9zip.ru Инструкции Самодельные корпуса: pizza-box

Думаю, даже при наличии доступа к типовым мировым аксесуарам и корпусам, предлагаемые решения будут многим полезны.

В электронике типовой дизайн принимается спокойно, положительно, но и только. Он оптимален для обезличенных плодов коллективного труда или компилятивов. Но если в начинке завелась оригинальная идея или там находитсь иная частица Я автора, активное начало стремится выразиться и внешне.

Сколько раз приходилось наблюдать, как любыми путями, в обход ОСТов, ГОСТов и приёмок заказчика, стоящая аппаратура приобретала свой истинный облик!

Предлагаю простую технологию изготовления любительских корпусов весьма своеобразного дизайна с большим творческим потенциалом.

Основа конструкции, порождающая неординарность её облика (здесь, если хотите - смейтесь) - алюминиевые двутавровые профили для сборных потолков, т.н. раскладки. Такие профили применялись в СССР до эпохи евроремонта, когда их сменили жестяные.

В связи с повальной эпидемией жить красиво, они в больших количествах заменяются и доступны для любого, кто докажет господам строителям, что отдать их вам спокойней и выгодней, чем во тьме тащить до ближайшего пункта скупки краденого цветмета.

При восприятии объектов в виде простых геометрических тел, что-то в наших генах акцентирует внимание на пропорции отношений объёмов и проекций, а также рёбра. Дизгармония только в этом, при всех остальных плюсах, даёт ощущение безобразия.

Компромис отношений объёмов и проекций, это художественное творчество в чистом виде. Для не посвящённых (profanus -лат.) в это таинство, только один совет - делате всё предельно функциональным и никакой отсебятины. Это просто и логично. Самолёты и военную технику делают не художники, но они естественно красивы. А вот к модельерам военной формы всегда есть и будут вопросы.

В типовых сборных конструктивах промышленной и научной электроники, сочленения отдельных элементов обычно и образуют рёбра. Угол, естественный для конструктора, для дизайнера проблемен. Наш врождённый психологический акцент на линию пересечения граней многократно усиливает восприятие естественных ошибок изготовления. В целом, даже добротно выполненный корпус, при наличии допустимых при сборке зазоров по углам, смотрится самоделкой.

Проблему аккуратных рёбер решаем так: используем одну полосу профиля для получения всех боковых стенок сразу. При этом рёбро получаем сгибом профиля с произвольным радиусом. Минимально необходимо только одно соединение на боковину и его можно не совмещать с ребром. Вид у заготовки корпуса очень симпатичный.

Угол с двойным изломом. Перед сгибанием профиля кусачками удаляются клиновидные участки козырьков с наружной и внутренней сторон будущего угла. На фото образца даны два варианта заделки козырьков угла.
Закруглённый угол. На образце видны утоньшение тавровых частей на участке сгиба. Они достаточно узки, чтобы не мешать сгибу данного радиуса. Полное их удаление на таком значительном участке слишком ослабит конструкцию и сделает её "жидкой".

Самый простой угол. До сгиба нужно удалить мешающие этому клиновидные участки тавровых частей снаружи и внутри. При правильном выборе геометрии вырезов образуемый угол сохраняет сплошную плоскость во внутренней своей части.

Возможен сгиб профиля без любых доработок, но закруглённый угол получается большого радиуса - от 30 см. Для уменьшения радиуса необходимо утоньшать тавровые части профиля.

Для качественного изгиба в нужных местах в обеих тавровых частях с обоих сторон кусачками выкусываются сегменты. После этого изгиб не вызывает никаких затруднений. Соединение концов изогнутой полосы в единую конструкцию достаточно произвести только в одной точке. Его тип не имеет значения, оно может быть клёпанным, винтовым или каким-либо иным.

