Защита устройств от пыли и влаги. Разбираемся в обозначениях IP стандарта / Блог компании Madrobots / Хабр

Что делать, если модель есть, а влагозащиты – нет

Но что предпринять, если модель уже куплена, и на ней нет влагозащиты? Существует два варианта.

Ipхх — что это значит?

Итак, IP стандарт — это международный стандарт, который классифицирует степень защиты устройств от проникновения твердых частиц мельчайшей фракции (фактически, пыли) и воды. Кстати, степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP) определяется по ГОСТ 14254-96.

Стандарт разработан на основе стандарта МЭК 60529 1989 г. и введен в действие с 1 января 1997 г. International Protection Rating вводит обозначение IPXX, где вместо «XX» стоят цифры. В качестве примера можно привести два наиболее распространенных стандарта для пользовательских устройств — IP67 и IP68.

Здесь первая цифра означает степень защиты от инородных твердых тел (пыль, металл, пальцы человека и т.п.). Минимальная защита 0 (устройство пригодно только при использовании в корпусе), максимальная — 6 (полная защита от пыли).

Вторая цифра показывает степень защиты от проникновения влаги. Минимальная защита 0 (любая влага может повредить устройство), максимальная — 8 (устройство не боится воды, его можно погружать на глубину более 1 метра).

Испытания водоустойчивости проводятся вот в таких боксах

После цифр иногда могут идти и буквы, которые предоставляют дополнительную информацию о степени защиты устройства от внешних факторов. Но для потребительских устройств такой тип обозначения встречается редко, поэтому сейчас его рассматривать не будем.

Согласно Википедии, максимальная степень защиты по стандарту IP — IP69-K. Так маркируют корпуса устройств, которые могут выдерживать высокотемпературную мойку под высоким давлением. В этом случае пришлось даже ввести дополнительную маркировку (напомню, что общепринятое обозначение максимальной защиты от воды — 8, а не 9).

Иногда вместо одной из цифр в обозначении степени защиты конкретного гаджета можно видеть Х. Например, IPX7. В этом случае обозначение говорит, что устройство не тестировалось на предмет защиты от пыли, но воды оно не боится.

Автомодели с полной влагозащитой

[TRA82056-4;TRA39086-4;TRA56076-4;TRA72076-3;]

Смотреть весь каталог моделей с влагозащитой→

Акриловые лаки [править]

Акриловые лаки (в том числе аэрозольные: акриловый спрей), а также любые акриловые лаки (даже художественные). У них у всех хорошие электроизоляционные характеристики. Самый известный и популярный – Plastik 71.

Плюсы:

• материал полностью готов к работе
• удобно наносить: кисточкой или распылять аэрозольным баллончиком

Минусы:

• в большинстве случаев требуется послойное нанесение с сушкой между слоями.
• требуется специальная подготовка пространства для нанесения аэрозольных лаков: чтобы не испортить окружающие предметы.
• сильный запах, вредные испарения.
• в процессе эксплуатации (изменение температуры, солнечный свет, ультрафиолет) лак может растрескиваться, нарушается влагоизоляция.

• “Nanoprotech” – защитное покрытие для электрики, от влаги, окисления и короткого замыкания. (Есть, например, в “Оби”, в отделе бензопил).
• Спрей-лак ISOTEMP (кремнийорганическая смола) – термостойкое, влагоотталкивающее и водонепроницаемое защитное покрытие на силиконовой основе. Смывать его можно изопропанолом, в том числе спреем, можно предварительно обработать спреем “Flux-Off”.
• По-военному надежно, но сложнее менять детали – “Urethan”
• Менее надежно (хотя более, чем достаточно) – Акриловый лак “Plastik 70“, наносить лучше минимум в 2 слоя (4 слоя – уже надёжное толстое покрытие), смывается тем же “Flux-off” или просто изопропиловым спиртом.

Внимание !!! Пластик 71 (Plastik 71) в пузырьках разливается в Москве, производится неизвестно где, выглядит как водичка, 10 слоёв – еле видно, 95% растворителя. Когда-то был хорош. Потом бадяжить стали.

Влагозащита и водонепроницаемость – одно и то же?

При попадании влаги в модели на радиоуправлении страдают, прежде всего, электронные компоненты – регулятор оборотов, приемник, сервопривод и двигатель. Не забывайте – у Вас машина, а не подводная лодка, не следует устраивать мощные заплывы и бороздить на ней дно водоемов 🙂

Модели крупных известных компаний (Traxxas, Kyosho и т.д.) уже имеют в базовой комплектации влагозащищенные элементы электроники, проверенные в заводских условиях. Модели других компаний (в основном, китайских), как правило, такой защиты не имеют, либо она распространяется на отдельные компоненты – чаще всего это сервопривод, приемник, двигатель, регулятор оборотов, либо же это защита от брызг. Обязательно изучите данный момент перед покупкой и началом эксплуатации.

