10 consejos para elegir un gabinete electrónico

Al iniciar un nuevo proyecto hay que tener en cuenta muchas cosas, entre ellas el gabinete que albergará los componentes del usuario. El gabinete será lo que los consumidores vean y con lo que interactúen, y el usuario quiere asegurarse de que reúne todas las cualidades necesarias para su aplicación.

Basándonos en la experiencia de Hammond Manufacturing como fabricante de gabinetes, hay 10 criterios comunes, pero vitales, que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar un gabinete.

1) Tamaño

En un mundo perfecto, el gabinete se seleccionará antes de diseñar la placa de circuito impreso. Esto garantiza que la placa tenga exactamente el tamaño adecuado y, si el gabinete tiene postes de montaje, que los orificios de montaje estén en el lugar correcto. A veces es inevitable que ocurra lo contrario y el usuario debe adaptar su placa a una caja.

¿Qué tamaño tiene la placa de circuito impreso? ¿Se monta en horizontal o en vertical? Muchos gabinetes de plástico tienen ranuras moldeadas en los laterales del gabinete para montaje vertical directo o salientes de montaje de PCB moldeados en la parte superior y la base para montaje horizontal. Los gabinetes de aluminio extruido suelen tener ranuras de longitud completa en los laterales para el montaje horizontal de placas de circuito impreso. ¿Cuánto espacio, si lo hay, debe haber en las caras externas para indicadores, interruptores, conectores, entradas de cables y componentes similares? ¿Qué altura se requiere para componentes montados en placa o múltiples placas horizontales?

Figura 1: Gabinetes de plástico moldeados con guías internas para tarjetas de la serie 1591T de Hammond. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Figura 2: Un gabinete de aluminio extruido con ranuras para placas de PC de la serie 1455 de Hammond. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

2. Entorno instalado

¿Dónde se utilizará el producto? ¿Dentro, fuera o ambos? Para la instalación en exteriores, la estabilidad a los rayos UV es un problema potencial para los gabinetes/recintos de plástico, por lo que el policarbonato es la opción por defecto. En aplicaciones móviles como la carretera y el ferrocarril, ¿es probable que los choques y las vibraciones sean un problema? ¿Existe riesgo de entrada de agua o polvo (véase el punto 5)? ¿Es probable que haya contaminantes, como aceites o productos químicos? ¿Es la resistencia a los daños por impacto un posible problema? ¿Se prevén temperaturas especialmente altas o bajas?

El ABS es ideal para uso en interiores y en la mano. El policarbonato, por su buena resistencia a la temperatura, estabilidad a los rayos UV y capacidad para soportar impactos, es un buen material para exteriores y usos más industriales. El metal, como el aluminio fundido a presión, tiene una resistencia superior a los impactos y a la temperatura.

Figura 3: Un gabinete de policarbonato con tapa transparente de la serie 1554 de Hammond. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

3. Materiales

Para los gabinetes pequeños, la elección suele estar entre el plástico (incluidos el ABS y el policarbonato) y el metal (incluidos el aluminio fundido a presión, plegado o extruido y el acero). Normalmente, el policarbonato se especifica para uso exterior porque resiste mejor que el ABS la fragilidad y la decoloración por el sol.

Los gabinetes de aluminio ofrecen una buena resistencia a los impactos y son conductores eléctricos intrínsecos, aunque los acabados pintados o anodizados no deben cubrir las zonas de acoplamiento para preservar la continuidad en todo el gabinete. Algunos diseños de gabinetes/recintos extruidos ofrecen Características como aletas múltiples para aumentar la superficie y mejorar la disipación del calor. Los receptáculos de aluminio fundido a presión son fuertes y robustos; no se corroen, son conductores eléctricos, tienen un nivel intrínsecamente alto de atenuación electromagnética y se mecanizan fácilmente. Para aplicaciones en las que la protección contra golpes es importante, en las que la compatibilidad electromagnética puede ser un problema, o en las que se prevé la presencia de altas temperaturas, polvo o agua, el gabinete de fundición a presión es la opción ideal de bajo costo.

4. EMC (Compatibilidad electromagnética)

Los gabinetes de plástico tienen un punto débil específico: no ofrecen atenuación CEM. Si la EMI (interferencia electromagnética) emitida por los componentes electrónicos alojados o su susceptibilidad a campos externos es un problema potencial, la falta de apantallamiento podría ser un problema. Se pueden aplicar revestimientos internos de diversos materiales a las superficies interiores de un gabinete/recinto de plástico para obtener distintos grados de atenuación en función de los requisitos del proyecto. Al ofrecer diferentes materiales en una gama de espesores, se puede proporcionar la solución más rentable y técnicamente adecuada.

Los gabinetes metálicos, siempre que estén diseñados de forma que exista continuidad eléctrica entre la parte superior, la base y los paneles desmontables, proporcionarán un nivel de CEM que probablemente sea más que suficiente para la mayoría de las aplicaciones comerciales. Se utilizará una junta conductora para unir eléctricamente las dos mitades del gabinete.

