בחירת המארז, מקור האנרגיה, כניסות הכבלים ואמצעי פינוי החום משפיעה על התאמתה של מערכת אלקטרונית לסביבת העבודה. הפתרונות האלקטרומכניים והתרמיים של החברות המיוצגות בישראל על ידי פ.וייס, נותנים מענה להיבטים שונים בתכנון, מהגנה מכנית ואטימות ועד סיכוך אלקטרומגנטי וזרימת אוויר.
ת כנון מערכת אלקטרומכנית אינו מסתיים בבחירת המעבד, החיישנים או רכיבי התקשורת. המארז שבו מותקנת האלקטרוניקה, מקור האנרגיה, אופן העברת הכבלים והיכולת לפנות אוויר חם משפיעים על פעולת המערכת ועל התאמתה ליישום. דרישות אלו משתנות ממוצר למוצר. התקן לביש מציב מגבלות שונות ממערכת המותקנת בארון בקרה, ומכשיר רפואי אינו מתוכנן בהכרח לפי אותם שיקולים של מערכת תעשייתית או צבאית. לכן, כבר בשלבי התכנון נדרש לבחון את תנאי הסביבה, דרגת האטימות, החומר שממנו מיוצר המארז, סוג הסוללה, מבנה כניסות הכבלים ודרישות הקירור. פ.וייס מייצגת בישראל יצרנים בתחום הזיווד מהזיווד ועד הסוללה: שיקולים בתכנון מערכת אלקטרו-מכנית האלקטרו־מכני, הסוללות, ניהול הכבילה והמפוחים. ארבעת היצרנים הנסקרים כאן מספקים רכיבים המיועדים להיבטים שונים במעטפת הפיזית והתפעולית של המערכת.
בחירת חומר המארז בהתאם לסביבת העבודה
חברת OKW הגרמנית מייצרת מארזים ופתרונות זיווד מפלסטיק למערכות אלקטרוניות. בחירת החומר שממנו מיוצר המארז תלויה בדרישות המכניות ובתנאי הסביבה שבהם צפוי המוצר לפעול. דורות מוקדמים של מארזי החברה התבססו על פלסטיק מסוג ABS . בהמשך נוספו מארזים העשויים פוליקרבונט (PC), המתאפיינים בעמידות גבוהה יותר בפני שבר. עבור יישומים החשופים לתנאי חוץ ולקרינת שמש ישירה מציעה החברה גם מארזים מתרכובת ASA+PC , המשלבת עמידות מכנית עם התאמה לחשיפה לקרינת שמש.
מארזים לאפליקציות משתנות
מגוון המארזים מיועד לכמה קבוצות יישומים. מארזים להתקנים לבישים ולחיישנים יכולים להשתלב במערכות תקשורת, בטיחות, כושר ומכשור רפואי, וכן בחיישנים המותקנים על מכונות תעשייתיות. מארזי "שלט" מיועדים בין היתר לשלטים חוטיים ואלחוטיים, ליחידות
הפעלה של מכונות ולציוד רפואי. למערכות קבועות מוצעים מארזים להתקנה על קיר, למשל עבור לוחות שליטה, מערכות אזעקה ויחידות קליטה ושידור. דגמים מסוימים מאפשרים גם התקנה על עמוד באמצעות אזיקונים או ברגים. מארזים אחרים מיועדים להתקנה על מסילת DIN בתוך ארונות חשמל ובקרה, במידות ובמבנים שונים. במערכות המותקנות מחוץ למבנה נדרשת התייחסות מיוחדת לאטימות. OKW מציעה מארזים בדרגות אטימות IP66 IP65 ו־ IP67 עבור יישומי בקרה ומדידה, לרבות מערכות למדידת גזים, זיהום אוויר, איכות מים וכלור. דרגת האטימות המתאימה צריכה להיבחר בהתאם לאופן ההתקנה ולחשיפה הצפויה לאבק ולמים.
