Val av kapslingar för att skydda elektronik inom- och utomhus

Även om insidan av system kan förändras måste elektroniska kretskort skyddas mot extern miljöpåverkan från värme, kyla, ljus, vatten, damm, fukt och kemikalier. De behöver även mekanisk isolering så att de är skyddade mot manipulering och att elektriska stötar och kortslutningar förhindras. I vissa fall kan de dessutom behöva ytterligare isolering från stötar och vibrationer. Kapslingarna måste även skydda mot elektriska och magnetiska fält samt elektroniska störningar. Slutligen behöver elektroniska kretskort skydd mot katastrofala händelser som t.ex. bränder och översvämningar.

Konstruktörer kan visserligen bygga sina egna kapslingar, men det är tidskrävande och ger inte optimala resultat. Lösningen är att köpa standardkapslingar från en välrenommerad leverantör med ett brett utbud av alternativ när det gäller material, storlek, montering och tätning.

Artikeln diskuterar urvalskriterierna för plastkapslingar som är lämpliga för inom- och utomhusbruk. Den använder exempel från Hammond Manufacturing och fokuserar på att välja konstruktioner med lämpliga tätnings- och brandskyddsegenskaper.

Att välja en elektronikkapsling

Innan du väljer en kapsling måste enhetens placering och miljö specificeras. Ska den monteras inom- eller utomhus? Ska den monteras på en vägg, en stolpe eller en bänk? Behöver den vara vattentät, korrosionsbeständig, dammtät, solbeständig och/eller brandskyddad? Kommer den monterade delenheten att vara ett kretskort eller en modul på en DIN-skena? Valet kan ske först när dessa frågor har besvarats.

Små elektronikkapslingar finns i en mängd olika material. Hammond Manufacturing konstruerar och bygger små elektronikkapslingar av stål, rostfritt stål, plåt och pressgjuten aluminium, ABS-plast och polykarbonat. De finns i en mängd olika storlekar och geometriska konfigurationer. Under de senaste åren har plastkapslingar blivit allt vanligare, främst tack vare lägre kostnader och lägre vikt samtidigt som de ger ett bättre miljöskydd.

Plastkapslingar

Serien 1555F från Hammond Manufacturing (figur 1) är ett exempel på en serie vattentäta plastkapslingar som är konstruerade för att fungera i tuffa miljöer. De är tillverkade av antingen ABS-plast eller polykarbonat, är avsedda för väggmontering och har en inbyggd monteringsfläns, monteringsbultar och en tätande packning.

Figur 1: Här visas de viktigaste strukturella egenskaperna hos en kapsling i serien 1555F från Hammond Manufacturing. (Bildkälla: Hammond Manufacturing)

Serien 1555F har många av de vanliga egenskaperna hos plastkapslingar från Hammond Manufacturing, inklusive en slät gjuten yta som är försänkt för montering av en etikett eller en membranknappsats. Alla har integrerade bussningar för montering av kretskort och vissa har även skenor för DIN-moduler. Modulerna är förseglade med hjälp av läpptätning med en utbytbar, UL-listad silikonpackning för höga temperaturer. Läpptätningar håller fast packningen och ger en bättre tätning än den enkla överlappstätningen som används i pressgjutna kapslingar. All hårdvara är korrosionsbeständig, inklusive rostfritt stål eller mässing. Lockets skruvar och packningen ingår och är självförvarande för att förhindra förlust.

Reservdelar och reservpackningar finns också att tillgå. Seriens kapslingar är standard RAL-7035 ljusgrå med en satinfinish som är lätt att rengöra, med undantag för knappsatsens urtag som är slätt. Den ingjutna monteringsflänsen är karakteristisk för serien 1555F. Alla produkters tillbehör inkluderar monteringspaneler i galvaniserat stål för att fästa tunga kretskort. Metallpanelen fungerar även som sockel för interna skärmplåtar för dämpning av elektromagnetiska störningar (EMI). Alternativen för tillgänglighet inkluderar luftventiler, tryckutjämningspluggar, vätsketäta dragavlastningar och regntäta ventiler. Dessa möjliggör åtkomst till kablar och tryckutjämning utan att äventyra kapslingens vattentäta integritet.

ABS-modellerna rekommenderas endast för inomhusbruk. De har ett inträngningsskydd enligt IP66, vilket innebär att de är helt skyddade mot damm och tillfällig översvämining av vatten. Kapslingar av polykarbonat är UV-stabiliserade och kan användas både inom- och utomhus. De är IP68-klassificerade, vilket innebär att de är skyddade mot damm och full nedsänkning i vatten. De är UL-godkända (både cUL- och UL508A-listade) och uppfyller branstandarden UL94 5VA. De är konstruerade för att uppfylla NEMA-klassificering typ 4, 4X, 6, 6P, 12 och 13.

