Dobór odpowiedniego rozwiązania EMC rzadko bywa prosty. Konstruktor musi uwzględnić jednocześnie wymagania dotyczące skuteczności ekranowania, szczelności środowiskowej, odporności mechanicznej, trwałości eksploatacyjnej oraz budżetu projektu. W zależności od aplikacji stosowane są różne technologie uszczelnień i komponentów ekranujących.
Elastomerowe uszczelki przewodzące
Jedną z najczęściej stosowanych materiałów EMC są przewodzące uszczelki elastomerowe. Rozwiązania tego typu znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie wymagane jest jednoczesne zapewnienie wysokiej skuteczności ekranowania oraz szczelności środowiskowej.
Uszczelki wykonywane są z elastomerów wypełnionych przewodzącymi cząsteczkami. Dostarczane są w postaci profili typu O, D lub P, dzięki czemu dobrze współpracują z typowymi konstrukcjami obudów. Kluczowym aspektem pozostaje jednak prawidłowe zaprojektowanie geometrii rowka montażowego oraz zapewnienie odpowiedniego docisku. Jeszcze do niedawna rozwiązania tego typu dominowały głównie w aplikacjach wojskowych i lotniczych. Obecnie coraz częściej pojawiają się również w urządzeniach komercyjnych.
W przypadku obudów o nieregularnych kształtach coraz większą popularność zdobywa technologia Form-In-Place (FIP). Polega ona na automatycznym nanoszeniu przewodzącej uszczelki bezpośrednio na powierzchnię elementu obudowy. Rozwiązanie to zapewnia wysoką powtarzalność procesu produkcyjnego oraz ogranicza problemy związane z instalacją tradycyjnych uszczelek profilowych.
Uszczelki z zatopionymi drucikami
Kolejną grupę stanowią silikonowe uszczelki z zatopionymi drucikami przewodzącymi. Wyróżniają się wysoką skutecznością tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych w szerokim paśmie częstotliwości. Materiały te charakteryzują się jednak wysoką twardością, co wymusza stosowanie większych sił docisku oraz gęstszego rozmieszczenia śrub mocujących.
Dodatkowym ograniczeniem jest spadek parametrów uszczelnienia po wielokrotnych cyklach kompresji. W aplikacjach wymagających utrzymania maksymalnej skuteczności EMC oraz szczelności środowiskowej zaleca się wymianę uszczelki po każdym demontażu obudowy. Z tego względu rozwiązania te nie są optymalne dla urządzeń wymagających częstego otwierania.
Piankowe uszczelki EMC
W urządzeniach, gdzie kluczowe znaczenie ma niewielka siła docisku, stosowane są piankowe uszczelki EMC. Rozwiązania te dobrze sprawdzają się w lekkich konstrukcjach oraz aplikacjach o ograniczonej wytrzymałości mechanicznej obudowy.
Uszczelki piankowe zapewniają skuteczne ekranowanie elektromagnetyczne przy jednoczesnej podstawowej ochronie przed kurzem i wilgocią. Dzięki dużej elastyczności umożliwiają kompensację nierówności powierzchni i tolerancji montażowych.
Uszczelnienia stykowe
W aplikacjach narażonych na ciągłe tarcie powierzchni lub częste cykle otwierania stosowane są uszczelnienia stykowe wykonane z miedzi berylowej. Materiał ten zapewnia bardzo dobre właściwości sprężyste oraz skuteczne ekranowanie EMI.
Dużą zaletą rozwiązań stykowych jest szeroka dostępność standardowych profili i metod montażu. Pozwala to ograniczyć koszty związane z przygotowaniem dedykowanych narzędzi produkcyjnych oraz skrócić czas wdrożenia projektu. Należy jednak pamiętać, że rozwiązania tego typu nie zapewniają ochrony środowiskowej IP.
Ekranowane panele wentylacyjne
Konstruktorzy urządzeń często stają przed koniecznością zapewnienia jednocześnie skutecznej wentylacji oraz ochrony EMC. Typowym rozwiązaniem są ekranowane panele wentylacyjne wykonywane z aluminiowego plastra miodu osadzonego w ramie montażowej.
W aplikacjach wymagających podwyższonej odporności mechanicznej lub środowiskowej stosuje się również konstrukcje stalowe i ze stali nierdzewnej. Panele tego typu mogą być wykonywane na wymiar, z różnymi wariantami ramek oraz pokryć powierzchni.
Odpowiednio dobrany panel wentylacyjny pozwala zachować kompromis pomiędzy przepływem powietrza, skutecznością ekranowania oraz wymaganiami mechanicznymi.
Ekranowane szyby
Jednym z bardziej wymagających elementów EMC pozostają szyby ekranowane elektromagnetycznie. Dobór odpowiedniego rozwiązania zależy od wielu parametrów, między innymi rodzaju materiału szyby, wymaganej przepuszczalności światła, odporności środowiskowej, temperatury pracy czy sposobu montażu.
Za ekranowanie odpowiadają siatki przewodzące integrowane wewnątrz struktury szkła lub tworzywa. Parametr OPI (oczka na cal) wpływa bezpośrednio zarówno na skuteczność ekranowania, jak i przejrzystość optyczną okna.
W praktyce projektowej istotne znaczenie ma również eliminacja efektu Moiré, powstającego wskutek interferencji pomiędzy siatką EMC a rastrem wyświetlacza. Problem ten rozwiązuje się zazwyczaj poprzez odpowiednie obrócenie siatki względem powierzchni ekranu.
EMC warto uwzględnić już na etapie projektu
Doświadczenia wielu producentów elektroniki pokazują, że problemy kompatybilności elektromagnetycznej znacznie łatwiej eliminować na wczesnym etapie projektowania niż podczas końcowych testów certyfikacyjnych. Odpowiednio dobrane materiały ekranowania pozwalają ograniczyć ryzyko kosztownych modyfikacji konstrukcyjnych, skrócić czas wdrożenia produktu i zwiększyć niezawodność urządzenia w docelowym środowisku pracy.
Skuteczna ochrona EMC wymaga jednak połączenia wiedzy z zakresu elektroniki, mechaniki oraz materiałoznawstwa. Dlatego coraz więcej firm już na etapie rozwoju produktu korzysta ze wsparcia dostawców specjalizujących się w technologiach ekranowania elektromagnetycznego.
ARIZO
tel. 13 438 38 80
arizo@arizo.com.pl
www.arizo.com.pl
