Bud Industries
por Ravi Jain, Bud Industries Inc.
Estas son las respuestas a las preguntas más frecuentes que escuchamos de las personas que seleccionan un gabinete electrónico.
Los gabinetes electrónicos están hechos de plástico, aluminio fundido a presión, láminas de metal y fibra de vidrio. La elección del material adecuado para su aplicación depende del entorno en el que se utilizará la caja. Las consideraciones de ingeniería incluyen la resistencia al impacto, el enfriamiento y la protección, el peso, la resistencia a la corrosión y, por supuesto, el costo.
Resistencia al impacto
La resistencia al impacto, o más generalmente, la resistencia del material, es una consideración primordial al seleccionar un material para su gabinete. Piense en la ubicación del uso final. Por ejemplo, ¿el recinto estará ubicado en lo alto de un poste o en una máquina donde los trabajadores puedan golpearlo con una escalera? Piensa en los contenidos. ¿Alberga controles críticos de fábrica o una tableta opcional? ¿Cuál es el peso de los componentes internos?
Enfriamiento
La gestión del calor es una constante en el diseño electrónico. Los recintos de metal son efectivos para absorber el calor y disiparlo al aire fuera del recinto. Las opciones incluyen acero, aluminio fundido a presión, chapa de aluminio y aluminio extruido.
blindaje
Los gabinetes de metal naturalmente brindan cierto nivel de blindaje EMI (interferencia electromagnética) y RF (radiofrecuencia). Si un gabinete necesita protección total contra EMI/RP, entonces la junta debe incluir una pantalla de alambre que cubra el espacio entre el cuerpo y la tapa del gabinete. (de Bud Gabinete de aluminio fundido a presión de la serie IPS ofrece este tipo de junta blindada.)
Peso
Resistencia a la Corrosión:
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Costo
De una forma u otra, la elección de su gabinete generalmente implica una compensación de costo/beneficio. Debido a que el costo de un gabinete representa una parte significativa de una lista de materiales, los especificadores deben seleccionar el material menos costoso que cumpla con los requisitos.
Más Información
Seleccionar el material ideal es crítico. Este tema se trata en detalle en el artículo de nuestro sitio web, “Elegir el material adecuado para su gabinete.” Incluye descripciones y consejos de selección para:
Las aplicaciones electrónicas y eléctricas requieren aberturas en el gabinete para interruptores, indicadores, pantallas, líneas de señal y cables de alimentación. Esto crea una especie de dilema. Puede obtener un gabinete aprobado por UL, pero cortar una abertura en un gabinete eliminará su clasificación UL. Esto significa que necesita volver a certificar su diseño final. Afortunadamente, UL está al tanto de la situación y ha declarado que al usar una caja con clasificación UL inicial con componentes UL (como interruptores, pantallas y conectores), el proceso de aprobación de UL para su diseño será mucho más fácil. Vea consejos sobre cómo recertificarse en nuestro Página de preguntas frecuentes sobre gabinetes.
En funcionamiento normal, la mayor amenaza para la fiabilidad de los equipos electrónicos es el calor, que puede acortar la vida útil de los componentes eléctricos. Los servidores, las computadoras, los conmutadores de red, los enrutadores y los equipos de comunicaciones requieren una temperatura de funcionamiento razonable. Cuando estos dispositivos están ubicados en un gabinete, se utilizan varias estrategias de enfriamiento.
Los componentes internos generalmente se montan en un disipador de calor, una estructura de metal que aleja el calor del componente y lo libera a través de la radiación y la convección. Básicamente, transfiere el calor al aire. La estrategia para enfriar un gabinete es eliminar el aire caliente y reemplazarlo con aire frío. Los gabinetes están bien ventilados, lo que permite un flujo de aire natural. Cuando el flujo de aire natural es insuficiente, los diseñadores agregan sopladores y ventiladores para hacer fluir el aire a través del gabinete.
Si bien los ventiladores son efectivos y de bajo costo tanto inicial como operativo, los ventiladores por sí solos no pueden eliminar suficiente calor en algunas aplicaciones críticas. Los gabinetes con sistemas de aire acondicionado y refrigeración líquida brindan enfriamiento en estas aplicaciones, aunque a un costo elevado.
Los ingenieros que especifican un bastidor de gabinete deben saber dónde ubicar las funciones de enfriamiento dentro del gabinete. Las consideraciones incluyen:
Todas estas consideraciones se analizan en nuestro libro blanco, Los fundamentos de la refrigeración de recintos.
