Laitteiden kotelointi
Perusteet
Miten saan omille kytkennöilleni sopivan kotelon ?
Helpoin ja yleensä tyylikkäin ratkaisu on valmiiden koteloiden käyttäminen. Valmiita koteloita on monen hintaisia, joten mukana on kohtuullisen edullisia (parilla kympillä saa ja ihan hyvän pienen muovikotelon). Varsinkin jos laitteen pitää olla hyvon näköinne ulkoapäin tai kunnolla suojattu, niin itse rakentaminen ei ole järkevä vaihtoehto jollei ole oikein taitava muovin tai metallin käsittelyssä.
Joskus vahoista hajonneista laitteista saa käteviä koteloita kun ottaa pois vanhat sisukset ja laittaa tilalle oman elektroniikka.
Mitkä ovat toivottavia ominaisuuksia elektroniikkalaitteen kotelossa ?
Laitekotelon tarkoituksen on suojata kytkentää ulkoisilta mekaanisilta rasituksilta, joten sen tulisi olla mekaanisesti riittävän kestävä käyttöympäristön rasituksille. Moneen pukkukytkentään riittää halpa muovikotelo, mutta jos laite joutuu kovaan käsittelyyn, niin silloin metallikotelo on ainut oikea ratkaisu.
Jos sähkälaitteessa on sisällä vaarallisen suuria jännitteitä (yleensä verkkojännite), niin silloin kotelon tulee suojata että nämä jännitteet eivät ole käyttäjän kosketeltavissa. Yhtenäinen muovikotelo laitten ympärillä tarjoaa hyvän eristyksen ja suojauksen. Metallikotelokin tarjoaa mekaanisen suojauksen, mutta jos laitteessa on vaarallisia jännitteitä, niin laitteen sisäelektroniikka on rakennettava niin että se ei pääse kosketuksiin metallikotelon kanssa ja metallikotelo on turvallisuuden vuoksi maadoitettava.
Jos laitteen sisäosissa on voimakkaasti lämpeviä osia, niin metallikotelo on hyvä ratkaisu koska se päästää lämpöä helposti ulos ja kestää lämpenemistä hyvin. Metallikoteloa voi myös käyttää tarvittaessa kuumenevien osien jäähdytysprofiilina (jos niissä ole ole vaaralliisia jännitteitä ja ne on eristetty kotelosta) ja on olemassa metallikoteloita jotka on muotoiltu jäähdytysproviilin mallisesti jäähdytysominaisuuksien parantamiseksi. Jos laitteessa on sisällä jäähdytysripoja tai muuten kuumenevia osia, niin jäähdytysaukot ovat toivottavia kotelossa. Jos laitteessa syntyy vähänkin enemmän lämpöä tai sitä voi syntyä vikatilanteessa, on laitekotelon oltava sellainen että se ei synnytä palovaaraa. Sopivia materiaaleja ovat silloin metallit ja itsestään sammuvat muovit (esim. PVC, koteloissa käytetty ABS jne).
Jos laitteesi käyttää suuritaajuisia signaaleita (radiolaitteeet, tietokonelaitteet) ne on hyvä sijoittaa tiiviiseen metallikoteloon joka suojaa etät laitteen häiriöt eivät pääse laitteen ympäristöön. Jos laitteesi on herkkä mittalaite tai audiokytkentä niin metallikotelo tarjoaa sille hyvön suojauksen ulkoisia häiriöitä vastaan.
Miten teen oman alumiinikotelon ?
Romukaupoista saa edulliseen hintaan melkein minkä muotoista alumiinikappaletta vain, josta pienellä vaivalla syntyy laitelotelo. Suurempiin sarjoihin voi ostaa priimaprofiiliakin, niitä löytyy metallikaupan luettelosta hyvin monen muotoisina.
Alumiini on kiitollinen materiaali, sen muokkaaminen onnistuu käsityökaluilla riittävästi. Ohuesta alumiinilevystä saa kätevästi taivuttamalla pieniä ja isompiakon koteloita. Alumiinia koneilla työstettäessä kannattaa muistaa käyttää leikkuunestettä (leikkuuviina).
Miten teen oman muovikotelon ?
Bulkkimuoveja voi toki käyttää kotelon aineena. Yksinkertaisinta, ellei koneita ole käytössä, on leikata sivujen muotoiset palat ja ruuvata ne toisiinsa muovi- tai alumiinilistoilla. Useissa muoveja myyvissä liikkeissä on leikkauspalvelu, joten voi tilata sopivat muovinpalat valmiiksi leikattuina sopivan kokoisiksi.
