Bud Industries
por Blair Haas, Bud Industries Inc.
La selección de un gabinete, caja u otro empaque para un producto electrónico presenta al diseñador o integrador de sistemas una variedad de opciones, además de ciertos criterios que serán dictados por la naturaleza de la aplicación. Este artículo resume los tipos básicos de gabinetes y gabinetes electrónicos disponibles en el mercado hoy en día, junto con algunos de los aspectos más importantes del empaque de sistemas y productos electrónicos. Con esta información, los diseñadores pueden comenzar a evaluar sus opciones rápidamente, de modo que puedan concentrarse en seleccionar la solución óptima para sus aplicaciones. Recuerde, muchas soluciones de gabinetes se pueden entregar con características personalizadas o modificaciones que las adapten con precisión a una aplicación en particular.
Los gabinetes de rack cerrados para montaje en piso se encuentran entre los gabinetes más grandes utilizados en aplicaciones electrónicas y se ofrecen en muchos estilos y con una amplia gama de accesorios. Los racks de gabinete están disponibles con un espacio de panel de 19, 23 o 24 pulgadas de ancho.
Un gabinete cerrado para electrónica es una buena opción cuando el equipo de montaje en rack debe alojarse de forma segura. Un rack cerrado ofrece un entorno controlable para la refrigeración del equipo. Los paneles ventilados y varios tipos de bandejas y conjuntos de ventiladores están disponibles para administrar el flujo de aire, que se ha vuelto cada vez más crítico a medida que aumentan las demandas de energía de algunos tipos de sistemas. Muchos diseños de gabinetes electrónicos cerrados aceptan puertas delanteras y traseras accesorias con cerradura para brindar seguridad al equipo, o puertas transparentes para permitir el monitoreo del equipo.
La elección de un modelo específico depende de la carga, los requisitos estéticos y de configuración de accesibilidad, y los estándares aplicables.
El servidor (Figura 1) y los racks de ubicación conjunta son ideales para aplicaciones que requieren máxima ventilación y flujo de aire. bastidores de servidor son similares a estantes del gabinete, excepto que los paneles laterales y las puertas están fuertemente ventilados. Se puede usar una puerta frontal transparente o de metal sólido con cerradura para protección y seguridad. La profundidad adicional del gabinete permite el montaje de instrumentos o equipos más profundos.
Los racks de ubicación conjunta se asemejan a los racks de servidores que se han dividido en compartimentos individuales. Las secciones individuales están diseñadas para ser completamente independientes y seguras, y están disponibles en alturas que van desde aproximadamente 24 a 39 pulgadas. Por lo general, cada sección tiene su propia puerta. Los paneles laterales pueden ser unidades de una sola pieza que se extienden a lo largo de toda la altura del conjunto de bastidores del gabinete.
Los racks sísmicos ofrecen el máximo nivel de protección sísmica para los equipos que funcionan en condiciones de impacto o vibración. Los gabinetes sísmicos están clasificados de acuerdo con los estándares #63-GR-CORE de Telcordia (anteriormente Bellcore), y la Zona 4 representa los requisitos más exigentes.
La capacidad nominal de carga de peso de un gabinete normalmente se basa en una carga distribuida uniformemente. Si su gabinete se utilizará en un entorno móvil o de impacto (es decir, a bordo de camiones o barcos), es posible que sea necesario realizar pruebas en las condiciones de carga reales o simuladas.
Los gabinetes sísmicos deben anclarse al piso con un kit de anclaje adecuado
Bastidores de marco abierto son una buena opción en aplicaciones que requieren máxima refrigeración o acceso libre e inmediato a la parte delantera, trasera y lateral del equipo; no se utilizan puertas ni cubiertas laterales (Figura 2). Los bastidores de marco abierto están disponibles para aceptar 23 pulgadas. así como paneles de instrumentos de 19 pulgadas de ancho. Si la seguridad es una preocupación, los estantes de marco abierto deben usarse dentro de las habitaciones con cerradura.
Los racks de escritorio y de montaje en pared son una versión más corta del rack abierto para uso donde no hay espacio disponible. Gabinetes de montaje en pared (Figura 3) son una alternativa rentable donde las necesidades de equipo son modestas y no es probable que aumenten para una aplicación.
Los diseños de gabinetes para servidores de montaje en pared incluyen tipos fijos, así como tipos de "bastidor oscilante" que se abren lejos de la pared para brindar acceso al panel posterior. Las cargas son soportadas completamente por los rieles que componen el marco del estante. Asegúrese de que la capacidad de carga sea adecuada para la aplicación y que la base sea lo suficientemente grande como para brindar estabilidad al bastidor a medida que se llene.
También hay disponibles gabinetes divididos con doble bisagra, que se abren como un libro para ofrecer acceso a los paneles posteriores o para proporcionar varias capas de espacio de montaje en rack. Las puertas con cerradura y transparentes están disponibles en algunos modelos.
Chasis de montaje en rack proporciona una gama de gabinetes para el montaje de equipos e instrumentos de montaje en rack. Algunos equipos que se pueden montar en bastidor también se pueden usar como equipos portátiles o de escritorio, por lo que pueden ser deseables manijas desmontables, soportes de montaje en bastidor u otro hardware. La disponibilidad de paneles de ventilación también es importante para mantener temperaturas de funcionamiento seguras.
