Výběr krytů pro ochranu elektroniky uvnitř a venku

Ačkoli mohou být vnitřní části systémů různé, elektronické desky s plošnými spoji (PCB) vyžadují ochranu proti vnějším vlivům tepla, chladu, světla, vody, prachu, vlhkosti a chemikálií. Potřebují také mechanickou izolaci, která je ochrání před neoprávněnou manipulací a zabrání úrazu elektrickým proudem a zkratům. V některých případech mohou také vyžadovat ochranu proti otřesům a vibracím. Kryty musejí také poskytovat stínění proti silným elektrickým a magnetickým polím a elektronickému rušení. A nakonec elektronické obvody potřebují ochranu před katastrofickými událostmi, jako jsou požáry a záplavy.

Ačkoli mohou konstruktéři navrhovat vlastní skříně, jedná se o časově náročný úkol, který nepřináší optimální výsledky. Řešením je zakoupení standardizovaných krytů od renomovaného dodavatele se širokou škálou možností, pokud jde o materiály, velikosti, způsob montáže a těsnění.

Tento článek pojednává o kritériích výběru plastových krytů vhodných pro vnitřní i venkovní použití. S vyžitím příkladů od společnosti Hammond Manufacturing se zaměřuje na výběr návrhů s vhodnými vlastnostmi těsnění a samozhášivosti.

Výběr krytu elektroniky

Před výběrem krytu je třeba stanovit umístění a prostředí, ve kterém bude zařízení provozováno. Bude zařízení instalováno uvnitř nebo venku? Bude zařízení namontováno na stěně, na sloupu nebo na lavici? Musí být zařízení vodotěsné, odolné proti korozi, prachuvzdorné, odolné vůči slunečním paprskům nebo nehořlavé? Bude namontovanou podsestavou deska plošných spojů (PCB) nebo modul na lištu DIN? Je nutné, aby byl výběr zahájen až po zodpovězení těchto otázek.

Malé elektronické kryty jsou k dispozici v různých materiálech. Společnost Hammond Manufacturing navrhuje a vyrábí malé elektronické kryty vyrobené z oceli, nerezové oceli, plechu a tlakově litého hliníku, ABS plastu a polykarbonátu. Jsou k dispozici v celé řadě velikostí a geometrických konfigurací. V posledních letech se plastové kryty dostaly do popředí především díky své nižší ceně a hmotnosti při současné nabídce zvýšené ochrany proti vlivům okolního prostředí.

Plastové kryty

Příkladem plastových vodotěsných krytů navržených pro provoz v náročných prostředích jsou modely řady 1555F od společnosti Hammond Manufacturing (obrázek 1). Tyto kryty vyrobené z ABS plastu nebo polykarbonátu a navržené pro montáž na stěnu, obsahují integrovanou montážní přírubu, montážní výstupky a těsnění.

Obrázek 1: znázornění klíčových konstrukčních vlastností krytu řady 1555F od společnosti Hammond Manufacturing. (Zdroj obrázku: Hammond Manufacturing)

Řada 1555F vykazuje mnoho běžných vlastností plastových krytů od společnosti Hammond Manufacturing, včetně hladkého lisovaného povrchu, který je zapuštěný pro umístění štítku nebo membránové klávesnice. Všechny kryty obsahují integrované výstupky pro montáž desek plošných spojů a některé z nich také držáky pro moduly na lištu DIN. Tyto moduly jsou utěsněny pomocí štěrbiny pro pero a drážku, do které lze vložit vyměnitelné, vysokoteplotní silikonové těsnění s certifikací UL. Štěrbiny pro pero a drážku přidržují těsnění a poskytují lepší těsnost než jednoduchý přeplátovaný spoj používaný u tlakově litých krytů. Veškerý montážní materiál, včetně nerezové oceli nebo mosazi, je odolný proti korozi. Šrouby krytu a těsnění jsou součástí dodávky a jsou provedeny jako samojistící, aby nemohlo dojít k jejich ztrátě.

