Rozmiar
Najbardziej podstawowe pytanie dotyczy rozmiaru, w tym jak duża jest płytka PCB? Czy ma być montowana poziomo, czy pionowo? Wiele obudów plastikowych ma wytłoczone w bokach szczeliny do mocowania w pionie oraz wytłoczone w górnej i dolnej części otwory montażowe do montażu poziomego. Obudowy z wytłaczanego aluminium zazwyczaj mają przygotowane na całej długości boków szczeliny do poziomego mocowania PCB. Ile miejsca, jeśli w ogóle, jest potrzebne na zewnętrznych powierzchniach na wskaźniki, przełączniki, złącza, przepusty kablowe i podobne elementy? Jaka wysokość jest wymagana dla elementów montowanych na płytce lub dla wielu płytek poziomych? To są najważniejsze pytania, na które trzeba odpowiedzieć na samym początku.
Środowisko
Gdzie produkt będzie używany? Wewnątrz, na zewnątrz, a może w obu miejscach? W przypadku instalacji zewnętrznych, promieniowanie UV może stanowić potencjalny problem w przypadku obudów plastikowych, dlatego poliwęglan jest domyślnym wyborem. Czy w zastosowaniach mobilnych, takich jak transport drogowy i kolejowy, wstrząsy i wibracje mogą pojawić się wibracje? Czy należy wziąć pod uwagę wnikanie pyłu i wody? Czy prawdopodobne jest występowanie zanieczyszczeń – olejów, chemikaliów itp? Czy odporność na uderzenia może stanowić problem? Czy spodziewane są wysokie lub niskie temperatury otoczenia? Jeśli tak, obudowy metalowe zazwyczaj oferują lepszą odporność niż plastikowe.
Materiał
W przypadku małych obudów wybór zazwyczaj dotyczy zwykłego plastiku, aluminium i tworzyw wzmacnianych włóknem szklanym (GRP). Najczęściej stosowanymi tworzywami są ABS i poliwęglan. Jeśli ognioodporność jest brana pod uwagę, odpowiednią normą jest UL94, która określa palność pionową lub poziomą. Bardziej rygorystycznym testem jest test palności pionowej, tj. według której materiał będzie klasyfikowany jako V0, V1 lub V2, gdzie V0 oznacza najwyższą klasę. Poliwęglan lub GRP są zazwyczaj zalecane do użytku zewnętrznego ze względu na lepszą odporność na kruchość pod wpływem promieniowania UV i blaknięcie kolorów niż ABS.
Obudowy aluminiowe są odlewane ciśnieniowo lub wytłaczane. Obie wersje są wytrzymałe, zapewniają dobrą odporność na uderzenia i dobrze ekranują elektronikę. Niektóre konstrukcje obudów wytłaczanych mają żebra, które zwiększają powierzchnię i poprawiają odprowadzanie ciepła.
Obudowy z odlewanego ciśnieniowo aluminium są wytrzymałe: nie korodują, przewodzą prąd i charakteryzują się wysokim poziomem tłumienia EMI. Są łatwe w obróbce mechanicznej. Dzięki odpowiedniej uszczelce umieszczonej między pokrywą a podstawą, można łatwo uzyskać szczelność IP68. Takie obudowy mogą być odlewane z relatywnie cienkimi ściankami, choć zawsze będą znacznie cięższe niż obudowy plastikowe o tych samych wymiarach. W zastosowaniach, w których istotna jest ochrona przed wstrząsami, gdzie prawdopodobieństwo wystąpienia problemów z kompatybilnością elektromagnetyczną (EMC) jest duże lub gdzie spodziewane są wysokie temperatury, pył lub woda, obudowa odlewana ciśnieniowo jest idealnym i niedrogim wyborem.
EMC
Obudowy z tworzyw sztucznych nie zapewniają tłumienia zaburzeń elektromagnetycznych. Jeśli EMC jest istotna, brak ekranowania przez obudowę może stanowić problem, niemniej można ich wnętrze pokryć powłokami ekranującymi.
