בחירת מארזים להגנה על אלקטרוניקה ביישומי פנים וחוץ

למרות שהחלק הפנימי של המערכות עשוי להשתנות, לוחות מעגלים מודפסים אלקטרוניים (לוחות PC‏) חייבים להיות מוגנים חיצונית מפני חדירות סביבתיות של חום, קור, אור, מים, אבק, לחות וכימיקלים. הם זקוקים גם לבידוד מכני כדי להגן עליהם מפני השחתה ולמנוע התחשמלות וקצר חשמלי. במקרים מסוימים, הם עשויים לדרוש עוד בידוד מזעזועים ורעידות. המארזים חייבים גם להגן מפני שדות חשמליים ומגנטיים והפרעות אלקטרוניות. לבסוף, מעגלים אלקטרוניים זקוקים להגנה מפני אירועים קטסטרופליים כמו שריפות והצפות.

בעוד שמתכננים יכולים לבנות מארזים משלהם, זה גוזל זמן ואינו מספק תוצאות אופטימליות. הפתרון הוא לקנות מארזים מן-המדף מספק בעל מוניטין עם מגוון רחב של אפשרויות לגבי חומרים, גדלים, הרכבה ואיטום.

מאמר זה דן בקריטריוני הבחירה עבור מארזי פלסטיק המתאימים לשימוש פנימי וחיצוני. הוא משתמש בדוגמאות מ-Hammond Manufacturing‏ ומתמקד בבחירת תכנים עם מאפייני איטום ועיכובי בעירה מתאימים.

בחירת מארז אלקטרוניקה

לפני בחירת המארז, יש לאפיין את מיקומו וסביבתו של ההתקן. האם הוא יותקן בפנים או בחוץ? האם הוא יותקן על קיר, מוט או שולחן-עבודה? האם הוא חייב להיות חסין מים, חסין קורוזיה, חסין אבק, חסין שמש או חסין להבה? האם תת-המכלל המותקן יהיה לוח PCB‏ או מודול מסילת DIN? הבחירה יכולה להתחיל רק לאחר קבלת התשובות לשאלות אלו.

מארזים אלקטרוניים קטנים זמינים במגוון של חומרים. Hammond Manufacturing מתכננת ובונה מארזים אלקטרוניים קטנים העשויים מפלדה, פלב"ם, יריעות ויציקת אלומיניום, פלסטיק ABS ופוליקרבונט. הם זמינים במגוון של גדלים ותצורות גיאומטריות. בשנים האחרונות, מארזי פלסטיק זכו לבולטות בעיקר בשל העלות הנמוכה יותר ומשקלם הקל יותר תוך שהם מציעים הגנה משופרת מפני הסביבה.

מארזי פלסטיק

סדרת 1555F‏ של Hammond Manufacturing‏ (איור 1) היא דוגמה לסדרה של מארזי פלסטיק אטומים למים המיועדים לפעול בסביבות קשות. הם בנויים מחומרי פלסטיק ABS או פוליקרבונט, מיועדים להרכבה על קיר וכוללים אוגן הרכבה אינטגרלי, זיזי הרכבה ואטם איטום.

איור 1: מוצגים מאפייני המבנה העיקריים של מארז מסדרת 1555F‏ של Hammond Manufacturing‏. (מקור התמונה: Hammond Manufacturing)

סדרת 1555F כוללת רבים מהמאפיינים הנפוצים של מארז הפלסטיק של Hammond Manufacturing, כולל משטח יצוק חלק שקוע עבור תווית או לוח מקשים ממברנה. כולם כוללים זיזים אינטגרליים להרכבת לוחות PCB‏, וחלקם כוללים גם תושבות עבור מודולי מסילות DIN. מודולים אלה אטומים באמצעות לשון-וחריץ כדי להתאים לאטם סיליקון מרשימת-UL‏ לטמפרטורה גבוהה הניתן להחלפה. לשון-וחריץ מחזיקים את האטם ומספקים אטימה טובה יותר מהאטם הפשוט של מפרק-ברך המשמש במארזים יצוקים. כל החומרה עמידה בפני קורוזיה, כולל פלב"ם או פליז. בורגי הכיסוי והאטם כלולים והם בעלי לכידה-עצמית למניעת איבוד.