5. Sellado medioambiental

¿Estará el gabinete/recinto expuesto a riesgos ambientales como el agua o el polvo? La norma internacional pertinente es la EN 60529, que define las clasificaciones escritas como IPXX, donde el primer dígito define la protección contra objetos sólidos y el segundo la protección contra la entrada de agua.

Normalmente, los gabinetes con clasificación IP54 son adecuados para uso general. Para la instalación en entornos en los que es probable que haya polvo y agua, normalmente se especificaría IP66, 67 o 68 y se conseguiría con el uso de una junta. La clasificación más alta es IP69K, que ofrece protección contra la limpieza con vapor a alta presión. En Norteamérica, el sellado ambiental de los gabinetes suele definirse como un número NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos). Las clasificaciones NEMA también requieren características y pruebas adicionales del producto, como la funcionalidad en condiciones de formación de hielo, orificios ciegos para conexiones de cables y otras no contempladas por las clasificaciones IP.

Figura 4: Algunos gabinetes, como esta caja de la serie 1551SNAP, están diseñados para dejar pasar los elementos, para aplicaciones como la detección ambiental. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

6. Hardware

Los paneles y las tapas de los gabinetes deben fijarse a su mitad de acoplamiento y existen dos métodos principales para los gabinetes de plástico y de fundición a presión. O bien se fija un tornillo autorroscante directamente en el material de la base, o bien se acopla un tornillo para metales con un inserto roscado (o casquillo) situado en la base. Un tornillo para metales es preferible si se prevén aperturas y cierres repetidos durante la vida útil del equipo, mientras que un tornillo autorroscante es suficiente para aplicaciones del tipo "set it and forget it".

Figura 5: Un gabinete de plástico económico sin insertos de latón (izquierda) y un gabinete/recinto de plástico ignífugo con insertos de latón (derecha) de la serie 1591 de Hammond. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

7. Apariencia

Aunque la estética puede ser subjetiva, es probable que el usuario tenga al menos una idea general de cómo quiere que sea el producto. Los gabinetes de plástico ofrecen una selección de material opaco y translúcido en una variedad de colores y son ligeros, muchos con tapas empotradas para teclados de membrana y pantallas. Los gabinetes extruidos tienen un elegante acabado anodizado que puede combinarse con accesorios como biseles de plástico de colores para conseguir un aspecto llamativo. Los gabinetes de aluminio fundido a presión pueden pintarse en una gran variedad de colores y son ideales para productos muy personalizados, como los pedales de guitarra. A veces, un gabinete de fundición resistente y sin acabados es todo lo que necesita el Usuario.

Figura 6: Gabinetes de aluminio fundido pintados para pedales de la derie 1590 de Hammond. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

8. Disponibilidad de productos y asistencia

Muchos fabricantes especializados producen gabinetes/recintos estándar para las industrias electrónica y eléctrica en una enorme variedad de tamaños, estilos y tipos. Una carcasa moldeada, extruida o fundida a presión puede parecer una simple caja, pero en realidad es el resultado de una amplia experiencia en diseño que ha dado como resultado un receptáculo rico en características, adecuado para utilizarse en una amplia variedad de aplicaciones y entornos. Los distribuidores mantienen un amplio stock de armarios estándar en sus estanterías, y la última tendencia es que los distribuidores se unan a los fabricantes para ofrecer asistencia técnica a sus clientes, colaborando con ellos en la fase de diseño para ayudarles a elegir el gabinete más adecuado para la aplicación.

9. Dibujos y material de apoyo descargables

Cualquier fabricante y distribuidor de gabinetes/recintos que se precie ofrecerá una completa biblioteca de información técnica en su sitio web. Los recursos descargables habituales incluyen planos acotados en formato PDF y CAD para ayudar con los requisitos de diseño y modificación, detalles técnicos y atributos clave de los productos.

Figura 7: Se pueden descargar planos acotados de todos los gabinetes Hammond. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

10. Personalización

Todos los gabinetes necesitan algún tipo de modificación para ser útiles, como añadir orificios para conectores o imprimir etiquetas y un logotipo. Hammond ofrece servicios internos de mecanizado e impresión con una pequeña cantidad mínima de pedido. El tipo de gabinete abrirá vías únicas de personalización. Por ejemplo, podemos instalar herrajes prensados como separadores en gabinetes metálicos, personalizar la longitud de los gabinetes de aluminio extruido y moldear gabinetes de plástico en colores personalizados. Para obtener más información sobre los gabinetes modificados, visite la página de DigiKey sobre gabinetes personalizados.

Figura 8: Un gabinete de aluminio extruido de la serie 1455 personalizado con biseles de colores, recortes e impresión. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Conclusión:

No todos estos consejos se aplicarán a todos los proyectos, pero tenerlos en cuenta ayudará a los diseñadores a no perder de vista el panorama general: desde comprender la disponibilidad a corto y largo plazo de un gabinete concreto hasta dimensionar la caja perfecta para el próximo proyecto. Tener en cuenta los requisitos dimensionales y técnicos, así como la viabilidad y la estética, garantiza que cada proyecto se desarrolle lo mejor posible, desde el prototipo hasta la puesta en marcha.