Behuizingen selecteren om elektronica binnen en buiten te beschermen

Hoewel de binnenkant van systemen kan veranderen, moeten elektronische printplaten (pcb's) aan de buitenkant worden beschermd tegen invloeden van buitenaf zoals warmte, kou, licht, water, stof, vochtigheid en chemicaliën. Ze hebben ook mechanische isolatie nodig om ze te beschermen tegen knoeien en om elektrische schokken en kortsluiting te voorkomen. In sommige gevallen moeten ze ook worden geïsoleerd tegen schokken en trillingen. Behuizingen moeten ook beschermen tegen elektrische en magnetische velden en elektronische interferentie. Tot slot moeten elektronische printplaten worden beschermd tegen catastrofale gebeurtenissen zoals brand en overstromingen.

Hoewel ontwerpers hun eigen behuizingen kunnen bouwen, is dit tijdrovend en levert het geen optimale resultaten op. De oplossing is om kant-en-klare behuizingen te kopen van een gerenommeerde leverancier met een breed scala aan opties met betrekking tot materialen, afmetingen, montage en afdichting.

Dit artikel bespreekt de selectiecriteria voor kunststof behuizingen die geschikt zijn voor binnen- en buitengebruik. Het gebruikt voorbeelden van Hammond Manufacturing en richt zich op het selecteren van ontwerpen met de juiste afdichtings- en vlamvertragende eigenschappen.

Een elektronicabehuizing kiezen

Voordat een behuizing wordt gekozen, moeten de locatie en de omgeving van het apparaat worden gespecificeerd. Wordt het binnen of buiten gemonteerd? Wordt het aan een muur, paal of bank bevestigd? Moet het waterdicht, corrosiebestendig, stofdicht, bestand tegen de zon of vuurvast zijn? Wordt de gemonteerde subassemblage een printplaat of een DIN-railmodule? De selectie kan pas beginnen als deze vragen beantwoord zijn.

Kleine elektronische behuizingen zijn verkrijgbaar in verschillende materialen. Hammond Manufacturing ontwerpt en bouwt kleine elektronische behuizingen van staal, roestvrij staal, plaatstaal en gegoten aluminium, ABS-kunststof en polycarbonaat. Ze zijn verkrijgbaar in verschillende maten en geometrische configuraties. In de afgelopen jaren hebben kunststof behuizingen aan belang gewonnen, voornamelijk vanwege hun lagere kosten en lichtere gewicht, terwijl ze een betere bescherming van het milieu bieden.

Kunststofbehuizingen

De Hammond Manufacturing 1555F serie (Afbeelding 1) is een voorbeeld van een serie kunststof waterdichte behuizingen die ontworpen zijn voor gebruik in ruwe omgevingen. Ze zijn gemaakt van ABS-kunststof of -polycarbonaat, bedoeld voor wandmontage en bevatten een integrale montageflens, montagenokken en een afdichtende pakking.

Afbeelding 1: Dit zijn de belangrijkste structurele kenmerken van een behuizing uit de Hammond Manufacturing 1555F-serie. (Bron afbeelding: Hammond Manufacturing)

De 1555F-serie heeft veel van de gebruikelijke kenmerken van Hammond Manufacturing-kunststofbehuizingen, waaronder een glad gegoten oppervlak dat is verzonken om een label of een membraantoetsenbord te accepteren. Ze hebben allemaal ingebouwde nokken om printplaten te monteren en sommige hebben ook bevestigingspunten voor DIN-railmodules. Deze modules worden afgedicht met een tand-en-groef gleuf waarin een vervangbare, hoge temperatuur, UL-goedgekeurde siliconen pakking past. Groef-en-tandgleuven houden de pakking vast en zorgen voor een betere afdichting dan de eenvoudige overlapafdichting die wordt gebruikt op gegoten behuizingen. Alle hardware is corrosiebestendig, inclusief roestvrij staal of messing. De dekselschroeven en pakking worden meegeleverd en zijn zelfborgend om verlies te voorkomen.

Vervangende hardware en pakkingen zijn ook verkrijgbaar. De behuizingen van de serie zijn standaard RAL-7035 lichtgrijs met een eenvoudig te reinigen satijnen afwerking, behalve de uitsparing voor het toetsenbord die glad is. De ingegoten montageflens is een kenmerk van de 1555F-serie. De accessoires van alle producten omvatten gegalvaniseerde stalen montageplaten om zware printplaten te bevestigen. Het metalen paneel dient ook als basis voor interne schilden om elektromagnetische interferentie (EMI) te onderdrukken. Opties voor toegangscontrole zijn onder andere ontluchtingsopeningen, drukcompensatiepluggen, vloeistofdichte trekontlasting voor snoeren en regenbestendige ventilators. Deze maken toegang tot kabels en druknivellering mogelijk zonder de waterdichte integriteit van de behuizing aan te tasten.

De ABS-modellen worden aanbevolen voor gebruik binnenshuis. Ze hebben een IP-classificatie (Ingress Protection) van IP66, wat betekent dat ze volledig beschermd zijn tegen stof en tijdelijke wateroverlast. Polycarbonaatbehuizingen zijn UV-gestabiliseerd en kunnen binnen en buiten worden gebruikt. Ze hebben een IP68-classificatie, wat betekent dat ze beschermd zijn tegen stof en volledige onderdompeling in water. Ze zijn UL-gecertificeerd (zowel cUL als UL508A) en hebben een brandbaarheidsclassificatie van UL94 5VA. Ze zijn ontworpen om te voldoen aan NEMA type 4-, 4X-, 6-, 6P-, 12- en 13-classificaties.