Muovista voi my|s lämpöä hyväksi käyttäen vääntää halutun muotoisia kansia ja muita osia. Kun muovia rupeilee käsittelemään on hyvä tietää käytetyn muovin ominaisuuksista. Esimerkiksi pleksiin jää hyvin helposti lämmitettäessä tai porattasessa jännityksiä joista kappale yleensä murtuu. PVC-muovilevy on kiitollinen kotelomateriaali kun se ei lohkeile mitenkään helposti. PVC-muovi on lisäksi hyvä sähköeriste (käytetään mm. kaapelien eristeaineena) ja itsestään sammuva (toivottava paloturvan kannalta).
Miten teen erikoisen muotoisia koteloita ?
Erikoisen muotoisia koteloista saa tehtyä lasikuidusta, eli eli k-laitunauhasta ja epoksi- tai uretaanihartsista. Kotelo tehdään samalla tavalla laminoimalla kuin muutkin lasikuiturakenteet.
Mistä saan 19 tuuman räkkikoteloita ja mitä ne maksavat ?
Räkkikotelot ovat kaupassa ammattielektroniikan hintatasossa, eli tuollaiset halvimmat 19 tuuman kotelot maksavat helposti lähes 60-100 euroa ja vähänkin paremmat enemmän. Lähes jokaisella ammattielektroniikkaa myyvällä (tukku) liikkeellä noita on.
Miten teen siistit tekstit ja merkinnät laitekotelon etulevyyn ?
Ehkä yksinkertaisin on ohut spriitussi tai maalikynä ja vakaa käsi. Tulos on täysin kiinni tekijän käden taidoista ja taiteellisesta silmästä.
Jollei kotelo kuumene hirveästi voisi tarra olla hyvä vaihtoehto. Yksi mahdollisuus saada aikaan tekstit on joidenkin valmiiden tarrakirjainten käyttö (isoihin teksteihin) tai omien tarrojen teko (sopiva tulostin tai teettäminen tarrafirmassa). Esimerkiksi Brotherilla on erilaisia tarratulostimia, joihin saa erivärisiä tarranauhoja (mm. valkoinen teksti mustalla pohjalla löytyy). Jos pinta on oikeanlainen ja värit sopivat yhteen, niin lopputulos tarrakirjoittimella on aika hyvä, tosin hiukan protomaisen näköinen. Mikäli tekstit eivät ole aivan pieniä, voit käydä teettämässä (ikkuna)mainoksia tekevästä firmasta juuri sellaiset tarratekstit kuin haluat, ja liimata ne sitten koteloon. Hinta riippuu todella paljon paikasta, kympeistä satasiin. Leikkureilla ei yleensä voi leikata kuin nimenomaan niihin tarkoitettua tarraa (dc-fix tms).
Yksi mahdollisuus on siirtokirjaimien käyttö. Siirtokirjaimia on saanut sekä mustina, että valkoisina. Voi olla vaan nykyisin vaikeampia hankkia, kun käyttö on vähentynyt. Jotta nuo pysyvät pitää vetää lakkaus (aerosolilla) päälle. Tarrakirjaimet voi suojata lakan sijasta myös kontaktimuovilla.
Siisteimpiä tapoja on silkkipainaminen. Itse tekeminenkin onnistuu, mutta vaatii harjoittelua ja kalustoa. Painofirmat painavat melkein mille pinnalle vain, kunhan on tasomainen (ja joku saattaa hallita kaarevatkin muodot). Kaupallinen maksaa parista sadasta eteenpäin. Suomessa jonkinlainen monopoliasema silkkipainovälineissä on Seriväri Oy:llä. Heillä on kyllä monipuolinen valikoima tarvikkeita, ja samasta paikasta saa ohjeita itseopetteluun. Perusvälineet eivät maksa paljoa. Painokehikko/viira/seula ja kumilasta värin levittämiseen riittävät opetteluun, yhteensä pari sataa. Satanen väreihin ja kemikaaleihin. Laitekoteloiden yms. tekemiseksi pitää opetella originaalin valottaminen seulalle, muistuttaa hyvin paljon piirilevyjen tekemistä. Sopiva UV-lamppu maksaa jokusen satasen. Kalvot voi tehdä laserilla, tai huippulaatua halutessa graafiselle filmille (tulostusfirmassa). Mitä tarkempaa jälkeä haluaa, sitä enemmän vaaditaan käsityötaitoa (tai kalliita koneita).
