انتخاب محفظه: در میدان واقعا چه چیزی الکترونیک را میکشد
درجه آیپی یک آزمون آزمایشگاهی را توصیف میکند، نه یک کارخانه را. سازوکارهای واقعی خرابی میعان، چرخه دمایی، حمله شیمیایی و ارتعاشاند — و درجه درباره هیچکدام تقریبا چیزی نمیگوید.
بپرسید یک محصول چه محفظهای میخواهد و پاسخ به شکل یک درجه برمیگردد: IP66، IP67، NEMA 4X. درجه سودمند است، اما نتیجهای آزمایشگاهی است — مقدار مشخصی آب که از زاویه مشخصی برای زمان مشخصی روی محفظهای نو در دمایی پایدار پاشیده میشود. چیز کمی در یک کارخانه به آن آزمون شبیه است، و سازوکارهایی که واقعا الکترونیک میدانی را نابود میکنند بیشتر همانهاییاند که درجه اندازهشان نمیگیرد.
نخستین و رایجترین میعان است، و نکته مهم این است که از درون میآید. جعبه آببند در برابر آب مایع آببند است، نه در برابر بخار آبی که همان هنگام مونتاژ در هوای محبوس بوده. محفظه روز گرم میشود و شب سرد؛ در هر چرخه هوای درونی منقبض و منبسط میشود و جعبهای که کامل آببند نیست هوای نمناک تنفس میکند. وقتی سطح درونی زیر نقطه شبنم میرود، آب روی سردترین چیز درون جعبه مینشیند که مکررا همان برد است. درجه آیپی بالاتر این را بدتر میکند نه بهتر، چون خشکشدنی را کند میکند که جعبه نشتدارتر طبیعتا انجام میداد. درمانها عبارتاند از دریچه تنفس با غشای آبگریز، پوشش کانفرمال، رطوبتگیر با برنامه تعویض واقعی، یا قرار دادن عامدانه منبع گرما جایی که برد را بالای نقطه شبنم نگه دارد. انتخاب IP68 و امیدوار بودن جزو آنها نیست.
دومی چرخه دمایی است که به جای قطعات به اتصالها حمله میکند. هر مادهای در مجموعه با نرخ خودش منبسط میشود، پس هر چرخه اتصالهای لحیم، تماسهای کانکتور، سطوح رزین و گلندهای کابل را اندکی کار میدهد. در طول هزاران چرخه این ترک اتصال، خوردگی سایشی روی تماسها و آببند گلندهایی میسازد که آنقدر شل شدهاند که آب را راه بدهند. چرخه همان چیزی است که واشرها را هم شکست میدهد: الاستومر فشرده تغییرشکل دائمی میگیرد، و آببندی که هنگام راهاندازی خوب بود، پنج تابستان بعد آببندی است که فقط خوب به نظر میرسد. تعداد چرخهها و بازه را مشخص کنید، نه فقط بیشینه دما را.
سومی حمله شیمیایی و فرابنفش به خود محفظه است نه به الکترونیک. پلیکربنات عالی است تا وقتی به برخی مواد شوینده، آمونیاک یا فرابنفش پیوسته برسد که در آن نقطه موییترک میزند و بعد میشکند. فولاد زنگنزن عالی است تا وقتی گرید نادرست در نزدیکی کلریدها باشد که حفرهدار میشود. آلومینیم عالی است تا وقتی در ناحیه شستوشو با شوینده قلیایی بنشیند. در کارخانههای غذایی رژیم نظافت معمولا مهاجمتر از خود فرایند است؛ در نصبهای ساحلی و بیابانی بار فرابنفش و نمک همان حالت طراحی است. بپرسید چه چیزی و چند وقت یک بار رویش پاشیده میشود، چون آن پاسخ ماده را بیش از درجه نفوذناپذیری تغییر میدهد.
چهارمی ارتعاش و بارگذاری مکانیکی است که بهندرت محفظه را میشکند و مکررا آنچه را درونش است. قطعات سنگین — خازنهای بزرگ، کانکتورها، رلهها، هر چیز طرهای — تنش را در اتصالهایشان متمرکز میکنند. کابلهایی که بدون مهار کشش وارد میشوند هر حرکتی را به برد منتقل میکنند. گلندی که روی کابلی سفت شده و بعد کابل کشیده میشود، به لولا بدل میگردد. روی تجهیزات متحرک، ماشینآلات معدنی و هر چیزی که روی موتور یا کمپرسور سوار است، این سازوکار غالب است و مدتها پیش از آنکه به شکل دستگاه مرده ظاهر شود، به شکل خطای متناوب خودش را نشان میدهد.
سپس محدودیتهای عملیای که سازوکار خرابی نیستند اما به هر حال طراحی را تعیین میکنند. گرما باید بیرون برود: جعبه آببند نمیتواند به هوای بیرون همرفت کند، پس مسیر هدایت از دیواره است، و دستگاهی که بیش از چند وات در محفظهای زیر آفتاب مستقیم تلف میکند، آن مسیر را باید حساب کند نه فرض. آنتن درون فلز کار نمیکند، پس هر دستگاه بیسیم در محفظه فلزی به آنتن بیرونی یا پنجرهای نیاز دارد و سوراخ حاصل آببند دیگری است که باید درست شود. و دسترسی مهم است: محفظهای که برای تعویض باتری، سیمکارت یا کارت حافظه باید باز شود، محفظهای است که آببندیاش فقط به اندازه آخرین کسی که بستش خوب است، و مشخص کردن پیچهای اسیر و واشری که باز و بسته شدن مکرر را تاب بیاورد تصمیم طراحی واقعی است.
روش کارآمد این است که پیش از انتخاب هر چیزی محیط را بنویسید: بازه دما و تعداد چرخه در روز، رطوبت و اینکه آیا میعان انتظار میرود، چه مایعاتی و با چه فشار و دمایی تماس میگیرند، مواجهه شیمیایی شامل شویندهها، فرابنفش، نیمرخ ارتعاش و نحوه نصب، ارتفاع اگر مربوط است، و اینکه چه کسی و چند وقت یک بار بازش میکند. سپس درجه را برای تطبیق با آن توصیف انتخاب کنید نه اینکه درجه بالا را جانشین داشتن آن توصیف کنید.
سرانجام، به همان شکلی بیازمایید که خراب خواهد شد، نه به همان شکلی که استاندارد میآزماید. محفظه چرخهای که واحد را با حضور رطوبت از سرد به گرم میبرد، مشکلات میعان را در چند هفته مییابد که میدان در یک سال مییافت. اجرای مه نمکی گرید نادرست فولاد را پیدا میکند. و یک واحد که یک فصل روی پشتبام رها شود، ابزارگذاری شده و در پایان باز شود، ارزانترین و صادقانهترین آزمون محیطیای است که هر کسی اجرا میکند.