K dispozici je také náhradní montážní materiál a těsnění. Kryty této řady jsou hotové modely RAL-7035 ve světle šedé barvě se snadno čistitelným saténovým povrchem kromě prohlubně pro klávesnici, která je hladká. Pro řadu 1555F je charakteristická zalisovaná montážní příruba. Příslušenství všech produktů zahrnuje montážní panely z pozinkované oceli pro upevnění těžkých desek plošných spojů (PCB). Kovový panel také slouží jako základ pro vnitřní stínění na potlačení elektromagnetického rušení (EMI). Možnosti přístupu zahrnují odvzdušňovací otvory, tlakové kompenzační zátky, kabelové vývodky s ochranou proti vytržení a těsněním proti kapalinám a ventilační otvory odolné proti dešti. Tato řešení umožňují přístup k vodičům a vyrovnání tlaku, aniž by došlo k narušení vodotěsné integrity krytu.

Modely ABS jsou doporučeny pouze pro vnitřní použití. Používají stupeň krytí (IP) IP66 proti vnikání vody a prachu, což znamená úplnou ochranu proti prachu a dočasnému zaplavení vodou. Polykarbonátové kryty jsou stabilizované proti UV záření a lze je používat uvnitř i venku. Používají stupeň krytí IP68, což znamená ochranu proti vnikání prachu a možnost úplného ponoření do vody. Kryty mají certifikaci UL (uvedenou v seznamu cUL i UL508A) a klasifikaci hořlavosti UL94 5VA. Jsou navrženy tak, aby vyhovovaly klasifikaci NEMA typu 4, 4X, 6, 6P, 12 a 13.

Řada obsahuje 23 různých velikostí v každém materiálu od délky 2,56 palce (in.) (65 milimetrů [mm]) x šířky 2,56 palce (65 mm) x výšky 1,67 palce (42,4 mm) do délky 9,45 palce (240 mm) x šířky 6,34 palce (161 mm) x výšky 2,40 palce (61 mm).

Příkladem krytu řady 1555F je model 1555H2F42GY od společnosti Hammond Manufacturing (obrázek 2). Jedná se o přírubovou polykarbonátovou krabici o rozměrech 7,086 palce (180 mm) na délku, 4,723 palce (120 mm) na šířku a 2,441 palce (62 mm) na výšku.

Obrázek 2: model1555H2F42GY od společnosti Hammond Manufacturing je vodotěsný polykarbonátový kryt s ochranou IP68. (Zdroj obrázku: Hammond Manufacturing)

Jedná se o středně velký kryt určený pro montáž na stěnu. Kryt je opatřen čtyřmi kruhovými montážní otvory na přírubě pro trvalou montáž a dvěma klíčovými otvory pro rychlou montáž a demontáž. Čtyři šrouby M4 z nerezové oceli se spojují s nerezovými vložkami pro připevnění krabice k základně. Krycí šrouby a vložky jsou umístěny mimo obvod těsnění, aby bylo zajištěna řádná těsnost.

Řada 1557 (obrázek 3) je vodotěsná a umožňuje konstruktérům výběr z různých možností montáže. Je k dispozici v materiálech z ABS plastu nebo polykarbonátu, z nichž oba jsou dodávány v černé nebo šedé povrchové úpravě. Materiály splňují stejné standardy jako řada 1555F. Kryt, který je proveden se zaoblenými rohy, nabízí konstruktérům moderní vzhled při zachování prachotěsnosti a vodotěsnosti.

Obrázek 3: kryty řady 1557 jsou k dispozici v černé nebo šedé barvě z materiálů ABS i polykarbonát s více možnostmi montáže. (Zdroj obrázku: Hammond Manufacturing)

Tyto kryty jsou k dispozici v osmi různých velikostech se čtvercovými průřezy s rozměry od 3,15 palce (80 mm) x 3,15 palce (80 mm) do 7,874 palce (200 mm) x 7,874 palce (200 mm) a výškami 1,77 palce (45 mm), 2,36 palce (60 mm) nebo 2,76 palce (70 mm).