Metallikoten kuviot voi myös syövyttää levyn pintaan. Ensiksi ruiskuta kotelon pinta piirilevyjentekoon tarkoitetulla valoherkällä lakalla. Sen jälkeen valota lakka halutuilla kuvioilla ja kehitä se. Lopuksi syövytä kuviot ferrikloridilla. Tämä menetelmä toimii ainakin alumiiniin ja kupariin. Voi olla, että syövyttämisen sijaan eloksointikin onnistuisi tekstien kohtiin.
Tietokone, sopiva piirto-ohjelma ja laserrkirjoitin tarjoavat monia mahdollisuuksia tyylikkäiden etulevyjen tekoon. Kun olet sunnitellut kuvion, tulostat sen lasertulostimella sopivalle parerille, jonka laminoit muovin sisään (tarvitset laminointilaitteen tai sopivaa kotikäyttöön tehtyä laminointikalvoa). Laminoitu lasertulostus näyttää varsin hyvältä ja on kestävä. Graafiselle filmille (tai piirtoheitinkalvolle tai kalvotarralle) tulostamalla saa alla olevan metallipinnan näkymään, tai alle voi laittaa halutun värisen paperin/muovin. Kun tulostaa kaman negatiivina, näkyy tekstien kohdalla alusta läpi ja muu on mustaa.
Jos kotelon pinta on vaalea, yksi hyvä mahdollisuus on käyttää mattapintaista laserkirjoittimeen sopivaa läpinäkyvää tarrakalvoa. Tulostat halutut tietokoneella suunnittelemasi tekstit kalvolle ja liimat sen sitten laitteen etulevyyn. Lopuksi lakkaus tämän kalvon päälle suojaa laserin tulostusjäljen kulumiselta. Tummenpiin kotelonpohjiin voi käyttää menetelmää, jossa kuviot tulostetaan ihan normaalille A4 kokoiselle paperiselle tarra-arkille, jonka päälle vedetään lopuksi kerros läpinäkyvää itseliimautuvaa kirjamuovia - toimii hyvin ja on asiallisen näköinen.
Mitä ovat IP-suojausluokat ?
IP-luokka (International Protection, IEC60529) on koodi, joka ilmaisee, millaisia ulkoisia vaikutuksia laitteisto on suunniteltu kestämään. IP-koodissa on kaksi numeroa ja siinä voi olla lisäkirjaimia, jos jännitteiset osat on suojattu suoralta kosketukselta paremmin kuin ensimmäinen numero ilmaisee.
IEC60529 (vanha nimi IEC529) määrittelee laitteiden sisällä olevien osien suojauksen ulkopuolelta tulevaa likaa, vedeltä ja ihmisen kosketusta vastaan. Suojaustaso ilmoitetaan useinmiten kirjaimilla IP ja niitä seuraavilla kahdella numerolla. Näistä numeroista ensimmäinen kertoo suojauksen ihmiskosketusta ja vieraita esineitä vastaan. Toinen numero kertoo suojaustason vettä vastaan. Mitä suurempia nämä numerot ovat, sitä paremmin laire on suojattu.
Ensimmäinen numero:
Numero Suojaustaso Suurin koskettavan halkaisija 0 Ei suojausta 1 Suojaus kämmenselkää vastaan 50 mm 2 Suojaus sormikosketusta vastaan 12.5 mm 3 Suojaus johtimilta ja työkaluilta 2.5 mm 4 Suojaus ohuilta johdoita ja työkaluilta 1 mm 5 Täysi kosketussuojaus, pölysuojaus 6 Täysi kosketussuojaus ja täysi pölysuojausToinen numero:
Numero Suojaustaso 0 Ei suojausta 1 Suojaus pystystä tippuvaa vettä vastaan 2 Suojaus tippuuvaa vettä vastaan, aina 15 asteetta pystystä saakka 3 Suojaus tippuuvaa vettä vastaan, aina 60 asteetta pystystä saakka 4 Kestää vesiroiskeet ja spraysuihkun 5 Kestää vesiruiskun joka suunnasta 6 Kestää suuripaineruiskun 7 Kestää väliaikaisen upotuksen 8 Kestää pysyvän upotuksen
Näiden lisäksi IP-koodin jatkeena voi olla lisäkirjain tai lisäkirjaimia. Lisäkirjaimen ilmaisee henkilöiden suojauksen suoralta kosketukselta jänniteisten osien kanssa (kun henkilösuojaus on parempi kuin ensimmäisen numeron ilmaisema). Lisäkirjainten merkitykset:
- A = Kämmenselkä (halkaisija 50 mm)
- B = Sormi (halkaisija 12 mm, pituus 80 mm)
- C = halkaisijaltaan 2,5 mm ja pituudeltaan 100 mm työkalu
- D = halkaisijaltaan 1 mm ja pituudeltaan 100 mm lanka
Esimerkiksi joihinkin pinta-asennusrasioihin merkitty suojauluokka IP44 tarkoitta, että sisällä olevat kykennät on suojattu niin, että yli 1 mm paksuiset esineet eivät voi koskettaa sisällä olevia kytkentöjä ja kotelo sietää joka puolelta tulevia vesiroiskeita.
