Merancang Kotak Tahan Lama: Melindungi Elektronik dari Air dan Debu

Saya ingin berbagi beberapa pengalaman dan pengetahuan saya tentang cara merancang kotak yang melindungi dari air dan debu. Ini pasti membawa isu standar NEMA atau IP, tetapi terkadang ada kebingungan tentang bagaimana ini bekerja. Saya menulis ini untuk memberikan beberapa arahan bagi desainer yang sedang menangani topik ini. Untuk kesederhanaan, saya akan membatasi diri pada NEMA, tetapi prinsipnya sama persis jika Anda menggunakan IP, jadi ini masih harus relevan bagi Anda.

Sebelum memulai, saya ingin menjadikan titik bahwa desainer harus dengan jelas mempertimbangkan apa yang mereka coba capai.

Apakah mereka hanya ingin mencapai perlindungan lingkungan? Atau mereka ingin memenuhi persyaratan formal untuk mencapai standar NEMA (yang mungkin ditetapkan oleh pelanggan atau manajer)?

Saya telah melihat ribuan kotak kustom datang melalui Protocase dengan persyaratan resistensi lingkungan, dan sebagian besar pesanan kotak ini hanya memerlukan perlindungan lingkungan. Pelanggan kami sering menggunakan standar NEMA untuk menjelaskan apa yang mereka butuhkan kotak mereka lakukan, seperti menawarkan resistensi tertentu terhadap debu, kotoran atau air, tetapi tidak perlu memenuhi standar NEMA secara formal.

Sesekali, kami melihat pelanggan yang perlu memenuhi persyaratan NEMA formal, yang memerlukan pengujian. Meskipun Protocase tidak menawarkan pengujian kotak untuk memverifikasi persyaratan NEMA, beberapa pelanggan kami akan mengirim kotak mereka ke fasilitas pengujian pihak ketiga untuk menerima sertifikasi formal bahwa mereka telah memenuhi persyaratan. Dalam hal ini, prinsip yang saya jelaskan di bawah ini sama.

Memahami Klasifikasi NEMA

Dokumen “NEMA Enclosure Types” dibuat untuk mempromosikan spesifikasi produk yang standar untuk perangkat listrik. Pada dasarnya, peran standar NEMA adalah untuk menentukan bagaimana kotak harus berfungsi untuk memenuhi klasifikasi. Secara spesifik, standar NEMA menangani hal-hal berikut:

1. Melindungi personel dari bagian internal yang berbahaya
2. Melindungi peralatan di dalam kotak terhadap bahaya lingkungan

Apa yang tidak dilakukan NEMA adalah meresepkan bagaimana merancang dan memproduksi kotak untuk memenuhi spesifikasi performa; saya akan membahas itu dalam bagian berikutnya dari tulisan blog ini.

Standar NEMA mencakup sejumlah besar jenis kotak. Namun, pelanggan kami umumnya menangani subset jenis umum berikut:

• NEMA Type 1 – Tujuan umum adalah untuk penggunaan dalam ruangan, memberikan perlindungan terhadap kontak manusia dengan bagian live dan terhadap debu seperti debu.
• NEMA Type 2 – Umumnya digunakan dalam ruangan dan tahan tetesan. Jenis ini menawarkan perlindungan yang sama seperti Type 1, tetapi menambahkan perlindungan terhadap tetesan dan peluncuran air ringan.
• NEMA Type 4, 4X – Jenis ini umumnya digunakan baik dalam ruangan maupun luar ruangan. Ini wadtight, debu-tight, dan tahan salju. Ini menawarkan perlindungan yang sama seperti Type 1, 2 dan melindungi terhadap akses debu yang jatuh, hujan, salju, dan es. Ini juga melindungi terhadap kerusakan akibat pembentukan es eksternal dan pelucatan serta air yang diarahkan oleh mangkuk. Ini tahan karat (“X” dalam 4X menunjukkan resistensi korosi).
• NEMA Type 5 – Umumnya digunakan dalam ruangan, jenis kotak ini debu-tight. Ini menawarkan perlindungan yang sama seperti Type 2, tetapi dengan gasket tambahan, itu mencegah akses debu yang menyusut, serat, dan debu terbang.
• NEMA Type 6, 6P – Jenis ini dapat digunakan dalam ruangan atau luar ruangan dan dapat ditensikan. Ini menawarkan perlindungan yang sama seperti Type 4, tetapi Type 6 menambahkan perlindungan terhadap penensian sementara sesekali sementara Type 6P menambahkan perlindungan terhadap penensian berkelanjutan pada kedalaman terbatas.