Возможно несколько выриантов получения плавных углов с различными радиусами закруглений. Как видно из фотографий, при больших радиусах козырьки допустимо срезать не полностью, что улучшает вид конструкции и поднимает её механическую прочность.

Достаточная внешняя площадь блока боковых стенок делает его отличным радиатором. Нормальное значение для расчёта рассеиваемой мощности: 8 см длины боковины на ватт. При наличии на боковой стенке разъемов, ручек, тумблеров условия теплоотвода ещё более улучшаются.

Дно и крыша.

После получения боковых стенок можно заняться и днищем и крышкой. Материал можно брать практически любой: листовой металл, пластмасса, в том числе прозрачная, фольгированный текстолит и т.п. При использовании проводящих материалов корпус становится экранированным. Тоже хорошо.
В ряде случаев, например, для раздельного доступа к батарям питания и платам, рационально сделать дно или крышку составной из нескольких пластин.

Крепления к боковым стенкам удобно делать винтовым. Нарезать резьбу, в относительно тонких алюминиевых бортах нежелательно, проще использовать стандартные гайки, приклеенные эпоксидным клеем с нижней части горизонтальных козырьков.

Работа с мягким, податливым материалом совершенно не в тягость. Его можно резать любительской ножевкой, шлицовкой, резать ножем, обкусывать сложные формы кусачками, сверлить. Всё это быстро и прямо под конкретное устройство, даже без чертежа. У меня на корпус обычно уходит около часа времени. Для покупки готового требуется уж куда больше.

Особенность дизайна предлагаемой конструкции - пара козырьков, идущих вдоль всего корпуса. Они не только свежо выглядят, но и существенно улучшают эксплуатацию и защищают находящихся между ними ручки управления, разъёмы, элементы индикации, особенно, если ваш прибор работает в сложных условиях. Для световых индикаторов козырьки, экранирующие внешнее освещение, существенно поднимают контраст отображения.

Очень интересен корпус с одной или двумя прозрачными крышками. Особенно, если находящиеся внутри блоки стоит эффектно преподнести. Такой приём я в своё время использовал в любительском компьютере "Радио-86". Очень впечатляло.

Формально, нарочитое выпячивание и усиление конструктивных деталей в визуальном образе технического объекта есть классический признак кича. Здесь нужно быть внимательным и не переусердствовать. Хорошим основанием введения прозрачности может стать контроль за находящимися внутри элементами индикации.

Разместив на одной из сторон коробки ручку, мы получаем кейсоподобный транспортабельный прибор. Для удобства пальцам в районе ручки желательно сделать плавные уменьшения величины козырьков.

На больших поверхностях крышек здорово размещать объёмные инструкции и предписания, даже написанные крупными буквами. На внутренней их поверхности хорошо смотрятся схемы и справочные листки. Не конструктив, а голубая мечта бюрократа. Кстати, это тоже стиль.

Возможна работа в совсем оригинальной области формотворчества, не имеющей аналогов в дизайне аппаратуры. Если мы можем просто изготовлять замкнутые боковины одной высоты, совпадающие по высоте, так как для них использовался один профиль, то никто не может запретить использовать их одну внутри другой. При накрытии их общей крышкой, и фиксации на ней, вложенный контур можно открыть наружу, сделав по его внутреннему периметру в крышках отверстия. Плоский корпус с внутренними оконтуренными отверстиями - это свежо! Осталось найти такой находке достойно аргументированное фунциональное назначение. Если оно будет - успех неизбежен.

То, что вы сотворите, или хотите сотворить, можно проверить по медународной классификатору степени защиты корпуса от пыли, влаги и электробезопасности. Буквы IPnn с двумя цифрами помогут объективно сравнить ваш проект с имеющимися в продаже зарубежными аналогами.