Kotelointiluokat ja tavallisimmat käyttöpaikat (Finnpartia luettelosta 2001):
IP 20 tavallinen kosketussuojainen kuiva tila jossa ei mainitavasti pölyä IP 22 tippuvedenpitävä kostea tila, katoksen alla ulkona IP 23 sateenpitävä ulkona yli 50 cm korkeudella IP 34 roiskevedenpitävä kostea tila, märkä tila tai palovaarallinen tila IP 54 pölysuojainen pölyinen tila IP 55 suikuvedenpitävä märkä tila IP 67 veden- ja pölynpitävä märkä tila tai syövyttäviä aineita sisältävä tila IP 68 painevedenpitävä veden alla
Miten voin suojata elektroniikka kosteudelta ?
Elektroniikan kosteussuojaukseen on monia menetelmiä. Jos tiedät, että kytkentääsi käytetään kosteassa, niin kaikki piirilevyn kupariosat tulee lakata kunnolla suojalakalla, jotta kupari ei hapettuisi kosteassa. Peittämällä valmiin kytkennän muoviseen suojalakkaan, voit suojata myös komponentteja ja niiden jalkoja. Sopivia suoja/eristyslakkoja saa elektroniikkaliikeistä spraypullossa.
Itse laitteen kosteussuojauksessa yksi perusratkaisu on käyttää riitttävän tiivistä metallikotelo, joka ei päästä kosteuta sisälle. Hyviä koteloita vähän kosteaan tilaan ovat esimerkiksi kumitiivisteillä varustetut valumetallikotelot. Täysin ilmatiivillä kotelolla voidaan pitää kosteus ihan hyvin ulkona. Täysin tiivissä kotelossa pitää huomioida, että ilmanpaineen vaihtelut eivät saa vettä menemään sisään koteloon-
Jos laite on kosteissa oloissa, eikä täyttä tiiveyttä voida saada aikaan on yksi mahdollisuus laittaa metallikotelon sisälle pieni lämmitin (esim. tehovastus), joka pitää laitteen lämpötilan sen verran ympäristöä korkeampana, että vettä ei pääse haitallisesti tiivistymään laitteeseen. Tätä menetelmää käytetään monissa ulos sijoitettavissa laitteissa, esimerkiksi videovalvontakameroiden suojakoteloissa.
Hyvän kosteussuojauksen pienelle elektroniikkalaittelle saa tehtyä sijoittamalla sen pieneen muovikoteloon, joka valetaan sitten täyteen epoksihartsia tai täytetään sopivalla silikonilla. Kotelosta tulevat sitten vaan ulos johdonpätkät tai ympäristöolot kestävät liittimet. Tälläisellä ratkaisulla saadaan vesitiivis elektroniikkapaketti, jota ei valitettavsti voi enää korjata, jos se rikkoutuu. Tälläistä umpivalua käytetään monissa elektroniikkamoduuleissa, kuten autoelektroniikan konetilaan sijoitettavassa elektroniikassa ja esimerkiksi DC-DC-muuntimien koteloissa.
Jos ei halua valuhommiin ryhtyä, niin joissain tapauksissa kotelon täyttäminen tai ainakin kytkentöjen suojaaminen sopivalla vaseliinilla voi tarjota hyvän ratkaisun. Suojarasvaksi käynee auton akun napojen suojaksi tarkoitettu rasva. Se estää ilmankosteuden pääsyn akkukengille eli käytännössä hapetumisen. Tätä suojarasvaa löytyy autotarvikeliikkeistä.
