En översikt över kapslingsklasser och vattentäta kontaktdon

Användning av portabel och bärbar elektronik ökar ständigt, och det för med sig ett mycket stort behov av enheter för vardagsbruk som tål damm och fukt. Som slutanvändare förväntar du dig att din produkt ska fungera, även om du har tappat den i vatten och smuts. Robust prestanda är också något som är nödvändigt i andra IoT-tillämpningar, särskilt tillämpningar utomhus och inom industrin. För att denna skyddsnivå mot fukt, damm och andra partiklar ska kunna säkerställas måste den byggas in på komponentnivå. Den måste också konstrueras tidigt i processen för att inte påverka tillförlitligheten negativt.

Kontaktdon är en komponent som används i nästa alla tillämpningar. De är också är ett potentiellt ställe där fukt, damm och andra partiklar kan penetrera och påverka det övergripande systemets funktion negativt. I och med att IP-klassade kontaktdon, komponenter och tillämpningar blir allt vanligare kan det vara intressant att titta lite närmare på de olika IP-klassificeringarna och vilka hänsynstagande som måste göra vid val av IP-klassat kontaktdon.

IP-klassificering – grunderna

Kapslingsklasser (IP) fastställs i standarden IEC 60529 med en standardiserad skala där prefixet IP följs av två siffror: den första siffran representerar skydd mot fasta ämnen och den andra siffran skydd mot vätskor. Det finns även nationella eller regionala motsvarigheter till denna standard, som till exempel ANSI 60529 (USA) och EN 60529 (Europa).

Figur 1: IP-klassificeringens struktur (Bildkälla: Same Sky)

Siffrorna i IP-klassificeringen definieras ingående i tabellen nedan (figur 2). Kapslingsklass IP56 betyder till exempel att komponenten har dammskydd och skydd mot kraftfulla vattenstrålar.

Figur 2: IP-klassificeringar (Bildkälla: Same Sky)

Val av kontaktdon med kapslingsklass (IP)

Exponerade externa kontaktdon är vanliga ställen där vatten och damm kan penetrera och ta sig in i enheter. Därför är det mycket viktigt att tidigt i konstruktionsprocessen fastställa vilken tillämpning produkten är avsedd för, så kontaktdon med korrekt kapslingsklass enligt systemkraven väljs.

Behovet av kontaktdon med kapslingsklass (IP) är störst för enheter med externa uttag, till exempel för ljud-, USB- eller strömuttag (DC). Med korrekt kapslingsklass skyddas interna kretsar från penetrering av vatten eller damm när ingen kontakt eller extern utrustning är ansluten. I andra tillämpningar (som till exempel anslutningar mellan industrikabel och kabel) kan det behövas kontaktdon (hona/hane) som helförseglas vid anslutning. Denna helförseglade anslutning kan förhindra att damm och fukt stör signaler eller skadar komponenter som exponeras för högt trycksatt vatten (till och med komponenter som doppas i vatten under drift).

Figur 3: Kabel med kontaktdon (hona/hane) med förseglad och låsande anslutning (Bildkälla: Same Sky)

Det är emellertid viktigt att klargöra att kontaktdon (hona/hane) med olika kapslingsklass inte automatiskt ger en IP-klassad anslutning. Om konstruktionen inte har en ytterligare förseglingsmekanism (som till exempel en skruvplint som i figur 3) är de känsliga för damm- och fuktinträngning vid anslutningspunkten (figur 4). Om anslutningspunkten inte har förseglats korrekt kan den orsaka störning på signalen eller skada på interna kretsar.

Figur 4: En typisk anslutning är känslig för damm och fukt (Bildkälla: Same Sky)

Slutsats

I takt med att bärbara enheter blir allt populärare ökar också behovet av tåligare komponenter. Same Sky har många kontaktdon med kapslingsklass IP67 (som till exempel USB-uttag, 3,5 mm ljuduttag och strömuttag (DC)) vilket ger konstruktörer mycket att välja mellan för sina robusta tillämpningar. Genom att implementera en anpassad packning eller O-ring kan dessa kontaktdon göras helt dammtäta och tillräckligt vattentäta så att de kan doppas i upp till 1 meter djupt vatten (förutsatt att de inte är anslutna).

Figur 5: Same Sky kontaktdon UJ31-CH-3-MSMT-TR-67 USB och strömuttag (DC) PJ-001AH-67 (Bildkälla: Same Sky)