Примеры конструкций



Типовой корпус для экспериментальной аппаратуры. Для раздельного доступа к зонам размещения узлов верхнюю и нижнюю крышки секционированы. Крепление крышек винтовое. Обычно на задней стенке ставят входные, выходные и контрольные разъёмы, предохранители и т.п., а передняя панель органична для индикации и органов оперативного управления. На боковых стенках резервируются места под внешние радиаторы. С боков удобно выходить шлицы подстроечных триммеров и колодки установочных переключателей. По паре пазов на каждой из боковых стенок служат для пропускания вертикальных фиксирующих стяжек при установке нашего устройства в стойку из аналогичных корпусов. Естественно, участки боковых стенкок за пазами нужно оставлять свободными.

В данной конструкции пластические возможности материала позволили выполнить в едином модуле с аппаратной частью кожух катушки встроенного сетевого шнура. Для получения изгибом, без разрезов боковин, радиуса кривизны в области кожуха в 140 мм оказалось достаточно уменьшить высоту боковых выступов на 60%. Уменьшены боковые выступы и в стедине нижней части корпуса, для получения "ножек", улучшающих устойчивость конструкции при установке на землю.

Конструкция не обязательно должна состоять только из профиля. Конструкцию корпуса только с профилем в верхней части имел и экспериментальный образец бортового "телевизионного центра", коммутировавшего и микшировавшего сигналы от нескольких камер. Они используются в испытательных полётах для слежения за поведением тех или иных элементов конструкции планера.

Под надёжной защитой козырьков, не выходяших за внешние обводы корпуса, расположены тумблеры, осевые переключатели, элементы индикации. Дополнительную защиту от превратностей жизни даёт ортогональность органов управления с коммутационной панелью, расположенной сверху. За два года активной жизни этого образца в зверских экспедиционных условиях реальных испытаний сбоев из-за "механических атак" удалось избежать.

В небольших по размеру корпусах использование по всему периметру алюминиевого профиля, из-за нависающих над платой внутренних козырьков, ограничивает возможности доступа к элементам. Удобнее гибридная конструкция с использованием профиля только для коротких, торцевых сторон. Основным формообразующим элементом является крышка со сформированными боковинами, в сборе опирающимися на торцы алюминиевого профиля. Доступ к деталям платы со снятой крышкой можно считать идеальным.

Для примера на рисунке изображен программатор, программно совместимый с популярным рядом Крот-РТ / РФ / МК. На торцы выведены разъём под кабель передачи данных (RS-232C), гнездо внешнего сетевого источника питания и разъём подключения индивидуальных модулей микросхем.

Сложные формы корпуса, получаемые из профиля не только эстетичны, но и чрезвычайно прочны. Механически они сопоставимы с литыми. Их стойкость обратно пропорционально размерам. Чем меньше, тем крепче. Нужно быстро сделать живущее "в поле" - берите за основу профиль. Герметизируется только один стык. Крышки ставим через уплотнительную резину. Чтобы не протекало внутрь по винтовым соединениям, делаем их по наружной стороне козырьков. Разъёмы и тумблеры берём герметичные.

На рисунке аэродромный генератор телевизионных тестов. Он на ремне - руки свободны для работы. Испытан стужей Мыса Шмидта, ливнями Арсеньева, зноем в Марах.

Области применения

Плоские конструктивы, именуемые "pizza-box", возникли для использования в качестве подставок подо что-то.

Периодически находятся фирмы, выпускающие персональные компьютеры в подобных корпусах. Монитор устанавливался сверху. Успех скромен. Здесь дизайнерская идея вступает в противоречие со стандартами РС, усложняя модернизацию начинки.

Сейсас тяготеют к данному конструктиву DVD плееры.

Часто такой конструктив выбирают для модульных конструкций, набираемых в стойки и используемых в неприспособленных изначально для РЭА помещениях. Тут главное конкурентное преимущество "коробки для пиццы" - малая высота корпуса, обеспечивает большое число позиций стойки. Такая гибкость, например, обычное требование для медицинской диагностической и лечебной аппаратуры.

