Seleção de gabinetes para proteger componentes eletrônicos em ambientes internos e externos

Embora o interior dos sistemas possa mudar, as placas de circuito impresso eletrônicas (PCIs) devem ser protegidas externamente contra as intrusões ambientais de calor, frio, luz, água, poeira, umidade e produtos químicos. Elas também precisam de isolamento mecânico para protegê-las contra violações e evitar choques elétricos e curtos-circuitos. Em alguns casos, também podem exigir isolamento contra choques e vibrações. Os gabinetes também devem ser protegidos contra campos elétricos e magnéticos e interferência eletrônica. Por fim, as placas de circuito eletrônico precisam de proteção contra eventos catastróficos, como incêndios e inundações.

Embora os projetistas possam construir seus próprios gabinetes, isso consome muito tempo e não oferece os melhores resultados. A solução é comprar gabinetes prontos para uso de um fornecedor respeitável com uma ampla gama de opções com relação a materiais, tamanhos, montagem e vedação.

Este artigo discute os critérios de seleção de gabinetes de plástico adequados para uso interno e externo. Ele usa exemplos da Hammond Manufacturing e se concentra na seleção de projetos com características adequadas de vedação e retardamento de chamas.

Escolha de um gabinete eletrônico

Antes de selecionar um gabinete, é necessário especificar o local e o ambiente do dispositivo. Ele será montado em ambientes internos ou externos? Ele será montado em uma parede, em um poste ou em uma bancada? Ele precisa ser à prova d'água, resistente à corrosão, à prova de poeira, tolerante ao sol ou à prova de fogo? O subconjunto montado será uma placa de circuito impresso ou um módulo de trilho DIN? A seleção só pode começar quando essas perguntas forem respondidas.

Os gabinetes eletrônicos pequenos estão disponíveis em uma variedade de materiais. A Hammond Manufacturing projeta e constrói pequenos gabinetes eletrônicos feitos de aço, aço inoxidável, chapa e alumínio fundido, plástico ABS e policarbonato. Eles estão disponíveis em uma variedade de tamanhos e configurações geométricas. Nos últimos anos, os gabinetes de plástico ganharam destaque principalmente devido ao seu custo mais baixo e menor peso, além de oferecerem maior proteção ambiental.

Gabinetes de plástico

A série 1555F da Hammond Manufacturing (Figura 1) é um exemplo de uma série de gabinetes plásticos impermeáveis projetados para operar em ambientes adversos. Construídos em plástico ABS ou policarbonato, eles são destinados à montagem na parede e incluem um flange de montagem integral, saliências de montagem e uma junta de vedação.

Figura 1: São mostrados os principais recursos estruturais de um gabinete da série 1555F da Hammond Manufacturing. (Fonte da imagem: Hammond Manufacturing)

A série 1555F inclui muitos dos recursos comuns dos gabinetes de plástico da Hammond Manufacturing, inclusive uma superfície moldada lisa que é rebaixada para aceitar uma etiqueta ou um teclado de membrana. Todos incluem saliências integrais para montar placas de circuito impresso e alguns também incluem suportes para módulos de trilho DIN. Esses módulos são vedados usando uma ranhura de lingueta e canal, tipo macho e fêmea, para aceitar uma junta de silicone substituível, de alta temperatura e listada pela UL. As ranhuras macho e fêmea prendem a junta e proporcionam uma vedação melhor do que o simples selo de sobreposição usado em gabinetes fundidos. Todas as ferragens são resistentes à corrosão, incluindo aço inoxidável ou latão. Os parafusos da tampa e a junta estão incluídos e são cativos para evitar perdas.

Também estão disponíveis ferragens e juntas de reposição. Os gabinetes da série são cinza claro padrão RAL-7035 com um acabamento acetinado fácil de limpar, exceto pelo rebaixo do teclado, que é liso. O flange de montagem moldado é uma característica da série 1555F. Os acessórios de todos os produtos incluem painéis de montagem em aço galvanizado para fixar placas de circuito impresso pesadas. O painel metálico também serve como blindagem interna básica para supressão de interferência eletromagnética (EMI). As opções de controle de acesso incluem aberturas de respiro, plugues de compensação de pressão, prensa-cabos com alívio de tensão impermeável e ventiladores à prova de chuva. Permitem o acesso aos fios e a equalização da pressão sem comprometer a integridade da estanqueidade do gabinete.

Os modelos ABS são recomendados apenas para uso interno. Eles têm uma classificação de proteção contra ingresso (IP) de IP66, indicando proteção completa contra poeira e inundações temporárias de água. Os gabinetes de policarbonato são estabilizados contra raios UV e podem ser usados em ambientes internos e externos. Eles têm classificação IP68, o que indica que estão protegidos contra poeira e submersão total em água. Eles têm classificações de UL (listados pela cUL e pela UL508A) e têm uma classificação de inflamabilidade de UL94 5VA. São projetados para atender às classificações NEMA tipo 4, 4X, 6, 6P, 12 e 13.

A série inclui 23 tamanhos diferentes em cada material, de 65 milímetros (mm) de comprimento por 65 mm de largura por 42,4 mm de altura a 240 mm de comprimento por 161 mm de largura por 61 mm de altura.