La condensación ocurre cuando la humedad del aire se acumula en una superficie fría, como las gotas de agua que se acumulan en el exterior de un vaso de limonada fría en un día caluroso. Si bien la condensación no es un problema para la limonada, representa una seria amenaza para los componentes electrónicos. La humedad puede causar corrosión y provocar fallas prematuras. Incluso puede crear cortocircuitos eléctricos dañinos.
La condensación es una preocupación en lugares húmedos que están sujetos a cambios de temperatura. No es típico en lugares interiores, y ni siquiera es común a todos los lugares al aire libre. Sin embargo, es posible que un diseñador no conozca todas las configuraciones de ubicación en las que se utilizará un producto final, por lo que se deben emplear esquemas para evitar la condensación.
Se utilizan diferentes estrategias para mitigar la condensación. Cada uno tiene ventajas y desventajas.
Calentar el gabinete.
A veces, los diseñadores agregan elementos calefactores en la parte inferior de los gabinetes (gabinetes grandes, no gabinetes de cajas pequeñas). Los elementos calefactores aseguran que los componentes interiores nunca se enfríen lo suficiente como para que se forme condensación (por encima del punto de rocío). Desafortunadamente, el calor puede acortar la vida útil de los componentes eléctricos y aumentar los disparos molestos de los dispositivos de protección contra sobrecorriente. En la mayoría de las aplicaciones electrónicas, los diseñadores intentan eliminar el calor.
Aire acondicionado del gabinete.
El aire acondicionado enfría el aire y elimina la humedad de los gabinetes. Previene la condensación y maximiza la vida útil de los componentes. Por otro lado, agrega una gran cantidad de gastos y complejidad, lo que no es práctico en la mayoría de las aplicaciones. Tanto los sistemas de aire acondicionado como los de calefacción requieren controles de termostato, usan mucha energía y eventualmente requerirán mantenimiento.
Sellado del recinto.
Un sello hermético, disponible en gabinetes con clasificación IP65/NEMA 4 y superior, evitará que entre humedad en el gabinete. Esta es la estrategia habitual para cajas y armarios pequeños. La desventaja es que el aire caliente no puede escapar del recinto. Además, los cambios de presión atmosférica causados por el clima cambiante pueden crear una diferencia de presión lo suficientemente grande como para causar que las juntas fallen con el tiempo.
Uso de ventilaciones con clasificación IP.
Para permitir que la presión del aire dentro de un recinto se iguale con la presión del aire exterior, un diseñador puede instalar una ventilación. La ventilación también permite que el calor escape del recinto. Recientemente, Ventilaciones con clasificación IP han llegado a estar disponibles. Estos utilizan un tejido transpirable especial que permite el flujo de aire pero bloquea la humedad que, de lo contrario, podría causar condensación.
Usando un enfriador de vórtice.
Si el servicio de aire comprimido está disponible en el sitio, los diseñadores pueden emplear una técnica para usar ese aire para enfriar. El enfriador de vórtice hace girar el aire en un vórtice. El vórtice separa el aire frío, que se puede dirigir a través del gabinete. Estos sistemas son ruidosos y consumen mucho aire. Solo porque el aire comprimido ya está allí, el enfriamiento no es gratuito, ya que el funcionamiento del compresor cuesta dinero. Una ventaja del enfriamiento por vórtice es que la presión de aire positiva ayuda a evitar la entrada de polvo.
Cualquier plástico tiene su origen en la petroquímica y en última instancia es inflamable. Afortunadamente, los aditivos retardantes de llama hacen que el plástico sea resistente al fuego, una característica que es importante en muchas aplicaciones de gabinetes, especialmente en áreas de fabricación y peligrosas.
La norma UL 94 define los distintos niveles de resistencia a la llama. Las clasificaciones de inflamabilidad le permiten al especificador saber cómo se comportará el material en un recinto de plástico si se expone al fuego. ¿Protegerá contra el fuego o contribuirá a él? Las calificaciones son cómo lo sabes.
Las dos cosas principales que mide el estándar son cómo se propaga el fuego en la pared del recinto y si hay gotas de plástico derretido en llamas. Aunque el estándar es específicamente para gabinetes, las pruebas se realizan en una muestra del material.
Nuestra entrada de blog, “Inflamabilidad 101 para cajas electrónicas de plástico”, describe la clasificación de inflamabilidad de cada gabinete de UL y la prueba asociada:
Las pruebas se realizan en muestras horizontales o muestras verticales. Las pruebas especifican el tiempo de combustión antes de autoextinguirse. Lea nuestra entrada de blog para cómo especificar una clasificación de inflamabilidad del gabinete.
Ahora que hemos respondido a sus preguntas comunes sobre gabinetes, encuentre los gabinetes que necesita buscando por tamaño, tipo y otras características.