Los bastidores de tarjetas (Figura 4) son gabinetes similares a chasis que se utilizan para ensamblar placas de circuitos y componentes en instrumentación electrónica modular. El portatarjetas en sí está diseñado para montarse en un 19 en equipo de rack. Los módulos se pueden cambiar o reorganizar para una modificación rápida del equipo.
Los sistemas modulares pueden albergar una serie de submódulos individuales, cada uno de los cuales debe encajar con rieles, guías, conectores, tornillos de bloqueo y otro hardware dentro del chasis modular. La precisión dimensional y la estabilidad son importantes para eliminar la posibilidad de atascos y desalineaciones.
Los gabinetes portátiles son pequeños bastidores de gabinetes que se utilizan para albergar una cantidad limitada de instrumentación o equipo de 19″ de ancho. Internamente, los gabinetes portátiles ofrecen espacio limitado para regletas de enchufes y otros accesorios. Generalmente, no hay un marco interno presente. Externamente, los gabinetes portátiles aceptan pies de goma, pero no ruedas, niveladores o kits de anclaje.
La capacidad de peso puede ser de hasta 500 libras. Los gabinetes muy cargados deben apoyarse en superficies resistentes. Los gabinetes pequeños se utilizan para empacar instrumentación y equipos que requieren un volumen máximo de aproximadamente 1 pie cúbico. Los gabinetes pequeños incluyen características convenientes como asas de correa, frentes inclinados, asas inclinables y pestillos, por nombrar algunos. Por lo general, no están diseñados para el montaje en bastidor, aunque es posible que haya hardware de montaje disponible para algunos tipos.
El chasis de metal proporciona soporte y protección para los circuitos electrónicos. A menudo hay disponible una cubierta inferior. Consultar dimensiones y accesorios para modelos de chasis específicos.
Este grupo se puede dividir en seis categorías: metal fundido a presión; NEMA 4 fundido a presión; Policarbonato UL y NEMA 4X y ABS; ABS moldeado; Mano; y cajas económicas/utilitarias/macetas (Figura 4). Las cajas de metal fundido a presión suelen ser de aluminio con cubiertas y vienen en tamaños que van desde aproximadamente 9 x 6 x 3 pulgadas. Las aplicaciones típicas incluyen la carcasa de conjuntos electrónicos y eléctricos, dispositivos neumáticos e hidráulicos y otras aplicaciones que requieren una carcasa resistente.
Los gabinetes de aluminio fundido a presión NEMA 4 generalmente ofrecen una construcción sellada y/o juntas para resistencia a los contaminantes atmosféricos, el rociado y la corrosión. Están diseñados según las especificaciones IP65 de IEC529 y NEMA 4, y están disponibles con orificios de montaje en pared y cubierta. Los tornillos de fijación están fuera del área de sellado para evitar la entrada de humedad y polvo, y la cubierta incorpora una junta empotrada. La mayoría de modelos cuentan con guías internas para el montaje de PCBs y los acabados suelen ser natural o gris. Las aplicaciones típicas incluyen la carcasa de conjuntos electrónicos sensibles y otras aplicaciones que requieren una carcasa sellada.
Los gabinetes de policarbonato y ABS UL y NEMA 4X (Figura 4) son similares en apariencia a los gabinetes de aluminio NEMA 4, excepto que están construidos con policarbonato o plástico ABS y cumplen con los códigos específicos NEMA, UL o IEC. Pueden contener paneles, guías de placa de circuito impreso o protuberancias de montaje. Las puertas o cubiertas transparentes pueden estar disponibles y los tamaños oscilan entre 24 x 16 x 10 pulgadas. Las aplicaciones típicas incluyen alojamiento de conjuntos electrónicos sensibles y aplicaciones que requieren una carcasa sellada.
Los estuches de plástico ABS moldeados están disponibles en varias formas y tamaños, con características tales como paneles inclinados o planos, paneles removibles, mitades de estuche entrelazadas y refuerzos internos. Proporcionan una apariencia acabada y están disponibles en una variedad de colores. Es posible que haya guías y protuberancias para montar las placas de circuito impreso, y se pueden incluir pies de goma. Los tamaños suelen oscilar entre 24 x 16 x 10 pulgadas. Las aplicaciones típicas incluyen instrumentación, telecomunicaciones y equipos de adquisición de datos.
Los gabinetes portátiles están diseñados para aplicaciones portátiles y de bolsillo, y pueden tener formas ergonómicas, tapas entrelazadas, paneles de acceso para baterías, ventanas de equipos para pantallas, así como muchas características de los gabinetes de plástico moldeados estándar. Las aplicaciones típicas incluyen electrónica de consumo y controles remotos.
Las cajas Economy, Utility y Potting ofrecen empaque y protección básicos para circuitos y componentes pequeños. Las cajas económicas de metal y plástico generalmente se ofrecen sin terminar o en una cantidad limitada de colores. Las cubiertas suelen estar disponibles y los tamaños varían hasta aproximadamente 6 x 6 x 6 pulgadas. Las aplicaciones típicas incluyen pequeños dispositivos y accesorios electrónicos, prototipos y ensamblajes encapsulados.
Si bien una comprensión básica de los gabinetes y gabinetes electrónicos es el primer paso para seleccionar una carcasa para el sistema, obviamente hay otras cosas a considerar. El Manual de consejos de diseño de gabinetes, disponible en www.budind.com, le ayudará más en el proceso.