Perhatikan bahwa semua jenis ini akan melindungi personel terhadap akses ke bagian berbahaya.

Untuk melihat daftar lengkap jenis kotak NEMA, klik di sini.

Dalam bagian berikutnya, saya akan membahas berbagai keluarga kotak dan bagaimana mereka dapat melindungi terhadap bahaya lingkungan yang diatasi oleh NEMA.

Jenis Kotak untuk Memenuhi Persyaratan NEMA

Kotak Lem Logam Kustom

Jenis kotak ini sangat mampu melindungi terhadap debu, lumpur, dan pelucatan atau tetesan air. Kotak lem logam dapat dirancang untuk memenuhi persyaratan NEMA Types 1, 2, 4, 4X dan 5. Namun, jika kotak Anda memerlukan penensian dalam air, ini bukan pilihan terbaik untuk Anda. Berikut adalah beberapa pedoman:

• NEMA Type 1: Kami merekomendasikan gaya kotak dua bagian sederhana yang sepenuhnya tertutup di atas kasus. (Kotak L-shape, U-Shape atau Extruded akan berfungsi).
• NEMA Type 2: Kami merekomendasikan flange yang tumpang tindih di semua sambungan terbuka kasus, menggunakan tack, spot atau plug welds untuk menyatukan sambungan. Bergantung pada keparahan lingkungan, Anda mungkin memerlukan sambungan yang sepenuhnya di las. Kotak U-Shape akan berfungsi paling baik, karena ada lebih sedikit sambungan untuk di las.
• NEMA Type 4,4X: Kami merekomendasikan sambungan yang sepenuhnya di las dan penggunaan gasket. Gasket direkomendasikan untuk apa pun dengan air di dekat atau diarahkan pada kasus ini. Dalam sebagian besar aplikasi dari kategori gasket kotak ini, gaya strip busa foam atau potongan gasket penuh akan cukup. Pemasang sealing diperlukan segera setelah Anda membawa air ke dalam persamaan, jadi kami merekomendasikan sealing pemasang. Pemasang sealing dapat dilakukan dalam banyak cara termasuk:

• • Penempatan strategis pemasang sehingga mereka tidak meluap di dalam kasus.
  • Merakit dengan baut sealing (baut ini dijual di rak dan memiliki O-ring yang tersemat di bawah kepala baut. Account Manager Anda dapat memberikan informasi lebih lanjut).
  • Menggunakan luncing atau kunci untuk menyatukan kotak. Sengang juga populer dalam gaya kotak ini.

Untuk mencapai Type 4X, pilih material tahan karat seperti stainless steel, aluminium atau galvanneal, dan ikuti rekomendasi di atas.

• NEMA Type 5: Kami merekomendasikan flange yang tumpang tindih di semua sambungan terbuka kasus atau sambungan yang sepenuhnya di las, bergantung pada lingkungan. Lagi, kotak U-shape akan berfungsi paling baik untuk desain ini.

Kotak Mesin CNC Kustom

Jika Anda mencari kotak yang dapat ditensikan dalam air, ini adalah. Kotak mesin CNC dapat dirancang untuk memenuhi NEMA Types 1, 2, 4(X) dan 5. Ini juga dapat sepenuhnya di segel, dan dengan O-rings atau gasket yang tepat, dibuat wadtight, cukup untuk melindungi terhadap penensian cairan dalam dan memenuhi NEMA Type 6(P).