Obudowy metalowe, pod warunkiem, że są zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić ciągłość elektryczną między górą, podstawą i zdejmowanymi panelami, a wszelkie malowane lub anodowane wykończenie służy wyłącznie celom dekoracyjnym, zapewnią ochronę EMC, która prawdopodobnie będzie wystarczająca dla większości zastosowań, zwłaszcza gdy do połączenia dwóch połówek obudowy zostanie użyta przewodząca uszczelka.
Uszczelnienia środowiskowe
W tym obszarze odpowiednią normą jest IEC 60529. Zazwyczaj obudowy o stopniu ochrony IP54 nadają się do zastosowań ogólnych. W środowiskach, w których może występować pył i woda, zazwyczaj stosuje się IP66, 67 lub 68. Najwyższy stopień to IP69K, który zapewnia ochronę przed czyszczeniem parą pod wysokim ciśnieniem. W USA stopień szczelności środowiskowej obudów jest zazwyczaj definiowany jako numer NEMA (National Electrical Manufacturers Association). Stopnie NEMA wymagają również dodatkowych cech produktu i testów (takich jak funkcjonalność w warunkach oblodzenia, obudowy do stosowania w strefach niebezpiecznych, wybijane otwory do podłączania kabli i inne), których nie obejmuje klasyfikacja IP określona w EN 60529 (patrz tabela). Na przykład IP68: pierwsza cyfra "6" oznacza całkowitą pyłoszczelność, a druga cyfra "8" ochronę przed ciągłym zanurzeniem w wodzie na głębokość powyżej 1 metra.
Mocowania
Części obudowy muszą być oczywiście przymocowane do siebie. Stosuje się dwa rozwiązania za pomocą wkrętu samogwintującego mocowanego bezpośrednio w materiale podstawy lub wkrętu maszynowego mocowany do gwintowanej tulei znajdującej się w podstawie. Wkręt maszynowy jest preferowany, jeśli w trakcie użytkowania urządzenia przewiduje się wielokrotne otwieranie i zamykanie, wkręt samogwintujący sprawdzi się w zastosowaniach typu "zamknij i zapomnij".
Wygląd
szerokim asortymencie materiałów nieprzezroczystych i półprzezroczystych w różnych kolorach, mogą być również wykonane z materiału przezroczystego. Dostępne są stylizowane pokrywy z wgłębieniami na klawiatury membranowe i wyświetlacze. Obudowy z odlewanego ciśnieniowo aluminium mogą być malowane na wiele różnych sposobów i w różnych kolorach. Z kolei obudowy wytłaczane mogą mieć bezbarwną lub kolorową powłokę anodowaną.
Wsparcie techniczne i dostępność
Standardowe obudowy dla przemysłu elektronicznego i elektrycznego są produkowane w szerokiej gamie rozmiarów, stylów i typów przez wielu producentów. Obudowa formowana, wytłaczana lub odlewana ciśnieniowo może wydawać się prosta, ale w rzeczywistości jest wynikiem doświadczenia projektowego i wiedzy. Dystrybutorzy utrzymują duże zapasy standardowych obudów w magazynach i współpracują blisko z producentami, zapewniając swoim klientom wsparcie techniczne, współpracując z nimi na etapie projektowania, aby pomóc im w wyborze najbardziej odpowiedniej obudowy do danego zastosowania.
Dokumentacja
Producenci i dystrybutorzy obudów udostępniają na swoich stronach dokumentację techniczną taką jak rysunki PDF i CAD, które pomagają w projektowaniu modyfikacji, określaniu szczegółów technicznych oraz w definiowaniu kluczowych atrybutów produktu.
Podsumowanie
Pobieżne spojrzenie na plastikową lub odlewaną ciśnieniowo małą obudowę może sprawiać wrażenie, że to proste "pudełko". W rzeczywistości jest to efekt końcowy ogromnego wysiłku projektowego i wiedzy specjalistycznej włożonej w stworzenie użytecznej i bogatej w funkcje obudowy, odpowiedniej do szerokiej gamy zastosowań i środowisk.
Russell Irvine
Hammond Electronics
hammondmfg.com
