Современные электронные схемы становятся более мощными, чем когда-либо. Следовательно, потребности и требования к электронным компонентам существенно изменились за последние несколько лет. При проектировании электронной схемы инженеры должны учитывать различные факторы, такие как энергопотребление, тепловыделение и другие электронные характеристики, чтобы обеспечить соответствующий выбор электронных компонентов, специально предназначенных для различных применений как в промышленном, так и в коммерческом секторах.
Корпус, в котором размещается вся электронная начинка устройства, является одним из наиболее важных компонентов электронных схем, поскольку он не только вмещает весь модуль, но и защищает его от повреждений и сбоев в цепи, вызванных различными факторами окружающей среды. Таким образом, становится крайне важным выбрать соответствующие корпуса для электроники в соответствии со спецификациями проекта, чтобы снизить риски простоя и эксплуатационных помех.
В этой статье обсуждаются важные соображения по поводу схемы, а также стандартные соображения по проектированию, выходящие за рамки основных проблем проектирования, для выбора правильного корпуса для вашего электронного проекта. Далее мы рассмотрим 10 наиболее важных факторов, которые следует учитывать при выборе подходящего корпуса.
1. Инженерное применение и степень защиты (IP)
Объем и применение вашей электрической цепи играют важную роль при выборе корпуса для размещения электроники. Конструкция данных корпусов может меняться в зависимости от электронных характеристик вашей схемы и ее инженерных применений. Кроме того, требования к степени защиты от проникновения (степени IP — Ingress Protection) также отражают решающий фактор в процессе выбора, поскольку они точно учитывают потребности в отношении степени защиты от контакта с частями, находящимися под напряжением, предотвращения повреждений от механического воздействия и других требований, механические факторы, такие как возможность проникновения воды вместе с другими твердыми инородными компонентами.
2. Условия окружающей среды
Важно понимать, какой рабочей среде и погодным условиям будет подвергаться схема, чтобы сделать правильный выбор корпуса для нее. Необходимо иметь четкое представление о том, где будет располагаться корпус, особенно для выбора правильного материала. В зависимости от того, будет ли корпус монтироваться в помещении, на открытом воздухе, подвергаться воздействию суровых температур или химических загрязнений или в экстремальных погодных условиях, можно определить материал и другие характеристики корпуса для электронного оборудования.
3. Тепловые требования
При выборе шкафов для чувствительных электрических компонентов необходимо учитывать температурные условия и характеристики электронной схемы. Это еще один важный аспект, оказывающий существенное влияние на выбор материала для корпусов для электроники. Пластмассы являются отличными изоляторами, которые можно использовать в корпусах электронных схем с низкими требованиями к рассеиванию тепла. Однако для цепей с высоким напряжением и высокими токами, которые потенциально могут привести к значительно более высокой удельной мощности и рассеиванию тепла, металлические корпуса могут оказаться более подходящими.
4. Отраслевые стандарты, связанные с дизайном и производительностью
Руководящие органы, международные комитеты по стандартизации, такие как Международная электротехническая комиссия (МЭК), а также правительственные политики и регулирующие органы определили и разработали отраслевые стандарты для электрических, электронных и связанных с ними технологий. Они определяют характеристики продукта, которым необходимо соответствовать, и их необходимо учитывать при выборе подходящего корпуса для вашего электронного проекта.
5. Виды материалов
Последние достижения в области материаловедения и технологий увеличили доступность различных типов материалов, точно отвечающих потребностям электронных корпусов в различных приложениях. Помимо тепловых, электрических и экологических требований, другими факторами, которые могут повлиять на выбор материалов для электронных шкафов, являются цена, размер, вес и внешний вид. Акрил – один из самых экономичных оконных материалов. Акрил — один из популярных материалов, поскольку он легкий, гибкий, легкий и, главным образом, благодаря своей большей ударопрочности по сравнению со стеклом.
Еще одним материалом, который набирает популярность, является поликарбонат. Несмотря на то, что он дороже, чем акрил, его ударопрочность, устойчивость к сколам и термическая стабильность отражаются на росте его популярности. Помимо акрила и поликарбоната, другие материалы, которые обычно используются в шкафах, включают стекло, металл, гальваническое покрытие, алюминий, медь и нержавеющую сталь, и их необходимо выбирать тщательно в зависимости от потребностей конкретного применения.
Такие материалы как PLA и ABS также стали популярными для изготовления корпусов, напечатанных на 3D-принтере. Легко создать прототип и изменить конструкцию с помощью 3D-принтера, прежде чем дорабатывать ее.
6. Общая стоимость владения (TCO)
Понимание ценности корпусов, которая в основном зависит от стоимости приобретения, а также затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, важно при правильном выборе корпусов для электроники. Подходящий корпус можно выбрать, приняв во внимание затраты на техническое обслуживание и простои, которые могут возникнуть в различных вариантах, что в конечном итоге влияет на совокупную стоимость владения (Total Cost of Ownership, TCO).
7. Размер оборудования
Это один из самых основных, но важных факторов, о котором следует помнить при выборе подходящего корпуса. Хотя в современном электронном оборудовании предпочтительны корпуса меньшего размера, при выборе корпуса необходимо учитывать глубину конечного продукта, чтобы сделать процесс установки более удобным и осуществимым. Кроме того, корпус должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить правильное распределение питания и прокладку кабелей в цепи.
8. Гибкость дизайна
В зависимости от конструкции схемы корпус должен обеспечивать достаточную гибкость по глубине, высоте и ширине. Кроме того, с появлением передовых технологий, таких как информационные технологии (ИТ), большие данные и Интернет вещей (IoT), корпус должен быть достаточно гибким, чтобы интегрировать различные элементы управления маршрутизаторами и другим ИТ-оборудованием.
9. Электромагнитная совместимость
С ростом внедрения передовых технологий и современных электронных приборов, рост количества которых становится быстрее, чем когда-либо, проблема электромагнитных помех (EMI) стала серьезной проблемой. Поскольку проблема электромагнитных помех становится все более распространенной, в тех случаях, когда оборудование используется в средах с наличием электромагнитных помех, необходимо выбирать корпус, обеспечивающий защиту от электромагнитных помех.
10. Возможности для будущих модификаций
Вероятно, это самый важный фактор, который необходимо учитывать при выборе корпуса для электроники. При выборе корпуса для вашего оборудования подумайте о возможности модификации и вырезов по различным причинам, например, для добавления системы контроля погодных условий на крышу, создания места для человеко-машинного интерфейса (Human-Machine Interface, HMI) или добавления кабельного ввода.