Ingat hal-hal berikut saat merancang jenis kotak ini untuk penensian dalam air:

• Kotak harus dirancang dengan cara untuk meminimalkan jumlah sambungan untuk di segel, dengan lebih sedikit bagian dan sambungan; ada peluang lebih kecil untuk air masuk ke dalam kotak.
• Karena ini di mesin, aluminium jauh lebih baik opsi. Ini mungkin untuk bekerja dengan stainless steel, tetapi biaya mesin akan jauh lebih tinggi. Opsi lain tidak cukup tahan karat.
• Jika memasukkan O-ring ke dalam desain, biarkan O-ring di bagian dalam lubang yang digunakan untuk merakit kotak, untuk mencegah kebocoran melalui pemasang.
• Untuk rangkaian akhir, menerapkan torsi yang sama pada baut untuk memastikan kompresi O-ring yang merata direkomendasikan. Ukuran baut untuk merakit harus bertambah seiring kotak semakin besar.
  • Catatan: Pertimbangkan jarak baut saat merancang kotak Anda. Jika baut terlalu jauh, segel mungkin terpengaruh, sehingga mengorbankan efektivitas kemampuan kotak Anda untuk wadtight

Kotak Cetak Diecast Off the Shelf (OTS) dengan Kustomisasi Mesin CNC

Kami juga menawarkan barisan Customizeable Diecast Enclosures, yaitu kotak cetak diecast off the shelf (OTS) dan menyesuaikannya untuk Anda. Mereka dapat wadtight dengan desain dan segel yang tepat dan sangat mirip dengan kotak Mesin CNC Kustom kami. Dengan kustomisasi atau potongan minimum, bersama dengan gasket atau O-ring yang tepat, jenis kotak ini dapat memenuhi NEMA Type 6(P). Jenis kotak ini juga akan memenuhi NEMA Types 1, 2, 4(X) dan 5 dengan mudah.

Namun, ada dua perbedaan utama antara OTS Cast dan kotak mesin kustom:

• Jika Anda menggunakan OTS Cast, kami memulai dari kotak yang sudah jadi, jadi Anda terbatas pada ukuran dan bentuk stok.
• OTS jauh lebih murah (ini karena tidak ada material yang dibuang dalam pembuatan kotak Cast OTS, sedangkan kotak mesin kustom dibuat dari blok material padat).

Jadi, jika Anda dapat hidup dengan batasan ukuran dan bentuk, kotak diecast yang dapat disesuaikan adalah pilihan hemat biaya.

Dengan kotak ini, seperti dengan kotak mesin kustom, jika Anda ingin mencapai keaucupan air, Anda harus memastikan setiap item yang menembus kotak (konektor, saklar, dll.) wadtight dengan baik, dan dilengkapi dengan gasket atau di segel sesuai kebutuhan.

Seperti yang saya sebutkan di atas, Protocase tidak melakukan pengujian NEMA/IP di fasilitas manufaktur kami, tetapi beberapa pelanggan memilih untuk mengirim kotak mereka ke tempat lain untuk pengujian. Untuk mengetahui di mana Anda dapat menguji kotak Anda, klik di sini.

Jika ini memikat Anda dan Anda memiliki pertanyaan tentang NEMA atau jenis kotak, jangan ragu untuk bertanya kepada kami dengan mengemail info@protocase.com atau dengan berkomentar di bawah.

---

Untuk informasi lebih lanjut tentang material dan layanan kami, kunjungi: www.protocase.com

Protocase menyajikan pengalaman yang baru untuk insinyur dan profesional desain dengan menyediakan kotak, panel dan bagian kustom dengan kecepatan, kesederhanaan dan pelayanan yang tidak tertandingi.