Но даже если в инструкции указано, что все электронные компоненты имеют влагозащиту, не забывайте, что водонепроницаемость и влагозащита – абсолютно разные вещи. Одно дело, проехать на машине по луже, мокрой траве, временно загнать ее в воду, и совершенно другое – полностью погрузить в воду на длительное время.

Влагозащищенные радиоуправляемые машины

Второй вариант

Установить опциональные детали электроники, которые имеют заводскую влагозащиту. Многие фирмы выпускают свои версии регуляторов оборотов, сервоприводов, приемников с маркировкой «waterproof». Вам останется только снять деталь и установить новую.

Плюсы – гарантия того, что влагозащита будет работать.

Минус – финансовая составляющая.

В любом случае, выбор остается за Вами. А если у Вас есть вопросы, возникла необходимость приобрести влагозащищенную электронику или установить ее на модель – смело звоните и приходите к нам, мы поможем!

Где используется hzo

Компания HZO работает на рынке, который

в 7 млрд долларов. Развитие сферы идет экспоненциальными темпами, потому что все больше производителей электроники начинают обращать свое внимание на технологии, позволяющие отказаться от механических заглушек и уплотнителей.

Сегодня с влагозащитой от HZO поставляются планшеты, например, Dell Latitude 12, беспроводные наушники Motorola, и даже камеры видеонаблюдения, которые требуют защиты от дождя, снега и тумана.

Не стали исключением и ридеры. Например, технологией HZO защищены устройства Kobo Aura One. Читалка соответствует стандарту IPX8, и, по словам производителя, ридер «переживет» погружение на глубину до двух метров в пределах часа.

Однако в компании все же отмечают, что в случае утопления ридера, его нужно как можно быстрее достать из воды и дать влаге вытечь через отверстия в корпусе. Кроме того, не стоит подключать ридер к зарядному устройству до полного высыхания.

На фото ONYX BOOX Robinson Crusoe 2

Еще одно семейство ридеров с защитой от воды HZO — ONYX BOOX Robinson Crusoe и ONYX BOOX Robinson Crusoe 2. Новая модель Robinson Crusoe 2 — читалка премиального уровня, оборудованная экраном E Ink Carta Plus с подсветкой MOON Light.

Вода, попадая внутрь корпуса ридера, не наносит вред металлическим и электронным компонентам. Однако, как и в случае с Kobo Aura One, если ONYX BOOX Robinson Crusoe 2 упала в воду, читалку лучше сразу же вытащить и позволить жидкости вытечь через отверстия и испариться.

Как отмечают в компании HZO, инженеры стараются распространить технологию влагозащиты на как можно большее количество сфер: от носимых гаджетов до медицинского оборудования. Поэтому в будущем все больше электронных устройств будут создаваться устойчивыми к воде и коррозии.

Жидкая изолента [править]

Жидкая изолента (Liquid Tape), жидкая резина – на электронные компоненты кисточкой наносится специальный состав (или устройство целиком окунается в жидкую резину), который застывает в плёнку (относительно тонкий резиновый слой).

Варианты:

• Аналог Plasti Dip – CAR-REP Rubber Comp (продаётся в автомагазинах). По свойствам напоминает старый советский резиновый клей. Нейтрален к большинству пластиков. Образует довольно толстое (0,2мм) покрытие. При нанесении с близкого расстояния или сразу толстым слоем образуются пузырьки, которые частично остаются при высыхании. Можно нанести несколько слоев. Покрытие как очень мягкая прозрачная (есть и цветная разных ярких цветов) резина. Если ущипнуть и потянуть – упруго тянется и начинает отставать от поверхности. Ни к чему не прилипает крепко. Толстый слой отделяется целой “рубашкой”. Тонкий слой можно скатать пальцами, слегка потерев. Применить вполне можно только для плат, на которые не предполагается приложения никаких механических усилий – например в корпусе, в коробочке. Если покрыть открытую плату, то есть вероятность при движении проводов, касании руками, покрытие будет портиться, отставать от платы.

Плюсы:

• благодаря плохой адгезии плёнку легко снять для доступа к электронным компонентам при ремонте.
• удерживает на месте тяжёлые электронные компоненты (такие, как кварцевые резонаторы) при крашах, а также, благодаря толщине покрытия, предохраняет электронные компоненты от прямых ударов.

