Искусство схемотехники. Том 3 (Изд.4-е) - Хоровиц Пауль - Страница 40

Как при настольном оформлении, так и при использовании напольных стоек имеется возможность разнообразить формы корпусов. Наиболее распространены корпуса шириной 425 мм различной высоты (всегда кратной 43,75 мм) и глубины. При этом можно подобрать наиболее удобные размеры фланцев и полозьев монтажных стоек (в стойках шириной 475 мм расстояние между фланцами составляет примерно 437,5 мм). Таким образом, путем небольших изменений в механической конструкции прибора вы можете переделать корпус из монтируемого на стойках в настольный вариант или наоборот. Следует отметить, что для некоторых корпусов при переделке требуется удалять внешний кожух, для других можно оставить его без изменений.

Что касается модульных приборов, то NIM-бункеры распространены в ядерной и атомной измерительной аппаратуре, а крейт КАМАС используется для компьютерных интерфейсов. Несколько фирм ограничиваются выпуском модулей и бункеров, например Tektronix-серий ТМ500, Vector-серией пустых модулей EFP. В каждом типе оформления имеются пустые шасси в комплекте с задними разъемами, согласующимися с розетками источника постоянного тока материнского бункера.

12.11. Замечания по конструкции

Чем пытаться перечислять многообразные выпускаемые корпуса по названиям или стилям, нам проще сделать некоторые замечания о конструкции приборов. Эти замечания вместе с рисунками этой главы помогут вам выбрать корпуса для электронной аппаратуры и заполнить их схемами наилучшим образом.

Обычно на переднюю панель выводятся индикаторы, измерительные и показывающие приборы, кнопки и т. п., а также ручки управления и часто используемые разъемы. Приспособления и разъемы, к которым не требуется частый доступ, обычно выносятся на заднюю стенку, как и большие разъемы, соединительные провода, предохранители и т. п. (рис. 12.15).

Рис. 12.15. В этом приборе задняя панель служит теплоотводом для мощных транзисторов. На ней крепятся ручки управления, которыми редко пользуются, и разъемы. Чтобы обеспечить доступ к девяти схемным платам, размещенным в блок-каркасе, передняя панель сделана съемной.

Традиционным является придавать профессиональный вид фронтальной панели путем трафаретного экранирования надписей под окраску или анодирование алюминием поверхности. Результат смотрится неплохо, но тенденция к корродированию при частом грубом обращении остается (хотя прозрачное защитное покрытие значительно улучшит ситуацию). Если вы посмотрите на последние приборы Fluke, Tektronix или Hewlett-Packard, вы увидите новый вариант — панель с приклеенной пленкой Lexan, обладающей приятным внешним видом и невероятной прочностью. Надписи делаются методом трафаретного экранирования на обратной стороне матово-текстурированной пленки Lexan толщиной 0,25 мм, на которую затем наносится клей, обеспечивающий прочное сцепление. Можно применить тиснение или рисование несколькими цветами, а также использовать специальные цветные пластиковые окошки или вырезы. Есть много мест, где вы можете заказать панели кожухов с прессованными оттисками: вы должны для этого предоставить точный шаблон оригинала (обычно позитив или негатив рабочего размера). Оригинал можно изготовить с помощью сухого переноса при натирании тиснения или, еще лучше, используя некоторые настольные издательские пакеты программ и лазерный принтер.

По-видимому, наиболее важно при размещении прибора помнить о необходимости обеспечения хорошего доступа к схемным платам и ручкам управления. Добивайтесь, чтобы вставлять компоненты в прибор можно было без больших усилий. Это значит, что нужно очень хорошо развести кабельные соединения, чтобы модульные блоки извлекались без применения паяльника. Кроме того, нужна точная планировка, чтобы можно было в процессе работы прибора проверять схемные платы. Например, если в блок-каркасе платы смонтированы вертикально, то для того, чтобы добраться до платы, надо снять крышку корпуса, а затем вставить переходник для работы с выдвинутой платой. Только тогда схема будет доступна. Если платы смонтированы горизонтально, то можно обеспечить доступ, сделав переднюю панель съемной или откидной. Вообще, следует сопротивляться соблазну укладывать схемы слоями, когда одна схема полностью закрыта другой. На рис. 12.16 показан образец удобной съемной передней панели, связанной с корпусом кабелем.

