Scelta degli involucri per proteggere l'elettronica in ambienti interni ed esterni

Sebbene l'interno dei sistemi possa cambiare, le schede elettroniche a circuiti stampati (PCB) devono essere protette esternamente dalle condizioni ambientali come calore, freddo, luce, acqua, polvere, umidità e dalle sostanze chimiche. Inoltre, devono essere meccanicamente isolate per proteggerle da manomissioni e prevenire scosse elettriche e cortocircuiti. In alcuni casi, possono richiedere anche l'isolamento da urti e vibrazioni. Gli involucri devono inoltre schermare i campi elettrici e magnetici e le interferenze elettroniche. Infine, devono essere protette da eventi catastrofici come incendi e inondazioni.

Anche se i progettisti possono costruire involucri da zero, ciò richiede molto tempo e non produce risultati ottimali. La soluzione consiste nell'acquistarli da un fornitore affidabile che offra un'ampia gamma di opzioni per quanto riguarda i materiali, le dimensioni, il montaggio e la sigillatura.

Questo articolo illustra i criteri di selezione degli involucri in plastica adatti all'uso interno ed esterno. Il documento utilizza esempi di Hammond Manufacturing e si concentra sulla selezione di progetti con caratteristiche di sigillatura e di resistenza alla fiamma adeguate.

Scelta di un involucro elettronico

Prima di scegliere un involucro, è necessario specificare la posizione e l'ambiente del dispositivo. Verrà montato all'interno o all'esterno? Verrà montato su una parete, un palo o un banco di lavoro? Deve essere impermeabile, resistente alla corrosione, alla polvere, al sole o alla fiamma? Il sottoassieme montato sarà una scheda CS o un modulo su guida DIN? La selezione può iniziare solo dopo aver risposto a queste domande.

Gli involucri elettronici di piccole dimensioni sono disponibili in diversi materiali. Hammond Manufacturing progetta e realizza piccoli involucri elettronici in acciaio, acciaio inox, lamiera e alluminio pressofuso, plastica ABS e policarbonato. Sono disponibili in varie dimensioni e configurazioni geometriche. Negli ultimi anni, gli involucri in plastica sono emersi soprattutto grazie al loro costo inferiore e al peso ridotto, offrendo al contempo una maggiore protezione ambientale.

Involucri in plastica

La serie 1555F di Hammond Manufacturing (Figura 1) è un esempio di una serie di involucri in plastica a tenuta stagna progettati per ambienti difficili. Realizzati in plastica ABS o policarbonato, sono destinati al montaggio a parete e comprendono una flangia di montaggio integrale, rilievi di montaggio e una guarnizione di tenuta.

Figura 1: Le caratteristiche strutturali principali di un involucro serie 1555F di Hammond Manufacturing. (Immagine per gentile concessione di Hammond Manufacturing)

La serie 1555F presenta molte delle caratteristiche comuni agli involucri in plastica di Hammond Manufacturing, tra cui una superficie liscia stampata e incassata per accogliere un'etichetta o un tastierino a membrana. Tutti prevedono rilievi integrali per il montaggio di schede CS e alcuni prevedono anche supporti per moduli su guida DIN. Questi moduli sono sigillati con una scanalatura maschio e femmina che accetta una guarnizione in silicone sostituibile, elencata UL per le alte temperature. La scanalatura trattiene la guarnizione e garantisce una tenuta migliore rispetto alla semplice guarnizione a incastro utilizzata negli involucri pressofusi. Tutta la minuteria è resistente alla corrosione, anche in acciaio inox o ottone. Le viti e la guarnizione del coperchio sono incluse e sono autobloccanti per evitare perdite.

Sono disponibili anche elementi di minuteria e guarnizioni di ricambio. Gli involucri della serie sono di colore standard grigio chiaro RAL-7035 con finitura satinata facile da pulire, ad eccezione dell'incavo per il tastierino, che è liscio. La flangia di montaggio stampata è una caratteristica della serie 1555F. Gli accessori di tutti i prodotti includono pannelli di montaggio in acciaio zincato per fissare le schede CS più pesanti. Il pannello metallico funge anche da base per la schermatura interna destinata alla soppressione delle interferenze elettromagnetiche (EMI). Le opzioni di controllo dell'accesso includono sfiati, tappi di compensazione della pressione, serrafilo a tenuta di liquido con scarico della trazione e ventilatori impermeabili alla pioggia. Consentono l'accesso ai cavi e l'equalizzazione della pressione senza compromettere l'integrità della tenuta stagna dell'involucro.

I modelli ABS sono consigliati solo per uso interno. Hanno un grado di protezione IP66, che indica una protezione completa contro la polvere e le inondazioni temporanee di acqua. Gli involucri in policarbonato sono stabilizzati UV e possono essere utilizzati all'interno e all'esterno. Il grado di protezione IP68 indica che sono protetti dalla polvere e dall'immersione in acqua. Sono classificati UL (sia cUL che UL508A) e hanno una classe di infiammabilità UL94 5VA. Sono progettati per soddisfare le classificazioni NEMA tipo 4, 4X, 6, 6P, 12 e 13.