חומרה ואטמים חלופיים זמינים גם כן. מארזי הסדרה הם בצבע אפור בהיר RAL-7035‏ סטנדרטי עם גימור סאטן קל-לניקוי, למעט שקע לוח-המקשים שהוא חלק. אוגן ההרכבה היצוק הוא מאפיין של סדרת 1555F. כל האביזרים של המוצרים כוללים לוחות הרכבה מפלדה מגולוונת לאבטחת לוחות PCB‏ כבדים. פאנל המתכת משמש גם כבסיס לסיכוכים פנימיים עבור שיכוך הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). אפשרויות בקרת גישה כוללות פתחי אוורור, פקקי קיזוז לחץ, תופסני כבל עם מעצור-מתיחה (Strain-Relief‏) אטומים-לנוזלים, ומכונות הנשמה (Ventilators‏) חסינות-גשם. אלה מאפשרים גישה לחוטים והשוואת לחצים מבלי לפגוע בשלמות האטימות למים של המארז.

דגמי ABS מומלצים עבור שימוש פנימי בלבד. יש להם דירוג הגנה מפני חדירות (IP) של IP66, המציין הגנה מלאה מפני אבק והצפת מים זמנית. מארזי פוליקרבונט הם מיוצבי-UV ומתאימים עבור שימושי פנים ובחוץ. הם בדירוג IP68, המציין שהם מוגנים מפני אבק והטבלה מלאה במים. הם בדירוג UL (ברשימות הן cUL והן UL508A‏) ויש להם דירוג דליקות של UL94 5VA‏. הם מתוכננים לעמידה בדירוג NEMA מסוג 4, 4X, 6, 6P, 12 ו-13.

הסדרה כוללת 23 גדלים שונים בכל חומר מ-2.56 אינץ' (.in‏) (65 מילימטר [מ"מ]) אורך על 2.56 אינץ' (65 מ"מ) רוחב על 1.67 אינץ' (42.4 מ"מ) גובה עד 9.45 אינץ' (240 מ"מ) אורך על 6.34 אינץ' (161 מ"מ) רוחב על 2.40 אינץ' (61 מ"מ) גבוה.

ה-1555H2F42GY‏ של Hammond Manufacturing‏ (איור 2‏) היא דוגמה למארז מסדרת 1555F‏. זוהי תיבת פוליקרבונט עם אוגן שגודלה 7.086 אינץ' (180 מ"מ) אורך על 4.723 אינץ' (120 מ"מ) רוחב על 2.441 אינץ' (62 מ"מ) גובה.

איור 2‏: ה-1555H2F42GY‏ של Hammond Manufacturing‏ הוא מארז פוליקרבונט אטום-למים בדירוג IP68‏. (מקור התמונה: Hammond Manufacturing)

זהו מארז בגודל בינוני המיועד עבור הרכבה על קיר. יש לו ארבעה חורי הרכבה עגולים על האוגן עבור הרכבה קבועה ושני פתחי חור מפתח עבור הרכבה והסרה מהירה. ארבעה בורגי פלב"ם M4 מתחברים עם תחיבי פלב"ם כדי להרכיב את התיבה לבסיס. בורגי הכיסוי והתוספות נמצאים מחוץ להיקף האטם כדי להבטיח אטימה נאותה של האטם.

סדרת 1557‏ (איור 3) היא אטומה למים ומאפשרת למתכננים לבחור מבין אפשרויות הרכבה שונות. המארז זמין בחומרי פלסטיק ABS ופוליקרבונט, כאשר שניהם מוצעים בגימור שחור או אפור. החומרים עומדים באותם תקנים כמו סדרת 1555F. מעוצב עם פינות מעוגלות, הוא מציע למתכננים מראה עכשווי תוך שמירה על אטימות לאבק ומים.

איור 3: סדרת 1557 זמינה בשחור או אפור בחומרי הן ABS והן פוליקרבונט עם מספר אפשרויות הרכבה. (מקור התמונה: Hammond Manufacturing)

מארזים אלה זמינים בשמונה גדלים שונים עם חתכים מרובעים מ-3.15 אינץ' (80 מ"מ) על 3.15 אינץ' (80 מ"מ) ועד 7.874 אינץ' (200 מ"מ) על 7.874 אינץ' (200 מ"מ) עם גבהים של 1.77 אינץ' (45 מ"מ), 2.36 אינץ' (60 מ"מ), או 2.76 אינץ' (70 מ"מ).