Možnosti montáže krytů řady 1557 zahrnují montáž na stěnu, montáž na stůl a volitelnou montáž na sloup (obrázek 4).

Obrázek 4: možnosti montáže krytů řady 1557 zahrnují dva držáky na stěnu, držák na stůl/pracovní desku a držák na tyč. (Zdroj obrázku: Hammond Manufacturing)

Kryt 1557DBK řady 1557 o rozměrech 4,724 palců (120 mm) x 4,724 palců (120 mm) x 1,772 palců (45 mm) je složen z černého ABS plastu. Kryt 1557DBK je určen pro vnitřní použití s krytím IP66. Dostupné možnosti pro tuto řadu zahrnují montáž na tyč, hliníkový vnitřní montážní panel, kabelové vývodky utěsněné proti kapalinám, odvzdušňovací sadu a tlakové kompenzační zátky. K dispozici jsou také náhradní těsnění, šrouby víka, montážní šrouby a gumové podložky.

Modely řady 1554 a 1555 jsou univerzální kryty z ABS plastu nebo polykarbonátu. Pro každý materiál splňují stejné normy, jak bylo uvedeno v předchozích přílohách. Každá řada nabízí 32 různých velikostí. Rozměry krabic se pohybují od 2,6 palce (66 mm) x 2,6 palce (66 mm) x 1,6 palce (40 mm) do 11,81 palce (300 mm) x 9,45 palce (240 mm) x 4,72 palce (120 mm). Průřezy mohou být čtvercové nebo obdélníkové.

Hlavní rozdíly mezi jednotlivými řadami spočívají ve skutečnosti, že model 1555 (obrázek 5 vlevo) používá zapuštěný kryt pro montáž štítku nebo klávesnice, zatímco model 1554 (obrázek 5 vpravo) používá plochý kryt.

Obrázek 5: řada 1555 (vlevo) používá zapuštěný kryt pro umístění štítků nebo membránových klávesnic, zatímco řada 1554 (vpravo) používá plochý kryt. (Zdroj obrázku: Hammond Manufacturing)

Polykarbonátové verze řady 1554 jsou k dispozici s neprůhlednými šedými, čirými nebo průsvitnými kouřovými kryty. Kryty krabice ABS jsou k dispozici pouze v neprůhledné šedé barvě. Čiré a průsvitné kryty jsou užitečné pro zobrazení vnitřních indikátorů a odečtů.

Možnosti pro řadu 1554 a 1555 zahrnují vnitřní panely z pozinkované oceli velikosti 16. Další možnosti zahrnují odvzdušňovací sadu, tlakovou kompenzační zátku, záslepky, malý větrací otvor odolný proti dešti, kabelové vývodky odolné proti kapalinám a sadu pro montáž na tyč. Vyměnitelné díly zahrnují náhradní těsnění a montážní a krycí šrouby.

Příkladem řady 1554 je model 1554CGY. Jedná se o ABS kryt o rozměrech 4,724 palce (120 mm) x 2,559 palce (65 mm) x 1,575 palce (40 mm).

Příkladem řady 1555 je model 1555HGY. Jedná se o ABS kryt o rozměrech 7,087 palce (180 mm) x 4,724 palce (120 mm) x 2,362 palce (60 mm).

Závěr

Společnost Hammond Manufacturing nabízí širokou škálu hotových krytů z různých materiálů a ještě rozsáhlejší výběr velikostí. Tyto kryty zahrnují montážní výstupky pro obvodové desky nebo moduly DIN, vnitřní kovové panely, přístupové porty a flexibilní možnosti montáže. Tato rozmanitost poskytuje konstruktérům výběr z různých možností těsnění a montáže tak, aby vyhovovaly jejich potřebám.