La serie comprende 23 misure diverse in ogni materiale, da 65 x 65 x 42,4 mm a 240 x 161 x 61 mm (lunghezza x larghezza x altezza).

Il modello 1555H2F42GY di Hammond Manufacturing (Figura 2) è un esempio della serie 1555F. Si tratta di una scatola in policarbonato flangiata di 180 x 120 x 62 mm.

Figura 2: Il modello Hammond Manufacturing 1555H2F42GY è un involucro in policarbonato a tenuta stagna con grado di protezione IP68. (Immagine per gentile concessione di Hammond Manufacturing)

Si tratta di un contenitore di medie dimensioni destinato al montaggio a parete. È dotato di quattro fori di montaggio circolari sulla flangia per il montaggio permanente e di due aperture ad asola per il montaggio e la rimozione. Quattro viti M4 in acciaio inox si accoppiano con inserti in acciaio inox per montare la scatola alla base. Le viti e gli inserti del coperchio si trovano all'esterno del perimetro della guarnizione per garantirne la corretta sigillatura.

La serie 1557 (Figura 3) è a tenuta stagna e consente ai progettisti di scegliere tra varie opzioni di montaggio. È disponibile in plastica ABS e policarbonato, entrambe con finiture nere o grigie. I materiali soddisfano gli stessi standard della serie 1555F. Configurata con angoli arrotondati, offre ai progettisti un look contemporaneo mantenendo l'integrità alla penetrazione di polvere e acqua.

Figura 3: La serie 1557 è disponibile in nero o grigio, sia in ABS che in policarbonato, con diverse opzioni di montaggio. (Immagine per gentile concessione di Hammond Manufacturing)

Questi involucri sono disponibili in otto diverse dimensioni con sezioni trasversali quadrate da 80 x 80 mm a 200 x 200 mm con altezze di 45 mm, 60 mm o 70 mm.

Le opzioni di montaggio della serie 1557 comprendono il montaggio a parete, su tavolo e su palo (Figura 4).

Figura 4: Le opzioni di montaggio per la serie 1557 comprendono due attacchi a parete, uno da tavolo/da scrivania e uno su palo. (Immagine per gentile concessione di Hammond Manufacturing)

Il modello 1557DBK della serie 1557 misura 120 x 120 x 45 mm ed è realizzato in plastica ABS nera. Il modello 1557DBK è destinato all'uso al chiuso e ha un grado di protezione IP66. Le opzioni disponibili per questa serie comprendono un attacco su palo, pannello di montaggio interno in alluminio, serrafilo a tenuta di liquido, kit di sfiato e tappi di compensazione della pressione. Sono disponibili anche guarnizioni di ricambio, viti del coperchio, viti di montaggio e piedini in gomma.

Le serie 1554 e 1555 sono involucri generici in plastica ABS o policarbonato. Hanno la stessa conformità agli standard per ciascun materiale, come discusso per gli involucri precedenti. Ogni serie offre 32 misure diverse. Le dimensioni variano da 66 x 66 x 40 mm a 300 x 240 x 120 mm. Le sezioni trasversali sono quadrate o rettangolari.

La differenza principale tra le due serie è che il modello 1555 (Figura 5, a sinistra) utilizza un coperchio incassato per il montaggio di etichette o tastierini, mentre il modello 1554 (Figura 5, a destra) ha un coperchio piatto.

Figura 5: La serie 1555 (a sinistra) presenta un coperchio incassato per accogliere etichette o tastierini a membrana, mentre la serie 1554 (a destra) ha un coperchio piatto. (Immagine per gentile concessione di Hammond Manufacturing)

Le versioni in policarbonato della serie 1554 sono disponibili con coperchi grigio opaco, trasparente o fumé traslucido. I coperchi in ABS sono disponibili solo in grigio opaco. I coperchi trasparenti e traslucidi sono utili per vedere gli indicatori e le letture interne.

Le opzioni per le serie 1554 e 1555 includono pannelli interni in acciaio zincato calibro 16. Altre opzioni includono un kit di sfiato, un tappo di compensazione della pressione, tappi per i fori, un piccolo ventilatore impermeabile alla pioggia, serrafilo a tenuta di liquidi e un kit di montaggio su palo. Le parti sostituibili includono guarnizioni di ricambio e viti di montaggio e del coperchio.

Un esempio della serie 1554 è il modello 1554CGY. Si tratta di un involucro in ABS con dimensioni di 120 x 65 x 40 mm.

Il modello 1555HGY è un esempio della serie 1555. Si tratta di un involucro in ABS con dimensioni di 180 x 120 x 60 mm.

Conclusione

Hammond Manufacturing offre un'ampia gamma di involucri pronti per l'uso in diversi materiali e una scelta ancora più completa di dimensioni. Questi involucri includono rilievi di montaggio per schede a circuito stampato o moduli DIN, pannelli metallici interni, porte di accesso e opzioni di montaggio flessibili. Questa varietà consente ai progettisti di scegliere tra diverse opzioni di tenuta e montaggio per soddisfare esigenze specifiche.