אפשרויות ההרכבה של סדרת 1557 כוללות הרכבת קיר, הרכבת שולחן והרכבת עמוד אופציונליות (איור 4).

איור 4: אפשרויות ההרכבה עבור סדרת 1557 כוללות שתי הרכבות קיר, הרכבת שולחן עבודה/שולחן והרכבת עמוד. (מקור התמונה: Hammond Manufacturing)

גודל ה-1557DBK‏ מסדרת 1557 הוא 4.724 אינץ' (120 מ"מ) על 4.724 אינץ' (120 מ"מ) על 1.772 אינץ' (45 מ"מ) והוא מורכב מפלסטיק ABS שחור. ה-1557DBK מיועד לשימושי פנים עם דירוג הגנה מפני חדירות של IP66. האפשרויות הזמינות לסדרה זו כוללות הרכבת עמוד, פאנל הרכבה פנימי מאלומיניום, תופסני כבל אטומים לנוזלים, ערכת נשימה ופקקים לקיזוז לחץ. אטמים חלופיים, בורגי כיסוי, בורגי הרכבה ורגלי גומי זמינים גם כן.

סדרות 1554‏ ו-1555‏ הן של מארזי פלסטיק ABS או פוליקרבונט לשימוש כללי. יש להם את אותה תאימות לתקנים עבור כל חומר כפי שנדון עם המארזים הקודמים. כל סדרה מציעה 32 גדלים שונים. גודלי התיבות משתנים מ-2.6 אינץ' (66 מ"מ) על 2.6 אינץ' (66 מ"מ) על 1.6 אינץ' (40 מ"מ) ועד 11.81 אינץ' (300 מ"מ) על 9.45 אינץ' (240 מ"מ) על 4.72 אינץ' (120 מ"מ) ). שטחי החתך הם מרובעים או מלבנים.

ההבדל העיקרי בין הסדרות הוא שה-1555 (איור 5, שמאל) משתמש בכיסוי שקוע להרכבת תווית או לוח מקשים, בעוד של-1554 (איור 5, ימין) יש כיסוי שטוח.

איור 5: סדרת 1555 (משמאל) כוללת כיסוי שקוע כדי להכיל תוויות או לוחות מקשים ממברנה, בעוד שלסדרת 1554 (מימין) יש כיסוי שטוח. (מקור התמונה: Hammond Manufacturing)

גרסות פוליקרבונט של סדרת 1554 זמינות עם כיסויים מעושנים אפור אטום, שקוף או שקוף-למחצה. כיסויי מארז ABS זמינים רק באפור אטום. הכיסויים השקופים והשקופים-למחצה עוזרים לראות מחוונים וקריאות פנימיות.

האפשרויות עבור סדרות 1554 ו-1555 כוללות פאנלים פנימיים של פלדה מגולוונת במידה 16. אפשרויות אחרות כוללות ערכת נשימה, פקק קיזוז לחץ, פקקי חורים, מכונת הנשמה (Ventilator‏) קטנה חסינת-גשם, תופסני כבל אטומים לנוזל, וערכת הרכבה לעמוד. חלקים חלופיים כוללים אטמים מרובעים ובורגי הרכבה וכיסוי.

דוגמה לסדרת 1554 היא 1554CGY‏. זהו מארז ABS עם ממדים של 4.724 אינץ' (120 מ"מ) על 2.559 אינץ' (65 מ"מ) על 1.575 אינץ' (40 מ"מ).

ה-1555HGY‏ הוא דוגמה לסדרת 1555‏. זהו מארז ABS עם ממדים של 7.087 אינץ' (180 מ"מ) על 4.724 אינץ' (120 מ"מ) על 2.362 אינץ' (60 מ"מ).

סיכום

Hammond Manufacturing מציעה מגוון רחב של מארזים מן-המדף במגוון של חומרים ומבחר מקיף אף יותר של גדלים. מארזים אלה כוללים זיזים להרכבה עבור לוחות מעגלים או מודולי DIN, לוחות מתכת פנימיים, יציאות גישה ואפשרויות הרכבה גמישות. מגוון זה מאפשר למתכננים לבחור מבין אפשרויות איטום והרכבה שונות כדי לענות על הצרכים שלהם.