O Hammond Manufacturing 1555H2F42GY (Figura 2) é um exemplo de gabinete da série 1555F. É uma caixa de policarbonato com flange que mede 180 mm (7,086 in) de comprimento, 120 mm (4,723 in) de largura e 62 mm (2,441 in) de altura.

Figura 2: O 1555H2F42GY da Hammond Manufacturing é um gabinete de policarbonato impermeável com classificação IP68. (Fonte da imagem: Hammond Manufacturing)

Este é um gabinete de tamanho médio destinado à montagem na parede. Possui quatro furos de montagem circulares no flange para montagem permanente e duas aberturas de fechadura para montagem e remoção rápidas. Quatro parafusos M4 de aço inoxidável são combinados com insertos de aço inoxidável para montar a caixa na base. Os parafusos e os insertos da tampa estão fora do perímetro da junta para garantir a vedação adequada.

A série 1557 (Figura 3) é impermeável e permite que os projetistas escolham entre várias opções de montagem. Está disponível em materiais de plástico ABS e policarbonato, ambos com acabamentos em preto ou cinza. Os materiais atendem aos mesmos padrões da série 1555F. Configurado com cantos arredondados, a série oferece aos projetistas um visual contemporâneo, mantendo a integridade impermeável à poeira e água.

Figura 3: A série 1557 está disponível em preto ou cinza em materiais ABS e policarbonato com várias opções de montagem. (Fonte da imagem: Hammond Manufacturing)

Esses gabinetes estão disponíveis em oito tamanhos diferentes com seções transversais quadradas de 80 mm (3,15 in) por 80 mm (3,15 in) a 200 mm (7,874 in) por 200 mm (7,874 in) com alturas de 45 mm (1,77 in), 60 mm (2,36 in) ou 70 mm (2,76 in).

As opções de montagem da série 1557 incluem montagem em parede, montagem em mesa e uma montagem em poste opcional (Figura 4).

Figura 4: As opções de montagem para a série 1557 incluem dois suportes de parede, um suporte para mesa/bancada e um suporte para poste. (Fonte da imagem: Hammond Manufacturing)

O 1557DBK da série 1557 mede 120 mm (4,724 in) por 120 mm (4,724 in) por 45 mm (1,772 in) e é feito de plástico ABS preto. O 1557DBK foi projetado para uso interno com uma classificação de proteção de entrada IP66. As opções disponíveis para essa série incluem montagem em poste, um painel de montagem interno de alumínio, prensa-cabos impermeável, um kit de respiro e plugues de compensação de pressão. Também estão disponíveis juntas de reposição, parafusos da tampa, parafusos de montagem e pés de borracha.

As séries 1554 e 1555 são gabinetes de plástico ABS ou policarbonato para uso geral. Têm os mesmos padrões de conformidade para cada material, conforme discutido nos gabinetes anteriores. Cada série oferece 32 tamanhos diferentes. Os tamanhos das caixas variam de 66 mm por 66 mm por 40 mm a 300 mm por 240 mm por 120 mm. As seções transversais são quadradas ou retangulares.

A principal diferença entre as séries é que a 1555 (Figura 5, à esquerda) usa uma tampa rebaixada para montagem de etiqueta ou teclado, enquanto a 1554 (Figura 5, à direita) tem uma tampa plana.

Figura 5: A série 1555 (à esquerda) apresenta uma tampa rebaixada para acomodar etiquetas ou teclados de membrana, enquanto a série 1554 (à direita) tem uma tampa plana. (Fonte da imagem: Hammond Manufacturing)

As versões de policarbonato da série 1554 estão disponíveis com tampas cinza opaco, transparente ou fumê translúcido. As tampas do gabinete em ABS só estão disponíveis em cinza opaco. As tampas transparentes e translúcidas são úteis para visualizar os indicadores e as leituras internas.

As opções para as séries 1554 e 1555 incluem painéis internos de aço galvanizado de calibre 16. Outras opções incluem um kit de respiro, plugue compensador de pressão, plugues tapa buraco, um pequeno ventilador à prova de chuva, prensa-cabos impermeável e um kit de montagem em poste. As peças de reposição incluem juntas sobressalentes e parafusos de montagem e da tampa.

Um exemplo da série 1554 é o 1554CGY. É um gabinete em ABS com dimensões de 120 mm (4,724 in) por 65 mm (2,559 in) por 40 mm (1,575 in).

O 1555HGY é um exemplo da série 1555. É um gabinete em ABS com dimensões de 180 mm (7,087 in) por 120 mm (4,724 in) por 60 mm (2,362 in).

Conclusão

A Hammond Manufacturing oferece uma ampla variedade de gabinetes prontos para uso em uma gama de materiais e uma seleção ainda mais abrangente de tamanhos. Esses gabinetes incluem saliências de montagem para placas de circuito ou módulos DIN, painéis metálicos internos, portas de acesso e opções de montagem flexíveis. Essa variedade permite que os projetistas escolham entre várias opções de vedação e montagem para atender às suas necessidades.