Основы дизайна корпусов из пластика для РЭА

Перевод статьи Enclosure Design 101 by John Kreisher

Несмотря на то, что основой любого электронного продукта являются его внутренние компоненты, узнают его именно по внешней оболочке, корпусу, привлекающему внимание своим дизайном и понятными органами управления.

В этом посте мы рассмотрим пошаговую разработку корпуса на примере датчика состояния почвы. В основе — этот замечательный проект Райна Мэдсона. Используя всего несколько сенсоров, плату для разработки Photon от Particle с Wi-Fi модулем и облачную онлайн-платформу Fathym, ему удалось собрать систему непрерывного мониторинга влажности и температуры для домашнего растения.

В рамках данного проекта мы сосредоточимся на функциональности корпуса и опустим разработку внешнего вида.

Для любого проекта первым шагом, позволяющим избежать ненужного увеличения стоимости и трудоёмкости, выполнив работу в заявленный срок, является чёткое и полное определение требований к корпусу.

На этом этапе нужно задать вопрос: какую функцию должен выполнять мой корпус и каковы его базовые особенности?

Вот основные требования для корпуса нашего изделия:

1. Корпус должен вместить в себя плату Photon, а также датчики температуры и влажности.
2. Датчик влажности должен погружаться в почву минимум на дюйм.
3. Для управления устройством на корпусе должны располагаться две кнопки.
4. Необходимо обеспечить видимость смонтированного на плату светодиода.

Вышеперечисленные параметры являются обязательными для успешного дизайна. Обратите внимание, что мы не добавляем никаких специфических условий вроде конкретной толщины корпуса. В самом начале придерживайтесь базовых требований, чтобы в дальнейшем можно было добавить необходимые свойства без лишних проблем.

Советы профессионалов. Зачастую электронные компоненты заметно нагреваются во время работы. В таком случае позаботьтесь о наличии вентилятора и/или вентиляционных отверстий.

Приступим к работе. Начать стоит с осмысления расположения внутренних частей и их крепления.

В идеальном случае вы должны чётко понимать внутреннее устройство изделия — это поможет разработать корпус в точном соответствии с задуманным. В нашем случае мы имеем плату Photon Particle Board, датчики температуры и влажности почвы.

Создание моделей крупных частей — платы и датчика влажности почвы — упростит разработку конструкции. В ряде случаев изготовитель сам предоставляет необходимые чертежи или 3D-модели.

Нам удалось найти чертежи платы и датчика и на их основе создать 3D-модели.

В нашем случае нет необходимости наносить все элементы изделия. Важны только габаритные размеры и стыковочные элементы — всем остальным можно пренебречь.

Например, приведенные здесь модели датчика влажности и платы достаточно схематичны, но их внешний вид представлен вполне наглядно.

Имея на руках модели внутренних частей, можно приступить к созданию оболочки корпуса вокруг них. Начнем с создания простой открытой формы из прямоугольного примитива.

Поскольку изготовление корпусов в нашем случае производится литьём под давлением, необходимо стремиться сохранить одинаковую толщину стенок по всей форме корпуса.

Мы установим универсальную толщину стенок 1,5 мм, поскольку такие значения позволяют использовать 3D-печать наравне с литьём.

В следующем письме расскажем о разработке металлических корпусов.