Минусы:

• плёнка склонна к отслоению (плохая адгезия) и если в такое место попадёт влага, то извлечь её практически невозможно, и сама плёнка становится бесполезной.

Заветное слово «waterproof»

В настоящее время уже сложно удивить кого-либо наличием влагозащиты, скорее, удивлять будет ее отсутствие. Но тут появляется следующая проблема – многие, при покупке моделей с маркировкой «waterproof», не удосуживаются прочитать инструкцию, в которой производителем может быть указано, что влагозащита в данной конкретной модели частичная и распространяется не на всю электронику, либо же это просто защита от брызг. А электроника таких ошибок не прощает, особенно регуляторы оборотов. И мы радостно заезжаем в лужу и … в самом лучшем случае выходит из строя один из компонентов, в самом худшем – вся модель.

Чтобы этого не произошло, предлагаем разобраться, что же такое влагозащита, зачем она нужна и какие есть особенности.

Защита от влаги сервоприводов. санкт-петербургский сайт любителей радиоуправляемых автомобилей

Как же вода влияет на электронику без влагозащиты?

	Для регулятора оборотов даже пары капель хватит, чтобы выйти из строя. Причина в том, что данный элемент оперирует большими токами и при попадании влаги происходит короткое замыкание и он попросту сгорает.
	Для коллекторных двигателей вода не так страшна, как грязь и песок, которые попадают с ней внутрь.
	Для бесколлекторных бессенсорных двигателей вода, а также грязь и песок не так страшны, т.к. они имеют закрытую конструкцию. Однако попав внутрь, влага способна вызвать процесс появления ржавчины подшипников вала с их последующей поломкой.
	Бесколлекторные сенсорные двигатели, как и регуляторы оборотов, весьма чувствительны к влаге, ее небольшое количество способно вызвать необратимые последствия – повреждение сенсорной платы с последующим нарушением работы самого двигателя.
	Сервопривод, также как и приемник, могут быть повреждены полностью или частично при попадании влаги как снаружи, так и изнутри: конденсат тоже является весьма опасным явлением.
	Аккумулятор – может быть поврежден, в основном, только соленой морской водой.

Зная эти особенности, можно более ответственно отнестись к выбору и покупке модели, обратив пристальное внимание на влагозащиту обозначенных электронных компонентов. Не забывайте, что ее уровень должен соответствовать Вашим потребностям и условиям эксплуатации.

Как защищают электронные устройства

Одними из первых решений для защиты электронных компонентов были механические затычки и прокладки из резины и пластика. Например, специальные вспененные силиконовые уплотнители

в моделях iPhone 6s и SE — они обрамляли важные компоненты платы.

Однако такой подход не делал эти устройства на 100% водоустойчивыми. Уплотнители не вечны, и любое изменение температуры или давления заставляет их расширяться или сжиматься, нарушая герметичность. К разгерметизации также могут привести падения устройства и его загрязнение.

Так, например, Sony подчеркивает, что важнейшим условием использования их «водонепроницаемых» телефонов является наличие на отверстиях всех необходимых заглушек. Если диагностика на водонепроницаемость покажет, что влага попала внутрь устройства из-за неплотно закрытых заглушек (другими словами, если в ходе тестов выяснится, что плотно закрытые заглушки действительно не дают воде просочиться внутрь), устройство снимают с гарантии из-за «нарушений эксплуатации».

Кстати, кейс с «водонепроницаемостью» может стоить Sony денег — в августе этого года федеральный суд Нью-Йорка одобрил иск к Sony Mobile Communications (U.S.A.) Inc. и Sony Electronics Inc. В суде посчитали, что заявления компании о «водонепроницаемости» ряда моделей Sony Xperia ввели покупателей в заблуждение. Правда, на компенсацию смогут рассчитывать только американские обладатели испорченных влагой Sony Xperia.

Недостатки и ограничения заглушек привели к появлению на рынке решений, которые не так сильно зависят от окружающей среды, например, гидрофобных нано-покрытий. Однако по большей части такие покрытия выступают в качестве защиты от брызг, поскольку (как правило) не являются полностью водостойкими и истираются со временем.

Поэтому технологии пошли дальше. Появились так называемые конформные покрытия. Специальная пленка из акрила, полиуретана, эпоксидной смолы, силикона или парилена «накрывает» микросхемы, защищая устройство от воздействия влаги и предотвращая коррозию. Одной из компаний, разрабатывающих такую технологию, является HZO.