Плоское решение корпуса очень удобно для экспериментальных образцов, поскольку открывает отличный доступ сразу ко всем платам и устройствам, как со стороны монтажа, так и деталей. Кому доводилось разрабатывать новые устройства, сразу оценит достоинства подобного подхода.

Стого говоря, до 90% постоянно ремонтируемых и улучшаемых радиолюбительских творений не выходят из экспериментальной стадии — как говорится, специфика жанра.

Внутрь "pizza-box" прямо просятся большие одноплатные устройства. С ростом интеграции элементов пока мода на них прошла, но, по мнению отдельных философов, движение идёт по спирали, а согласно библейскому пророку Екклезиасту и вовсе по кругу. На сколько градусов приблизилось новое явление больших плат, один Бог знает, а мы, как пионеры — всегда готовы!
Большая поверхность верхней крышки это сильная конкурентная позиция даного конструктива. Он идеален для применения, скажем, в качестве пульта, где достаточно места для массы регуляторов, кнопок, элементов индикации, включая ЖК экранные дисплеи. К тому же, он тонок и оператору удобно работать с ним, положив перед собой на стол. Сравните с клавиатурой перед вами.

Если к "pizza-box" приделать ручку для переноски, то получается нечто, напоминающее кейс. Согласитесь, удобно.

Если вы делаете небольшие устройства, с площадью крышки до 100 см2, то корпус восприниматся обычным, без выраженной пиццеобразности. Здесь, главное, правильно сыграть на наличии рёбер, обратив эту особенность в якобы заранее продуманный ход. Критиками воспринимается очень хорошо.
Если это интересно, то в отечественных авиационных интеллектуальных ракетах разработок 70...80-х годов электронный блок обычно состоял из набора восьмигранных, вписывающихся в обводы фюзеляжа т.н. блинов — отдельных плоских блоков, оформленных под pizza-box с двухсторонним доступом к четырём полуплатам, расположенных попарно с каждой стороны. Для модернизации и обслуживавния очень даже удобно.

Особенности электропитания

Высота корпуса позволяет использовать внутри него только очень маломощные сетевые трансформаторы. Можно, как иногда встречается в плоских конструкциях, использовать не один крупный трансформатор, а несколько малых.

При потреблении менее 15 Вт правильнее брать внешний сетевой трансформаторный блок питания в корпусе вилки, а к блоку подключать его низковольтный вывод.

Во-первых это решение делает вашу аппаратуру профессионально выполненной с точки зрения электробезопасности. Всё что является критичным по безопасности находится в покупном блоке питания и вы к нему отношения не имеете.

Во-вторых, весь набор необходимых устройству напряжений правильней создавать вторичными импульсными источниками питания, находящимися в устройстве. Они сами и их элементная база сейчас проблемой не являются.

При потреблении устройством более 15 Вт используйте плоские импульсные блоки питания (AC/DC), как покупные, типаж которых покрывает все мыслимые протребности, так и самодельные.

В случае использования для питания гальванических элементов, высота корпуса в 28...30 мм позволяет комфортно устанавливать в него элементы типоразмера R14 (size C - амер. класс. ANSI) d=26,2 мм, L=50 мм.
В большинстве случаев, их более чем достаточно. Алкалитические (в обозначении должно быть слово ALKALINE: щёлочь -англ.) элементы LR14 по ёмкости и стоимости единицы энергии предпочтительнее дешёвых стандартных соляных элементов следующего популярного типоразмера R20 (size D) d=34,2 мм, L=61,5 мм.

Плоские батареи, известные у нас как КБС (типоразмер 3LR12), на 4,5V и габаритами 62х22х67 мм с большим запасом вписываются в обводы корпуса.

Если появится идея использовать в подсистеме питания экзотические пока солнечные элементы, то боковые панели, в том числе и прозрачные, только этого и ждут.

Понравилась статья? Коля говорит: поделись с друзьями!