Рис. 12.16. Один из способов обеспечения удобного доступа к монтажу панели управления. Все провода выносятся на один конец так, чтобы панель могла откидываться на петлях или отделяться от прибора. Здесь панель с салазками вставляется по направляющим прибора. Отметим использование кабельных жгутов и самосцепляющихся держателей, благодаря которым проводка выглядит опрятной.

12.12. Охлаждение

Приборы, потребляющие более нескольких ватт, обычно нуждаются в принудительном воздушном охлаждении. По приближенным подсчетам небольшие приборы, выделяющие более 10 Вт, или более крупные узлы, расходующие более чем 25 Вт, работают, вероятно, лучше, если их обдувать вентилятором. Важно помнить, что в корпусе, заполненном схемами, будет прекрасный температурный режим, если корпус установлен на стенде, а его крышка снята. Но если схема помещена в стойке вместе с тепловыделяющими приборами (когда окружающая температура может достигать 50 °C) и закрыта крышкой, то она будет сильно перегреваться. Это приводит не только к быстрому разрушению компонентов, сколько главным образом к неудовлетворительной работе.

Для приборов, работающих при умеренно низких мощностях, например, показанных выше на рисунках, часто бывает достаточно простого охлаждения конвекцией. В этих случаях вы должны просверлить в основании верхней крышки отверстия, учитывая расположение основных сильно нагревающихся деталей (мощных резисторов и транзисторов). Возможно, что лучше устанавливать мощные компоненты на задней панели, используя радиаторы с вертикальными ребрами (разд. 6.04). Схемные платы будут лучше вентилироваться, если их устанавливать вертикально, хотя рассеяние тепла в схемах чаще всего незначительное. Если конвективного охлаждения недостаточно, то следует воспользоваться вентилятором.

Обычный вытяжной вентилятор со скоростью потока в открытом пространстве 3 куб. м/мин будет вполне удовлетворительно охлаждать приборы, потребляющие 100 Вт и больше. Здесь мы проводим соответствующую формулу:

Возрастание температуры воздуха, °С = 1,6·Р (Вт)/Поток воздуха (куб. м/мин)

Если вас удовлетворит небольшой воздушный поток, то у большинства изготовителей имеются бесшумно работающие вытяжные вентиляторы. В табл. 12.2 приведены некоторые их типы и параметры. У этих вентиляторов поток воздуха сильно уменьшается, если при работе на нем появляется обратный перепад давления. На рис. 12.17 это показано графически.

Рис. 12.17. Поток воздуха в зависимости от обратного перепада давления для вытяжных вентиляторов, перечисленных в табл. 12.2.

_{1 — стандартный, сечение 112,5 мм; 2 — мини-вентилятор сечением 75 мм; 3 — бесшумный, сечение 112,5 мм; 4 — особо тихий сечением 112,5 мм.}

Кроме традиционных вентиляторов, работающих от сети переменного тока, все изготовители теперь выпускают и бесщеточные вентиляторы, рассчитанные на постоянное напряжение. Работа вентиляторов от низкого постоянного напряжения (обычно 12 или 24 В) делает их удобными для электронного управления скоростью вращения в зависимости от рабочей температуры внутри прибора. Вы можете либо осуществить считывание температуры и собственную обратную связь управления скоростью (возможно использование внеплатного модуля типа регуляторов "SmartFan", изготовляемых фирмой Control Resources) или приобрести вентилятор с встроенным терморегулятором скорости (например серии "Therma-Pro-V" Rotron). Другой путь, который хорошо себя зарекомендовал, это использование вентиляторов с изменяющейся скоростью вращения лопастей, так как чаще бывают такие условия, когда шум вентилятора может быть гораздо меньше, чем в наихудших условиях (максимальные обороты), которые возникают только при максимальной для прибора температуре окружающей среды.