שירותי עיבוד משלים להתאמת המארז למוצר הסופי
כדי להתאים את המארז לממשק המשתמש של המוצר כולל האלקטרוניקה והקשיחים המתממשקים אליו, מציעה OKW שירותי עיבוד משלים, המאפשרים להתאים את המארז בצורה טובה לדרישות היישום. שירותים אלה כוללים קידוח וכרסום CNC
לצורך יצירת חורים, פתחים, חריצי אוורור ומבנים פנימיים. ניתן לבצע גם צביעה בגוונים ובמרקמים שונים, וכן הדפסה בטמפון, הדפסה דיגיטלית ושיטות הדפסה נוספות בהתאם לחומר ולמבנה המארז. סימון בלייזר מאפשר להוסיף ברקוד, מספר סידורי או מידע אחר לזיהוי כל יחידה. אפשרות נוספת היא שילוב מדבקות ולוגו כחלק מן המוצר המוגמר. ביישומים בעלי דרישות מיוחדות ניתן להזמין יציקה מחומר פלסטי מוגדר, לבחור צבע המשולב בחומר לפני היציקה או להשתמש בתרכובות הכוללות מעכבי בעירה. החברה מציעה גם ציפוי מתכתי פנימי לצורך סיכוך אלקטרומגנטי, במטרה לצמצם הפרעות בין רכיבים ומכשירים אלקטרוניים. לצד העיבוד קיימים אביזרים משלימים, ובהם תפסים, רצועות, בתי סוללה, מגעים לסוללות, כניסות כבל, משווי לחצים, רגליות, מסילות DIN , ברגים, מרווחים, מסכי מגע ומגעים לתחנות עגינה. בחלק מהמקרים ניתן לקבל גם שירותי הרכבה מכנית של רכיבים אלה.
בתמונות מימין לשמאל: אפליקציית חיישן, שלט, יחידת בקרה קבועה, מונה על פס .DIN
בתמונות: אפליקציות תעשייתיות ב IP גבוה.
התאמת הסוללה והטמעתה במערכת שלך
חברת Renata השווייצרית, מקבוצת Swatch Group מייצרת סוללות ובתי סוללה למוצרים אלקטרוניים. המבחר כולל סוללות ראשוניות שאינן נטענות, סוללות נטענות ואמצעי חיבור למעגל המודפס. סוללות הליתיום הכפתוריות של החברה פועלות במתח של 3 וולט. הן זמינות עם רגליים אנכיות או אופקיות, וכן ללא רגליים, בקטרים שבין 10 ל־ 24 מ"מ ובעוביים שבין 1.6 ל־ 7.7 מ"מ. בחירת התצורה והרגליים של הסוללה תלויים בממדי המוצר ובאופן שבו הסוללה מיועדת להתחבר למעגל או לבית הסוללה. ליישומים נטענים בעלי פולס גבוה מציעה החברה סוללות ליתיום־פולימר במתח עבודה של 3.7 וולט ובמידות שונות. הסוללות מיועדות בין היתר למכשור רפואי, למצלמות וליישומים ניידים בעלי צורכי אנרגיה קטנים עד בינוניים. משפחת מוצרים נוספת כוללת סוללות Silver Oxide כפתוריות שאינן נטענות, במתח של 1.55 וולט. החברה מציעה יותר מ־ 40 דגמים הנבדלים במידות ובמאפייני הפריקה. יישומים אפשריים כוללים מכשור רפואי, שעונים, שלטים ומערכות אלקטרוניות זעירות. Renata מספקת גם בתי סוללה להרכבת Through-Hole או Surface Mount על גבי מעגלים מודפסים. ההיצע כולל בתי סוללה בעלי פרופיל נמוך, תצורות אנכיות ודגמים עם מגעי זהב.
בתמונות מימין לשמאל: סוללת ליתיום, סוללה עם רגליים, סוללת LIPO , סוללת .SO
בתמונות מימין לשמאל: צביעה, הדפסה פלורוסנטית, הדפסת לייזר, עיבוד משלים.
בתמונות מימין לשמאל: מעברים לכבלים עם קונקטורים וללא קונקטורים.
