Определение: что такое штыревые разъемы ПП?
Штыревые разъемы печатных плат – это элементы, которые используются для механического и электрического соединения различных элементов. Они состоят из двух основных частей: штырей (пинов или «гребенки»), которые монтируются на печатную плату и ответных частей, таких как гнезда или контактные площадки.
Соединяться таким способом могут как напрямую пара ПП, так и платы и отдельные компоненты через шлейфы. Например, шлейф, ведущий к ручке громкости прибора или провода батареи. Ответные гнезда оснащены пластиковым корпусом и подпружиненными клеммами, которые обеспечивают надежное, плотное соединение, а также дополнительно защищают штырьки от механических повреждений и электростатических разрядов.
При этом разъемы подобного формата могут использоваться не только в готовых, коммерческих изделиях, но и в прототипировании. Самый простой пример – различные платы микроконтроллеров типа Arduino или гребенки GPIO на одноплатных компьютерах, которые позволяют дооснастить плату дополнительными модулями без пайки или другого сложного монтажа.
Типы
Классификация штыревых разъемов производится по нескольким параметрам.
- По методу монтажа. Они бывают:
- Выводными (под выводной, DIP монтаж). Устанавливаются в сквозные отверстия в ПП и пропаиваются. Подобная установка обеспечивает большую надежность, поэтому используется наиболее часто. Актуально для различных отладочных плат или узлов, использующихся в прототипировании.
- Поверхностными (под SMD монтаж). Паяются на контактные площадки на поверхности ПП. Отличаются меньшими размерами и меньшей надежностью соединения, поэтому, в основном, используются в компактной электронике.
- Прессовой посадки. Очень похожи на выводные, так как также устанавливаются в отверстия, но вместо пайки крепятся на ПП опрессовкой. Подобный метод обеспечивает прочное соединение и используется в приборах, работающих при высоких температурах, которые могут повредить целостность пайки.
- По форме:
- Прямые. Устанавливаются перпендикулярно поверхности платы.
- Угловые. Позволяют подключать коннекторы под 90°, то есть, параллельно плате. Удобны в ограниченных пространствах, а также уменьшают риск случайного механического повреждения.
- По количеству рядов:
- Однорядные.
- Двухрядные. Обычно используются для подключения проводов и шлейфов с ответным пластиковым коннектором на конце.
- По шагу. Шагом считается расстояние от одного штырька до другого. Шаг штыревого разъема должен соответствовать шагу «розетки».
- Самый популярный шаг разъема – 2,54 мм. Такой шаг имеет большинство разъемов под DIP-монтаж, как одно-, так и двухрядных.
- В компактной электронике используются штыревые вилки с шагом 2 мм.
- Для большей миниатюризации также используют коннекторы с шагом 1,27 мм.
Также есть отдельные разновидности разъемов под конкретное применение, например:
- IC-разъемы – пластиковые основания с серией коннекторов, в которые устанавливаются микросхемы. Позволяют быстро установить или заменить компонент.
- Соединители края – пластиковые сокеты, в которые можно установить торец другой ПП. Самый простой пример – разъемы под периферию на материнской плате компьютера.
- DIP-переключатели – в чем-то аналогичны IC-разъемам, но позволяют подключать и другие компоненты выводного монтажа.
- И так далее.
Преимущества и недостатки
Штыревые разъемы на ПП достаточно распространены. Все благодаря ряду очевидных преимуществ:
- Надежность соединения – обеспечивают достаточно стабильное и надежное соединение, минимизируя риск короткого замыкания.
- Легкость монтажа, демонтажа и ремонта – упрощают сборку и ремонт устройства, крайне удобно при прототипировании.
- Совместимость – подходят для различных типов печатных плат и могут использоваться в разных ситуациях и устройствах.
- Экономичность — относительно низкая стоимость производства и использования.
Но можно выделить и ряд спорных моментов, которые можно считать недостатками:
- Уязвимость к механическим повреждениям – при неаккуратном обращении могут ломаться или деформироваться.
- Сложность использования при высокой плотности монтажа – в некоторых случаях требуется использование сложных конструкций для обеспечения надежного соединения.
- Ограничения по количеству контактов – в высокоплотных электрических схемах может быть сложно разместить большое количество штыревых разъемов.
- Возможное ухудшение контакта и надежности соединения – происходит вследствие множества факторов и воздействий, например: загрязнения штырьков пылью, остатками флюса, масложировыми веществами, окисления из-за повышенной влажности или попадания кислотных соединений, деформации или неправильного положения разъема.
Применение штыревых разъемов
Штыревые разъемы используются в самых разных областях, включая:
- Прототипирование на крупных производствах электроники – для быстрого монтажа готовых модулей с базовым функционалом или их сборки на монтажных платах.
- Компьютеры и серверы – для подключения материнских плат, видеокарт и других компонентов.
- Мобильные устройства – смартфоны, планшеты и ноутбуки.
- Бытовая техника – телевизоры, холодильники, стиральные машины.
- Автомобильная промышленность — для подключения различных датчиков и систем управления.
Заключение
Штыревые разъемы печатных плат являются незаменимыми компонентами в современной электронике, обеспечивая надежное и стабильное соединение между различными элементами. Несмотря на некоторые ограничения, их преимущества делают их популярным выбором для самых разных применений. А в будущем ожидается развитие новых типов разъемов, которые будут еще более надежными и эффективными.