Serien innehåller 23 olika storlekar i respektive material från en längd på 65 mm, bredd på 65 mm och en höjd på 42,4 mm, till en längd på 240 mm, bredd på 161 mm och en höjd på 61 mm.

1555H2F42GY från Hammond Manufacturing (figur 2) är ett exempel på en kapsling i serien 1555F. Det är låda av polykarbonat med fläns som har en längd på 180 mm, bredd på 120 mm och en höjd på 62 mm.

Figur 2: 1555H2F42GY från Hammond Manufacturing är en IP68-klassificerad vattentät kapsling av polykarbonat. (Bildkälla: Hammond Manufacturing)

Det här är en medelstor kapsling avsedd för väggmontering. Den har fyra runda monteringshål på flänsen för permanent montering och två nyckelhålsöppningar för snabb montering och demontering. Fyra M4-skruvar i rostfritt stål passar i insatser i rostfritt stål för att montera lådan på sockeln. Lockets skruvar och insatser ligger utanför packningens omkrets för att garantera korrekt tätning från packningen.

Serien 1557 (bild 3) är vattentät och ger konstruktörer möjlighet att välja mellan olika monteringsalternativ. Den finns i ABS-plast och polykarbonat, både med svart eller grå yta. Materialen uppfyller samma standarder som i serien 1555F. Den är konfigurerad med rundade hörn och ger konstruktörer ett modernt utseende samtidigt som den är damm- och vattentät.

Figur 3: Serien 1557 finns i svart eller grått i både ABS- och polykarbonatmaterial med flera olika monteringsalternativ. (Bildkälla: Hammond Manufacturing)

Kapslingarna finns i åtta olika storlekar med kvadratiska tvärsnitt från 80 x 80 mm till 200 x 200 mm med höjder på 45, 60 eller 70 mm.

Monteringsalternativen för serien 1557 omfattar väggmontering, bordsmontering och valfri stolpmontering (figur 4).

Figur 4: Monteringsalternativen för serien 1557 omfattar två väggfästen, ett skrivbordsfäste och ett stolpfäste. (Bildkälla: Hammond Manufacturing)

1557DBK i serien 1557 har måtten 120 x 120 x 45 mm och består av svart ABS-plast. 1557DBK är avsedd för inomhusbruk och har inträngningsskydd enligt IP66. De tillgängliga alternativen för denna serie inkluderar stolpmontering, en inre monteringspanel i aluminium, vätsketäta sladdhandtag, en avluftningssats och tryckutjämningspluggar. Packningar, lockskruvar, monteringsskruvar och gummifötter finns också tillgängliga som reservdelar.

Serierna 1554 och 1555 är kapslingar för allmänna ändamål i ABS-plast eller polykarbonat. De uppfyller samma standarder för respektive material som de tidigare nämnda kapslingarna. Det finns 32 olika storlekar i respektive serie. Lådornas storlek varierar från 66 x 66 x 40 mm till 300 x 240 x 120 mm. Tvärsnitten är antingen kvadratiska eller rektangulära.

Den största skillnaden mellan serierna är att 1555 (figur 5, vänster) har ett infällt hölje för montering av etiketter eller knappsatser, medan 1554 (figur 5, höger) har en slät lucka.

Figur 5: Serien 1555 (till vänster) har en infällning för etiketter eller membranknappsatser, medan serien 1554 (till höger) har en slät lucka. (Bildkälla: Hammond Manufacturing)

Modellerna av polykarbonat i serien 1554 finns med ogenomskinligt grått täcklock, eller genomskinliga rökfärgade lock. ABS-kapslingarna finns endast med ogenomskinligt grått täcklock. De klara och genomskinliga locken gör det lättare att interna indikeringar och avläsningar.

Tillval för serierna 1554 och 1555 inkluderar innerpaneler av galvaniserat 1,6 mm stål. Andra alternativ inkluderar en ventilsats, tryckutjämningsplugg, hålpluggar, en liten regntät ventil, vätsketäta sladdhandtag och en monteringssats för stolpe. Utbytbara delar inkluderar reservpackningar samt monterings- och täckskruvar.

Ett exempel från serien 1554 är 1554CGY. Det är en ABS-kapsling med måtten 120 x 65 x 40 mm.

1555HGY är ett exempel på en produkt i serien 1555. Det är en ABS-kapsling med måtten 180 x 120 x 60 mm.

Sammanfattning

Hammond Manufacturing har ett stort utbud av standardkapslingar i en rad olika material och ett ännu mer omfattande urval av storlekar. Kapslingarna har monteringsfästen för kretskort eller DIN-moduler, invändiga metallpaneler, portar för tillgänglighet och flexibla monteringsalternativ. Denna mängd modeller medför att konstruktörer kan välja mellan olika tätnings- och monteringsalternativ för att uppfylla sina behov.