So entwerfen Sie einen Elektronikschrank für raue Umgebungen

Angesichts der zunehmenden Tendenz, elektronische Systeme an praktisch jedem Ort zu platzieren, an dem sie untergebracht werden können, ist es wichtiger denn je, wie sich Umwelteinflüsse auf ein eingebettetes Gehäuse auswirken. Unabhängig davon, ob es sich um „Regen, Sonne, Luft und Staub“ oder um „Feuchtigkeit, Hitze, Feuchtigkeit und Verunreinigungen“ handelt, müssen Systementwickler stets den Umgang mit einer erhöhten Exposition gegenüber äußeren Einflüssen berücksichtigen.

Und weil eingebettete Systeme auch in immer mehr dezentralen Anwendungen eingesetzt werden, sehen sich viele Embedded-Designer mit der Reduzierung von Ausprägungen und Variationen dieser Elemente konfrontiert, mit denen sie bei der Entwicklung eines Systems möglicherweise noch nicht konfrontiert waren. Wenn Sie abwägen, wie sich die einzelnen Aspekte auf ein Gehäuse auswirken, können Sie feststellen, welche robusten Elemente am kritischsten sind.

Überlegungen zum Design von Anfang an

Um einen Schrank für die heutigen rauen Anwendungen richtig zu entwerfen, ist es sinnvoll, eine Bestandsaufnahme Ihrer Bedürfnisse vorzunehmen und diese dann gegen die verschiedenen Optionen abzuwägen, die bei der Schrankauswahl verfügbar sind. Wenn Sie mit diesen sechs wichtigen Überlegungen beginnen, können Sie wichtige Parameter definieren:

1) Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht:

Welche Kraft wird auf dieses Gehäuse ausgeübt und welches Material muss für die Konstruktion verwendet werden? Gibt es weitere externe Elemente, die bei der Struktur des Racksystems berücksichtigt werden müssen?

2) Modularität:

Welches Maß an Modularität und Flexibilität erfordert Ihre Anwendung?

3) Thermisches Profil:

Auf welche Weise kann Ihr Racksystem das Wärmemanagement erleichtern, und wie unterschiedlich werden Temperaturspitzen während der gesamten Lebensdauer des Systems sein?

4) Zugänglichkeit der Ausrüstung:

Wie einfach muss der Zugang zu Ihrem Schrank sein, um Anpassungen vorzunehmen, bestimmte Bereiche zu erreichen oder Komponenten auszutauschen? Entwerfen Sie ein System mit dem Wissen, wo sich die Zugangspunkte befinden müssen.

5) Qualität der Konstruktion:

Ist Ihr System Temperaturschwankungen ausgesetzt und wird es auch korrosive Elemente wie Salznebel oder Verunreinigungen geben? Hält die Konstruktion den langfristigen Stößen und Vibrationen der Anwendung stand?

6) Testanforderungen:

Einflussfaktoren auf die Entwicklung des Schrankbaus

Es gibt einige Trends in der Elektronikindustrie, die sich auf das, was wir heute in Bezug auf das Design von Schränken für raue Umgebungen beobachten, ausgewirkt haben.

Dichtere Computersysteme: Diejenigen, die mit SWaP (Größe, Gewicht und Leistung) vertraut sind, wissen, wie die schrumpfende Bauteilgröße und die erhöhte Systemdichte neue Dimensionen dafür geschaffen haben, wo und wie Elektronik einen Zweck erfüllen kann. Die Aufstellung von Computern an abgelegenen Orten und auf engstem Raum hat die Notwendigkeit von Racksystemen erforderlich gemacht, die nicht nur den verfügbaren Platz, sondern auch die tatsächliche Konstruktion und die Merkmale des Racks selbst optimal nutzen.

Cloud Computing und IoT: Durch den Wegfall der Notwendigkeit, Daten vor Ort zu speichern, hat Cloud Computing Netzwerksysteme neu definiert. Daten sind nicht mehr an physische Standorte und Einschränkungen gebunden, sondern bewegen sich ungehindert durch die Luft, um ein Zuhause zu finden und die Zusammenarbeit und tiefere Einblicke zwischen Computersystemen auf der ganzen Welt zu fördern. Darüber hinaus wird Edge-Computing nicht nur akzeptiert, sondern erwartet, was noch strengere Anforderungen an Elektronikgehäuse stellt, um sicherzustellen, dass sie einer Vielzahl von rauen Umwelt- und mechanischen Einflüssen standhalten.

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Flexible Gehäuse- und Schranklösungen: Aus praktischer Sicht sind replizierte, standardisierte Umgebungen nicht mit denen identisch, die Sie normalerweise in einer Zentrale oder einem Serverraum finden würden. Die Möglichkeit, ein Gehäuse zu bauen, das den Platz- und Anwendungsanforderungen gerecht wird, und gleichzeitig sicherzustellen, dass diese hochkompakten Systeme große Mengen sensibler Daten zuverlässig übertragen können, ist heute ein normaler Bestandteil des Entwicklungsprozesses.

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‍Den Grundstein für ein robustes Schrankdesign legen

Die Anwendungsanforderungen im Voraus zu identifizieren und sich der Fallstricke bewusst zu sein, denen ein System ausgesetzt sein kann, sowie zu wissen, wie Umweltaspekte am besten berücksichtigt werden können, tragen wesentlich zur Entwicklung des richtigen Gehäusesystems bei.

Bestimmen Sie in erster Linie das „Was“ und „Was wäre wenn“ des Entwicklungsprozesses, anstatt nur ein nachträglicher Einfall zu sein. Die Konstruktion und das Design Ihrer Schrankplattform sind genauso wichtig wie der Zweck und die Funktion der darin enthaltenen Elektronik.

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Weitere Methoden und Überlegungen finden Sie in unserem Whitepaper mit dem Titel „Was Sie bei der Auswahl eines Gehäuses für raue Umgebungen beachten sollten“.