Kezdőlap / Portfolio / Szervomotor Vezérlő Elektronika Hőmérséklet Szimuláció Videóval – 1. Rész

Szervomotor Vezérlő Elektronika Hőmérséklet Szimuláció Videóval – 1. Rész

Szervomotor Vezérlő Elektronika Hőmérséklet Szimuláció Videóval – 1. Rész

Ha elektronikáról esik szó, a legtöbben számítógépekre, mobil eszközökre vagy elektromos autókra gondolunk. Azonban elektronika hőmérséklet szimuláció szempontjából az ipari alkalmazások között is találunk szép példákat. Az itt szereplő vezérlő elektronika szervomotorokat irányít, amelyek egy orvosi berendezés páciens asztalát mozgatják. A vezérlő az asztal alatt egy viszonylag kis méretű zárt térben működik és gondosan megtervezett léghűtési rendszerre van szüksége ahhoz, hogy az érzékeny elektronikus egységek hőmérséklete a megengedett maximum alatt maradjon.

Csakhogy ezzel a védőburkolat kialakítással akadt egy kis probléma.

Nincs ventilátor, pedig kellene a segítség

A burkolaton két helyen vannak szellőzőnyílások: a felső felületen van a kisebb keresztmetszetű, alul pedig egy nagyobb nyílásokkal rendelkező szellőző található.

1_controller_geo_orig_top_1
Szellőzőnyílások a vezérlő burkolatának felső felületén
1_controller_geo_orig_bottom_1
Szellőzőnyílások a vezérlő burkolatának alsó felületén

Ha a narancs színű 1mm-es vastagságú lemez burkolatot eltávolítjuk, két fő nyomtatott áramkör kerül napvilágra. Különösen a felső nagyobb van jól megpakolva alkatrészekkel és még egy kicsi függőlegesen álló kártya is tartozik hozzá két, a bal oldali képen pirossal színezett mikrocsippel, ami a bal oldali képen alul és középen látható. A jobb oldali képen látható alsó nyomtatott áramkör valamivel kisebb, de több mikrocsip van rajta: egy nagyobb piros színű és sok kisebb szürke színnel jelölt egység.

Igen, a vezérlőben nincs ventilátor, ami segítené a hűtőlevegő áramlását. Lehet, hogy nem fért el, de én inkább arra gyanakszom, hogy túl zajos lenne ehhez az alkalmazáshoz, így a szellőztetést a természetes levegőáramlásnak kell megoldania.

2_electronics_geo_upper_pcb_1
A felső nyomtatott áramkör igencsak meg van pakolva alkatrészekkel, a diódák, ferrit gyűrűk és kondenzátorok mellett van egy kisebb kártya is
2_electronics_geo_lower_pcb_1
Az alsó kártya kisebb, de több mikrocsip van rajta, a piros és szürke színűek mind jelentős mennyiségű hőt termelnek

Az a nagy szürke blokk pedig okkal van a vezérlőhöz rögzítve. Alumíniumból készült és segít a felső nyomtatott áramkör bal oldalán lévő hosszú sor diódától elvonni a hőt. Az alumínium tömb szerkezeti merevséget is ad a vezérlőnek és rögzítési pontjai is vannak azért, hogy a gép vázához lehessen csavarozni.

Együttműködő tervezők

Ahhoz, hogy a tervezési folyamat eljusson ebbe az állapotba egy villamosmérnöknek és egy gépészmérnöknek kellett együtt dolgoznia. Ők közösen készítették el az itt látható CAD modellt. Normál esetben a tervezők elküldenék a dokumentációt a valahol az épület egy másik pontján lévő prototípus készítő műhelybe, ahol a vezérlőt megépítenék, elkezdenék tesztelni és ekkor felmerülne egy-két probléma.

De nem ennél a cégnél. A tervezők a CAD modellt elküldték nekünk azért, hogy nézzük meg CFD szimulációval, milyen komponens hőmérsékletek várhatók. És a prototípus helyett, ami nemcsak drága, de sokáig is tart megépíteni, a szimuláció sokkal gyorsabban mutatta ki, hogy lenne még mit finomítani a terven és ráadásul a problémákra képes megoldásokat is mutatni.

Az alábbi videóban megmutatom, hogy a szimuláció milyen problémákat jelzett és azt is elmondom, hogy ezek miért alakultak ki. De ez a videó ennél sokkal többet is ad. Elmondom és megmutatom, hogy ezt a hőtani szimulációt hogyan készítettem el.

Hasznos lehet, még ha nem is az SC/Tetrát használod.  Vagy akkor is, ha Te magad nem készítesz áramlás- és hőtani szimulációkat, de érdekelt, milyen lépéseken keresztül jutunk el az eredményekig. A videó azért is hasznos lehet, mert a komment mezőben kérdezhetsz is, ha valamelyik részről többet szeretnél megtudni.

Dr Dúl Róbert

Top