Miten teen vesitiiviin suojauksen lämpötila-anturille ?
Lämpötila-anturin voi suojata ulko-oloja vasten joillain seuraavista menetelmistä:
- Kaksinkertainen kutistesukka anturin ympärille ja tarvittaessa liimatiivisrys päihin.
- Peitetään anuri sopivaan silikonimaiseen aineeseen. Sanitettisilikoni ei tarjoa tarpeeksi hyvää kosteussuojaa pidemmän päälle. Sikaflex voisi toimia peremmin.
- Pistät pieneen koteloon/metalliputken sisään ja valat kotelon täyteen hartsia.
- Dippaat anturin useita kertoja hartsissa tai sopivassa suojalakassa.
- Valat anturin kuumaliiman sisään.
Mitä tulisi otaaa huomioon verkkolaitteen sähköturvallisessa koteloinnissa ?
Seuraava ohje koteloinnista perustuu perustuu osittain osoitteessa http://koti.mbnet.fi/~huhtama/ele/art02.htm esitettyy materiaaliin:
Verkkojännitteellä toimivat elektroniikkalaitteet on aina koteloitava erityisen huolellisesti. Verkkokäyttöisen elektroniikkalaitteen koteloinnissa tulisi ottaa huomioon, että kotelointi on sähköturvallinen, mekaanisesti kestävä ja on paloturvallinen. Kotelon rakenteen on oltava sellainen että verkkojännitteisiin osiin ei pääse käsiksi koteloa avaamatta. Tuuletusaukkojen ja jännitteisien osien sijoitus kannattaa miettiä sellaiseksi että tuuletusaukoista mahdollisesti sisään tunkeutuvat metalliesineet eivät ainakaan ensimmäiseksi kosketa verkkojännitteisiä osia. Kotelon on myös syytä olla sellainen että sen avaaminen ei onnistu ilman työkaluja.
Käytännössä harrastelijoiden verkkokäyttöisissä laitteissa järkevät kotelovaihtoehdot ovat metallikotelo tai elektroniikkakäyttöön tehty valmis muovikotelo. Valmiit kotelot ovat useimmiten muovisia, joskus myös metallisia. Koko vaihtoehtoja on melko runsaasti ja useimmissa koteloissa, varsinkin muovisissa, on reunoissa valmiit uritukset joissa piirikortit pysyvät paikallaan. Koteloiden hinnat vaihtelevat muutamista euroista kymmeniin euroihin, ja niitä myydään useimmissa elektroniikka-alan liikkeissä.
Jos koteloitavassa kojeessa on runsasta jäähdytystä vaativia komponentteja, niin on parasta käyttää metallista jäähdytysaukoilla varustettua koteloa. Metallikotelon tapauksesa kaikki verkkojännitteiset osat tulee eristää kunnolla kotelosta ja/tai pitää riittävän kaukana siitä. Lisäksi metallikotelo tulee maadoittaa verkkopistokkeen maahan.
Mekaanisesssa toteutuksessa tulee ottaa huomioon, että laitteen tulee kestää normaali käyttö (ja pieni väärinkäyttökin) normaalissa käyttöolosuhteissa. Eli kotelon tulisi olla sen verran vahva että pieni pudotus ei sitä riko ja komponenttien kotelon sisällä niin tukevasti kiinni, että ne eivät irtoa tuossa pudotuksessa.
Kotelointiin liittyy myös muita turvallisuuseikkoja, erityisesti liittyen verkkojohtoon. Pistotulppaliitäntäisten kojeiden liitosjohtona on aina käytettävä tähän tarkoitukseen hyväksyttyä, kaksoiseristettyä kaapelia, jonka johtimet ovat monisäikeiset. Johtimia verkkokaapelissa tulee olla kaksi tai kolme riippuen siitä, onko koje maadoitettu. Tavallisissa kuivissa sisätiloissa käytettävän laitteen verkkokaapeliksi soveltuu muovieristeinen kaapeli.