בתמונות מימין לשמאל: פתרונות להפחתת הפרעות אלקטרומגנטיות (EMC)
ניהול כבילה חכמה לכבלים עם קונקטור
כניסת כבלים לארון או למארז היא נקודת ממשק שעשויה להשפיע על האטימות, על מאמצי המתיחה המופעלים על הכבל ועל ההתמודדות עם הפרעות אלקטרומגנטיות. חברת ICOTEK הגרמנית מפתחת פתרונות לניהול כבילה, לסיכוך ולהפחתת הפרעות
אלקטרומגנטיות (EMC) ,עבור כבלים שכבר מותקן עליהם מחבר, החברה מציעה מעברים נפתחים המאפשרים להעביר את הכבל דרך דופן המארז מבלי לפרק את המחבר. פתרונות מסוימים מאפשרים להגיע לרמת אטימות גבוהה של עד .IP68 לכבלים ללא מחבר קיימות מסגרות המאפשרות לרכז מספר גדול של כבלים בשטח מוגבל. בהתאם לדגם ולמבנה המערכת, ניתן לקבל רמות אטימות IP66 או .IP68 החברה מציעה גם פתרונות לסיכוך ולהפחתת הפרעות אלקטרומגנטיות. חלקם מיועדים לסיכוך בלבד ואחרים משלבים סיכוך עם הקלת המתיחה על הכבל העובר. ניתן להתקין את האביזרים על דופן, על מסילת DIN או בתוך ארונות ומארזים, עבור כבל יחיד או מספר כבלים.
קירור במערכות רפואיות ותעשייתיות
כאשר המערכת האלקטרונית מייצרת חום, נדרשת התאמה בין ממדי המפוח או המאוורר, מתח ההפעלה ואפשרויות זרימת האוויר. חברת Micronel השווייצרית מפתחת מאווררים ומפוחים מיניאטוריים המיועדים, בין היתר, למכונות הנשמה למבוגרים וילודים,
לקירור אלקטרוניקה, לפינוי אוויר חם, ליצירת ואקום ולפינוי גזים. סדרת F כוללת מאווררים שטוחים במידות הנעות מ־ 25×25 מ"מ ועד 120×120 מ"מ, ובעוביים של 15 , 25 או 38 מ"מ. המאווררים מוצעים במתחי הפעלה של 5, 12 או 24 וולט. סדרת D כוללת מפוחים המוגדרים כ"תותחי אוויר". ניתן להתאים פרמטרים שונים שלהם לפי דרישות הלקוח. הסדרה מיועדת בין היתר לפינוי אוויר חם ביישומים צבאיים ותעופתיים. סדרת U מיועדת ליישומים רפואיים, תעשייתיים ויישומי חירום. נמצאים בשימוש מכשירי הנשמה, מערכות, CPAP הנשמה ליילודים, תהליכי ניפוח ויצירת ואקום, ייבוש בתהליכי ייצור, פינוי חום ממערכות אלקטרוניות וקירור מנועים. שימושים נוספים כוללים מסכות גז ומערכות נשימה המסננות אוויר מזוהם.
בחירת הרכיבים כבר בשלב התכנון
המארז, הסוללה, כניסות הכבלים והמפוח נתפסים לעיתים כרכיבים משלימים, אך בפועל כל אחד מהם כפוף לדרישות המערכת ולתנאי ההפעלה שלה. מעבר ממערכת המותקנת בתוך מבנה למערכת חיצונית, למשל, עשוי לשנות את דרישות החומר והאטימות. הוספת מחברים מקוריים משפיעה על בחירת פתרון מעבר הכבלים, והגדלת צפיפות הרכיבים עשויה לחייב בחינה מחודשת של זרימת האוויר. בחינה מוקדמת של הממשקים המכניים, החשמליים והסביבתיים מאפשרת לבחור רכיבים מתאימים ולתכנן את ההתאמות
הנדרשות במארז, בכבילה ובמערכת הקירור.
בתמונות מימין לשמאל: מפוח רדיאלי, מאורר שטוח, מפוח תעשייתי ותותח אויר.
הכותב:
אריה וייס, מנהל טכנולוגיות, פ.וייס, המרכז הישראלי לזיווד אלקטרו־מכני וסוללות pweiss@pweiss.co.il | 09-7677500
קרדיט לתמונות: ICOTEK ,Renata,OKW ו- Micron
