دبوس بوجو

دبوس البوجو أو الدبوس الزنبركي هو نوع من آليات التوصيل الكهربائي المزودة بمكابس زنبركية ، ويُستخدم في العديد من التطبيقات الإلكترونية الحديثة وفي صناعة اختبار الإلكترونيات. ^{[ 1 ]} ويُستخدم هذا النوع من الدبابيس لمتانته المحسّنة مقارنةً بأنواع التوصيلات الكهربائية الأخرى ، ولمقاومته للصدمات والاهتزازات الميكانيكية. ^{[ 2 ]}

يُستمد اسم دبوس بوجو من تشابهه مع عصا القفز (البوجو ستيك )، حيث يُطبّق الزنبرك الحلزوني المُدمج فيه قوةً عموديةً ثابتةً على الجزء الخلفي من المقبس أو لوحة التلامس، مما يُعاكس أي حركة غير مرغوب فيها قد تُسبب انقطاعًا في الاتصال. هذا الزنبرك الحلزوني هو ما يُميّز دبابيس بوجو، إذ أن معظم أنواع آليات الدبابيس الأخرى تستخدم زنبركًا ناتئًا أو غلافًا قابلًا للتمدد. ^{[ 3 ]} 

يتطلب مسار التوصيل الكامل وجود منفذ مناسب لتوصيل الدبوس، ويُسمى هذا المنفذ "الهدف" أو "السطح" . يتكون هدف التوصيل من سطح معدني مسطح أو مقعر، وهو، على عكس الدبابيس، لا يحتوي على أجزاء متحركة. قد تكون الأهداف مكونات منفصلة ضمن مجموعة الموصل الكاملة، أو في حالة لوحات الدوائر المطبوعة، مجرد منطقة مطلية على اللوحة.

تُعد الدبابيس ذات التحميل الزنبركي أجزاء دقيقة يتم تصنيعها بعملية الخراطة والدوران التي لا تتطلب قالبًا، مما يسمح بإنتاج كميات أصغر بتكلفة أقل.

يتكون الدبوس الأساسي المزود بنابض من ثلاثة أجزاء رئيسية: مكبس ، وأسطوانة ، ونابض . ^{[ 2 ]} عند تطبيق قوة على الدبوس، ينضغط النابض ويتحرك المكبس داخل الأسطوانة. يحافظ شكل الأسطوانة على المكبس، مانعًا النابض من دفعه للخارج عندما لا يكون الدبوس مثبتًا في مكانه.

في تصميم الموصلات الكهربائية، يلزم وجود قدر معين من الاحتكاك لتثبيت الموصل في مكانه والحفاظ على سطح التلامس. مع ذلك، يُعدّ الاحتكاك العالي غير مرغوب فيه لأنه يزيد من الإجهاد والتآكل على نوابض التلامس وهياكلها. لذا،  يلزم وجود قوة عمودية دقيقة، عادةً ما تكون حوالي 1 نيوتن، لتوليد هذا الاحتكاك. ^{[ 3 ]} ولأن الدبوس النابض يحتاج إلى فجوة صغيرة بين المكبس والأسطوانة ليسهل انزلاقه، فقد تحدث انقطاعات مؤقتة عند وجود اهتزاز أو حركة. ولمعالجة هذه المشكلة، عادةً ما يكون للمكبس ميل طفيف لضمان اتصال مستمر.

ابتكر العديد من المصنّعين نسخًا خاصة بهم من هذا التصميم، وذلك غالبًا عن طريق تغيير نقطة التقاء المكبس والنابض. على سبيل المثال، يمكن إضافة كرة بين المكونين، أو قد يكون للمكبس طرف مائل أو غائر . ^{[ 4 ]}

عادةً ما يستخدم مكبس وأسطوانة دبابيس البوجو النحاس الأصفر أو النحاس كمادة أساسية يتم وضع طبقة رقيقة من النيكل عليها.

كما هو شائع في الموصلات الكهربائية، غالباً ما يستخدم المصنعون طلاءً ذهبياً لتحسين المتانة ومقاومة التلامس. ^{[ 5 ]}

عادة ما تُصنع النوابض من سبائك النحاس أو الفولاذ الزنبركي .

تُستخدم الموصلات الزنبركية في مجموعة واسعة من التطبيقات، في كل من الإلكترونيات الصناعية والاستهلاكية :

• موصلات بين اللوحات (عادةً ما تكون دائمة)
• الموصلات المحمية من دخول الماء والغبار في الأجهزة الاستهلاكية، مثل الساعات الذكية وأجهزة الكمبيوتر المتينة
• أطراف توصيل البطارية في أجهزة الكمبيوتر المحمولة
• موصلات الشحن أو الإشارة المغناطيسية، مثل قواعد شحن أجهزة الكمبيوتر المحمولة وشواحنها.
• موصلات الترددات العالية، مثل الهوائيات وموصلات الشاشات .
• اختبار لوحة الدوائر المطبوعة
• اختبار الدوائر المتكاملة
• اختبار البطارية
• اختبارات إلكترونية أخرى

ترتيب الموصلات

عند استخدام دبابيس التوصيل المتشابكة في الموصلات، تُرتّب عادةً في مصفوفة كثيفة، لربط العديد من العقد الفردية في دائرتين كهربائيتين . وتُستخدم هذه الدبابيس بكثرة في أجهزة الاختبار الآلية، مثل أجهزة اختبار "سرير المسامير" ، حيث تُسهّل عملية التوصيل السريع والموثوق للأجهزة قيد الاختبار . وفي أحد التكوينات عالية الكثافة للغاية، تتخذ المصفوفة شكل حلقة تحتوي على مئات أو آلاف من دبابيس التوصيل المتشابكة؛ ويُشار إلى هذا الجهاز أحيانًا باسم " برج التوصيل المتشابك" .

ويمكن استخدامها أيضًا لتوصيلات أكثر ديمومة، على سبيل المثال، في الحاسوب العملاق Cray-2 . ^{[ 6 ]}

عند استخدامها في التطبيقات عالية الأداء، يجب تصميم دبابيس التوصيل المتذبذبة (pogo pins) بعناية فائقة لضمان موثوقية عالية عبر دورات توصيل وفصل متعددة، بالإضافة إلى نقل الإشارات الكهربائية بدقة عالية . يجب أن تكون الدبابيس صلبة ومطلية بمادة (مثل الذهب ) توفر اتصالاً موثوقاً. داخل جسم الدبوس، يجب أن يُحكم المكبس اتصاله الكهربائي بالجسم لتجنب نقل الإشارة بواسطة الزنبرك ذي المقاومة العالية (إلى جانب الحث غير المرغوب فيه الذي يمثله الزنبرك). يُعد تصميم دبابيس التوصيل المتذبذبة المستخدمة في دوائر المعاوقة المتطابقة تحدياً خاصاً؛ وللحفاظ على المعاوقة المميزة الصحيحة ، تُرتّب الدبابيس أحياناً بحيث يكون أحد دبابيس نقل الإشارة محاطاً بأربعة أو خمسة أو ستة دبابيس مؤرضة .

• موصل كهربائي ، تُستخدم فيه أحيانًا دبابيس بوجو
• يؤدي الموصل (في مجال الحوسبة) وظيفة مماثلة ولكنه يربط دائرة كهربائية بين دبوسين.
• اختبار الدائرة ، وهو تطبيق شائع لدبابيس التوصيل.
• زر التشويش ، وصلة كهربائية عالية الأداء