Kun kaapeli tulee koteloon, tuleen sen vedonpoistosta huolehtia asiallisesti (ellei käytetä jotain koteloliitintä, jolloin verkkohto on irrotettava). Vedonpoistossa on parasta käyttää tähän tarkoitukseen tehtyjä tarvikkeita, koska muuten asiaa on hankalahko tehdä turvallisesti. Vedonpoistajan on oltava riittävän tukeva, jotta se ei vaurioidu kovemmastakaan johtoon kohdistuvasta nykäisystä tai jatkuvasta vedosta. Myös vedonpoistimen kiinnitys laitteen runkoon on oltava tukeva. Vedonpoistimen rakenteen on oltava myös sellainen että se ei missään tilanteessa vaurioita johdon eristeitä. Vedonpoistimen materiaalina on yleensä muovi, mutta myös metallisia rakenteita voidaan käyttää. Helpoimmata tuntuuvaa jatusta solmun käyttämisestiä vedonpoistoon ei tule käyttää, koska se ei ole luotettava eikä täytä sähkötuvamäääryksiä.
Verkkokaapelin reikä laitteen kotelossa on hyvä varustaa jonkinlaisella läpivientikumilla tai muulla johtoa suojaavalla rakenteella, esim. kumisella taivutussuojalla. Muovi- ja puurakenteisissa koteloissa tämä ei ole välttämätöntä, metallikuorisessa kotelossa suojaus on sen sijaan tehtävä erityisen huolellisesti. Metallikoteloiden kanssa monesti pääsee helpoimmalla, kun käyttää muovista valmistettua yhdysrakenteista vedonpoistajaa ja läpivientiä.
Verkkokytkimenä kannattaa omatekoisissa laitteissa käyttää aina kaksinapaista kytkintä, siis sellaista joka katkaisee sekä nolla- että vaihejohtimen (sinisen ja ruskean). Suojamaadoitus johdinta (kelta-vihreä) ei saa viedä kytkimen kautta. Kytkimen jännitteen kestoksi on oltava merkitty 250 volttia vaihtojännitettä (250 VAC), ja virrankestoa kytkimessä tulee olla mieluiten puolet enemmän kuin on laitteen ottama maksimivirta. Kytkimen runkorakenteen on olisi hyvä olla sellainen, jonka kuorirakenteissa on mahdollisimman vähän metallisia osia. Tämä vähentää sähköiskun riskiä, jos kytkimeen tulee mekaaninen vika. Parasta on siis käyttää muovirunkoista kytkintä, mielellään vielä sellaista joka on varmasti turvallista rekennetta (esim. FI-merkillä varustettu tia muun tunnetun testaulaboratorion testaama).
Omatekoiset laitteet on aina syytä varustaa verkkosulakkeella. Huokein ja tällaisessa käytössä paras ratkaisu, ovat tavalliset 5*20 millimetrin lasiputkisulakkeet. Ehkäpä parhaana voisi pitää laitekoteloon kylkeen tehtävään reikään kiinnitettävää pidintä, jossa sulakkeen pystyy vaihtamaan koteloa avaamatta. Verkkosulakkeen kotelon tulisi olla sellaista rakennetta, että siinä ei ole avattunakaan mitään helposti kosketeltavissa olevia jännitteisiä osia esillä avattunakaan. Tällaisen sulakkeen pystyy varsin turvallisesti vaihtamaan jännitteellisenäkin, joskin verkkojohdon irrottaminen pistorasiasta on erittäin suositeltavaa AINA sulakkeita vaihdettaessa.
Kotelon sisälle tulevia sulakekotelovaihtoehtoja ovat pienllä ruuvilla kotelon sisälle kiinnitettävä sulakepidin ja piirilevylle juotettava sulakepidin. Pienellä ruuvilla koteloon kiinntettävän sulakepitimen voi ruuvata suoraan muovikoteloon, joskin pitimen kiinnitysruuvi on syytä eristää siten että sitä ei pysty koskettamaan kotelon ulkopuolelta. Mikäli tällaista pidintä käytetään metallisessa kotelossa, on pitimen ja metallisen kotelon seinämän väliin syytä laittaa jonkinlainen eristelevy. Kotelon sisäistä sähköturvallisuuttta parantamaan (korjauksen varalta) joihinkin pidintyyppeihin on lisäksi saatavilla erillinen suojahattu, jonka voi painaa sulakkeen päälle.
