A, kaya okay ka.
Kung nagsasagawa ka ng 5A fast charging, pumunta sa dual-pin o dagdagan ang lugar ng contact. Ang nag-iisang-pin sa 5A sa isang maliit na naisusuot ay mabilis na uminit, at ang mga maliliit na device ay walang lugar upang itapon ang init.
Q2: Maaari mo bang paliitin ang isang 8-pin magnetic connector sa isang maliit na device?
Maaari mong subukan. Ang pinakamaliit na 8-pin module na nakita ko ay nasa humigit-kumulang 8×10mm, 3.5mm ang kapal. Kung ang iyong device ay mas maliit kaysa sa isang earbud case-sabihin, isang smart ring-kalimutan ito. Ang 1-pin magnetic connector ay ang tanging makatotohanang pagpipilian.
Q3: Nawawalan ba ng lakas ang mga magnet sa paglipas ng panahon?
Ang neodymium sa ibaba 80℃ay karaniwang matatag. Normal na paggamit sa loob ng limang taon, makikita mo ang mas mababa sa 5% na pagkasira.
Sa totoo lang, sa loob ng labindalawang taon, wala pa akong nakitang magnet na nag-demagnetize mula sa normal na paggamit. Marami na akong nakitang baluktot na pin, punit-punit na kable, at durog na bukal. Ngunit ang mga magnet? Nabubuhay sila sa lahat ng iba pa.
Q4: Anong pagsubok ang ipinag-uutos para sa maliit na-magnetic charging ng device?
Apat na bagay. Pull-puwersang pagpapanatili pagkatapos ng 5,000 cycle-ay dapat manatili sa itaas ng 80% ng inisyal. Pag-spray ng asin, hindi bababa sa 48 oras. I-drop ang pagsubok, pagkatapos ay suriin ang paglaban sa contact. At hindi tinatablan ng tubig sa anumang IP rating na iyong ipinangako. IEC 60529, hindi marketing fluff tulad ng "splash resistant." Mga aktwal na numero.
Q5: Magnetic charging vs. wireless-paano ka pipili?
Ang wireless ay mukhang malinis, nakakatipid sa port, ngunit ang kahusayan ay maaaring 60-75% at ito ay tumatakbo nang mainit. Ang magnetic charging ay umabot sa 95% na kahusayan, mas mura ang gastos, mas mabilis ang pagsingil. Para sa aming mga kliyenteng pang-export, mas mahalaga ang gastos ng BOM at kahusayan sa enerhiya kaysa sa aesthetics.
Iyon ay sinabi, kung ang iyong device ay ganap na selyado at ang espasyo ay ganap na zero, wireless ay maaaring magkaroon ng kahulugan.
Q6: Gaano katagal mula sa prototype hanggang sa produksyon?
Mga karaniwang bahagi, 7–10 araw. Custom na mekanikal, 15–20 araw. Tooling mula sa simula, 25–35 araw.
Ang aking payo: palaging subukan ang mga karaniwang sample para sa mekanikal na pagkakatugma bago ka magputol ng bakal. Noong nakaraang taon, nilaktawan ng isang kliyente ang pagsa-sample upang maabot ang petsa ng paglulunsad. Ang magnet ay nakagambala sa cell ng baterya. Natanggal ang mga gamit. Dalawang buwan ang nawala.
Ang Bottom Line
Ang pagdidisenyo ng maliliit na device ay tungkol sa pagbabawas, hindi karagdagan. Ang nag-iisang-pin magnetic connector ay pagbabawas sa antas ng port. Isang mas kaunting pin. Isang mas kaunting milimetro. Isang mas kaunting komplikasyon ng amag.
Kung gumagawa ka ng mga TWS earbud, isang smart ring, isang pet tracker, o anumang bagay kung saan ang panloob na espasyo ay sinusukat sa ikasampu ng isang milimetro-at hindi ka sigurado kung mag-iisang-pin o multi-pin-ipadala sa akin ang iyong mga mekanikal na hadlang, kasalukuyang draw, at IP rating. titingnan ko. Walang bayad. Isaalang-alang ito ng isang pabor.
Kung kailangan mo ng totoong pag-uusap-magnet selection, charging architecture, waterproofing integration-ginagawa namin ang buong stack. Pindutin ang pindutan ng contact, magpadala ng maikling, at sasagutin ko ang isa sa aming mga inhinyero sa loob ng 24 na oras na may paunang pagtatasa.
Para sa unang dalawampung maliliit na-device team na umabot, ipapadala ko ang amingMaliit na-Gabay sa Pagpili ng Magnetic Charging ng Devicekasama ang pull-force at waterproof test template. Tunay na data mula sa mga totoong proyekto. Mas mabilis kaysa sa pag-email sa limang supplier at pagkuha ng limang magkakaibang kwento.
Huwag hayaan ang isang charging port na maging bagay na pumatay sa iyong mekanikal na disenyo.