De serie omvat 23 verschillende maten in elk materiaal van 2,56 inch (in.) (65 millimeter [mm]) lang bij 2,56 inch (65 mm) breed bij 1,67 inch (42,4 mm) hoog tot 9,45 inch (240 mm) lang bij 6,34 inch (161 mm) breed bij 2,40 inch (61 mm) hoog.

De Hammond Manufacturing 1555H2F42GY (Afbeelding 2) is een voorbeeld van een behuizing uit de 1555F-serie. Het is een doos van polycarbonaat met flenzen van 180 mm lang, 120 mm breed en 62 mm hoog.

Afbeelding 2: De Hammond Manufacturing 1555H2F42GY is een IP68 waterdichte behuizing van polycarbonaat. (Bron afbeelding: Hammond Manufacturing)

Dit is een middelgrote behuizing bedoeld voor wandmontage. Het heeft vier ronde montagegaten op de flens voor permanente montage en twee sleutelgatopeningen voor snelle montage en demontage. Vier M4 roestvrijstalen schroeven met roestvrijstalen inzetstukken bevestigen de kast aan de basis. De dekselschroeven en inzetstukken bevinden zich buiten de omtrek van de pakking om een goede afdichting van de pakking te garanderen.

De 1557-serie (Afbeelding 3) is waterdicht en ontwerpers kunnen kiezen uit verschillende montageopties. Het is verkrijgbaar in ABS-kunststof en polycarbonaat, beide in een zwarte of grijze afwerking. De materialen voldoen aan dezelfde normen als de 1555F-serie. De afgeronde hoeken geven ontwerpers een eigentijdse look met behoud van stof- en waterdichtheid.

Afbeelding 3: De 1557-serie is verkrijgbaar in zwart of grijs in zowel ABS als polycarbonaat materialen met meerdere montageopties. (Bron afbeelding: Hammond Manufacturing)

Deze behuizingen zijn verkrijgbaar in acht verschillende maten met vierkante doorsneden van 80 mm bij 80 mm tot 200 mm bij 200 mm met hoogtes van 45 mm, 60 mm of 70 mm.

De montageopties van de 1557 serie zijn wandmontage, tafelmontage en een optionele paalmontage (Afbeelding 4).

Afbeelding 4: Montagemogelijkheden voor de 1557-serie zijn onder andere twee muurbevestigingen, een desktop-/tafelbevestiging en een paalbevestiging. (Bron afbeelding: Hammond Manufacturing)

De 1557DBK uit de 1557-serie meet 4,724 in. (120 mm) bij 4,724 in. (120 mm) bij 1,772 in. (45 mm) en bestaat uit zwart ABS-kunststof. De 1557DBK is bedoeld voor gebruik binnenshuis en heeft een IP66-beschermingsgraad. Beschikbare opties voor deze serie zijn paalmontage, een aluminium binnenmontagepaneel, vloeistofdichte snoergrepen, een ontluchtingsset en drukcompensatiepluggen. Vervangende pakkingen, dekselschroeven, montageschroeven en rubberen voetjes zijn ook verkrijgbaar.

De serie 1554 en 1555 zijn ABS-kunststofbehuizingen of -polycarbonaatbehuizingen voor algemeen gebruik. Ze hebben dezelfde normconformiteit voor elk materiaal als besproken bij de vorige behuizingen. Elke serie biedt 32 verschillende maten. Doosafmetingen variëren van 66 mm bij 66 mm bij 40 mm tot 300 mm bij 240 mm bij 120 mm. Doorsneden zijn vierkant of rechthoekig.

Het belangrijkste verschil tussen de series is dat de 1555 (Afbeelding 5, links) een verzonken afdekking gebruikt voor het monteren van labels of toetsenborden, terwijl de 1554 (Afbeelding 5, rechts) een platte afdekking heeft.

Afbeelding 5: De 1555-serie (links) heeft een verzonken afdekplaat voor labels of membraantoetsenborden, terwijl de 1554-serie (rechts) een platte afdekplaat heeft. (Bron afbeelding: Hammond Manufacturing)

De polycarbonaatversies van de 1554-serie zijn verkrijgbaar met ondoorzichtige grijze, heldere of doorschijnende gerookte afdekkingen. De ABS-behuizingsdeksels zijn alleen verkrijgbaar in ondoorzichtig grijs. De heldere en doorschijnende afdekkingen zijn handig om de interne indicatoren en uitlezingen te zien.

Opties voor de serie 1554 en 1555 zijn binnenpanelen van 16 gauge gegalvaniseerd staal. Andere opties zijn een ontluchtingsset, een drukcompensatieplug, gaatjespluggen, een kleine regenbestendige ventilator, vloeistofdichte snoergrepen en een paalmontagekit. Vervangbare onderdelen zijn onder andere reservepakkingen en montage- en afdekschroeven.

Een voorbeeld van de 1554-serie is de 1554CGY. Het is een ABS-behuizing met afmetingen van 120 mm (4,724 inch) bij 65 mm (2,559 inch) bij 40 mm (1,575 inch).

De 1555HGY is een voorbeeld uit de 1555-serie. Het is een ABS-behuizing met afmetingen van 180 mm (7,087 inch) bij 120 mm (4,724 inch) bij 60 mm (2,362 inch).

Conclusie

Hammond Manufacturing biedt een grote verscheidenheid aan kant-en-klare behuizingen in een reeks materialen en een nog uitgebreidere selectie maten. Deze behuizingen bevatten montagenokken voor printplaten of DIN-modules, interne metalen panelen, toegangspoorten en flexibele montageopties. Dankzij deze variëteit kunnen ontwerpers kiezen uit verschillende afdichtings- en montageopties om aan hun behoeften te voldoen.