Verkkosulake riittää toiseen verkkojohdon virtajohtimista, siis vaihejohtoon tai nollajohtoon. Kaiken taiteen sääntöjen mukaan sulake tosin on asennettava vaihejohtoon (ruskea), mutta pistotulppaliitäntäisessä laitteessa tällä ei ole käytännön merkitystä, koska nolla ja vaihe menevät ristiin, kun tulpan kääntää pistorasiassa. Yleisten värikoodiohjeiden mukaan sulakkeen asentaminen sinne ruskeaan johtoon on se paras vaihtoehto. Suojamaadoitusjohtimeen (kelta-vihreä) sulaketta ei saa asentaa missään tapauksessa!
Virtalähteissä ja muissa vastaavissa tapauksissa joissa muuntajasta löytyy paljon tehoa, on suositeltavaa asentaa sulake myös muuntajan toisio virtapiiriin. Periaatteessahan ensiön sulake, eli verkkosulake tulisi tässä tapauksessa mitoittaa siten että se palaa silloin jos toisiokäämi oikosuljetaan. Käytännössä tällaisen optimimitoituksen löytyminen voi kuitenkin olla vaikeaa, jopa mahdotonta, joten toisiopuolen sulakesuojaus on näin ollen suositeltava.
Laitteen verkkomuuntajan tulee olla hyväksyttyä mallia oleva verkkomuuntaja, eikä mikä tahansa rautasydämen ympärille kietaistu langanpätkä. Verkkomuuntajan tyypin valintaan vaikuttavat lähinnä käyttötarkoitus ja tehontarve. Pienille tehoille soveltuvat pienet pakkamuuntajat, jotka kiinnitetään kahdella tai neljällä ruuvilla kotelon runkoon. Metallikotelon kyseessä ollessa muuntajan rungon on syytä olla luotettavassa yhteydessä kojeen runkoon, jolloin muuntajan maadoitus tulee hoidettua samalla. Siis esim. tähtiprikat ruuvien alle. Puu- tai muovirakenteisissa koteloissa muuntajan runkoon kannattaa tuoda maadoitus, mikäli muuntajassa on liitäntäruuvi tätä varten.
Pienille theoille soveltuvat myös pöiirilevymuuntajat, joiden tehot ovat yleensä väliltä 1 - 10 VA. Piirilevymuuntaja on aina asennettava piirilevylle, sitä ei pidä lähteä virittelemään kotelon seinämille. Piirilevymuuntajaa käytettäessä on myös huomioitava piirilevyn ja sen kiinnityksien mekaaninen tukevuus. Folioinnissa on huomioitava se että verkkojännitteiset foliot tulevat riittävän etäälle hituvirta puolen folioista. Suositeltava etäisyys on pari senttiä, alle sentin etäisyyksiin ei parane mennä kuin aivan erityistapauksissa.
Jäähdytys
Miten mitoitan jäähdytysrivan ?
Peruslähtökohtana jäähdytyksen mitoituksessa on suurin sallittu tehokiven piipalan lämpötila. Tämän jälkeen katsotaan käyttöympäristön lämpötila ja lasketaan koko ketjun piipala-kotelo, kotelo-ripa, ripa-ilma lämpöresistansit. Täsmällisiä ohjeita tähän löytyy osoitteesta http://www.thermalloy.com/.
Miten asennan komponentin jäähdysripaan ?
Jäähdytysrivan oikeaan kiinnitykseen on tasan kolme vaihtoehtoa:
- 1) ripa suoraan tai kiillelevyllä kiinni komponenttiin ja lisäksi riittävä puristus (pulttaus tms)
- 2) ripa suoraan kiinni komponenttiin ja väliin ohuesti piitahnaa, nyt riittää pienempi puristus(jousipuristin tms). Tähän "sottaavaan" kategoriaan kuuluu myös lämpöjohtavat liimat.
- 3) rivan ja komponentin väliin lämpöäjohtava matto. Sopivalla alkupuristuksella pysyy tärinättömässä ympäristössä, pidike kuitenkin suositeltava.
Mitä tarkoittaa terminen resistanssi (yksikkö K/W) ?
Terminen vastus kuvaa jäähdystysprofiilin kykyä haihduttaa lämpötehoa. Jos jäähdytysrivan arvo on vaikka 10 K/W, niin kun siihen tuodaan 5W teho komponentista, niin tuo komponentti lämpeää 5W * 10K/W = 50K ympäristön lämpötilaa kuumemmaksi. Mitä tehokkaampi jäähdytysripa (isompi tai tehokkaammin muuten toimiva), sitä pienempi tuo temrinen vastus.
Tomi Engdahl <[email protected]>
Takaisin hakemistoon