Как работает hzo

В компании HZO для защиты микросхем используются парилен. Полимерное покрытие

с помощью метода

в специальных вакуумных установках. Микросхемы помещают в париленовые пары, которые, вступая в реакцию, формируют на поверхности схем защитное покрытие.

Компоненты, которые не должны оказаться под защитной плёнкой (например, электрические контакты и соединения) покрываются специальным изоляционным слоем — маскируются. По окончании процесса химического осаждения, выполняется их демаскирование.

Технология позволяет получить равномерное покрытие толщиной 5–10 мкм без разрывов с высокими показателями влагостойкости и устойчивости к проникновению жидкостей по стандарту IPX8.

Преимущество технологии HZO перед стандартными методами вроде уплотнителей состоит еще и в том, что щели в корпусе не становятся помехой для защиты от влаги — наоборот, через них вода может свободно вытечь из устройства, не причинив ему вреда. А вот с уплотнителями все обстоит иначе — если жидкость все-таки попадет в устройство (из-за разгерметизации), заглушки будут только препятствовать испарению воды, «запирая» ее внутри гаджета.

Метры и атмосферы — а здесь где собака зарыта?

Производители электронных устройств работают и с IP стандартом, но чаще используется еще и

с указанием атмосфер. Garmin, Pebble, Polar и другие производители электронных устройств, зачастую, сами тестируют свои устройства для того, чтобы определить, насколько хорошо они защищены от воздействия воды.

Неопытные пользователи, видя обозначение 30-50 м сразу решают, что с таким гаджетом можно нырять, плавать или вообще держать устройство в аквариуме. На самом деле, как видим, девайс с обозначением в 3 АТМ или 30 метров воды боится, и очень сильно.

Еще интересно, что производители понимают маркировку по-своему. Например, тот же Fitbit Surge носит отметку в 5 АТМ. По-хорошему, это означает, что его можно не снимать во время плавания. Но производители говорят, что купаться в этом гаджете не стоит, поскольку Surge может не выдержать ударов во время заплыва.

Любители дайвинга иногда подвергают свои устройства большому риску

А вот с Pebble Time дело обстоит по-другому. Разработчики везде указывают степень защиты в «30 м», но в описании устройства говорится, что с ним можно плавать в бассейне. Но и это вовсе не значит, что, надев эти часы, вы можете нырять в них в море.

Непроверенные [править]

Корпус сервомашинки состоит из трёх частей, образующих две внутренние камеры: для редуктора и для электроники (мотора с потенциометром и управляющей платой). Камера электроники закрывается крышкой. Перед герметизацией сервомашинку придётся полностью разобрать.

Проблемные места сервомашинки – те, через которые может проникать влага внутрь.

• Место под качалкой – там, где из корпуса выходит приводной вал. В щель между валом и корпусом может попадать вода внутрь, в редуктор. Для защиты можно одеть на вал резиновое кольцо подходящего диаметра, а чтобы оно не оказывало сопротивление движению качалки (трение) – смазать его маслом или другой смазкой. Более эффективным способом может быть самодельное уплотнительное кольцо из какого-либо пенистого материала типа полипропилена, поролона, фетра и т.п. – которое можно полностью пропитать смазкой, а за счёт хорошей сжимаемости такая прокладка будет оказывать минимальное сопротивление движению качалки.
• Два соединения корпуса: между камерой электроники и крышки, и между камерой редуктора и камерой электроники. Они могут быть снабжены специальными резиновыми прокладками, а если нет – перед сборкой их нужно обработать герметиком для прокладок из автомагазина.
• Отверстия под 4 винта в крышке. Шляпки винтов также могут быть снабжены специальными резиновыми прокладками, но в любом случае перед установкой винтов их можно промазать герметиком.
• Место выхода кабеля из корпуса – обработать герметиком.

Редуктор, а особенно выходную шестерню вместе с валом следует обильно смазать смазкой с водоотталкивающими свойствами (например Mobil). При сборке сервомашинки смазка должна заполнить пространство (щель) между выходным валом и корпусом (или даже выделиться излишек наружу – его можно удалить) и тем самым обеспечить дополнительную защиту от влаги.

Управляющую плату сервомашинки лучше в любом случае полностью покрыть либо лаком, либо компаундом.

Общие советы [править]

• Как правило, все разъёмы герметизировать не нужно. Сигнальные, как правило не коротят.
• Силовые цепи – исключительно на пайке c (кроме аккумулятора, разумеется) тщательная изоляция при помощи термоусадок (в идеале – с внутренним клеевым слоем).
• При регулярном воздействии влаги будут окислятся разъёмы. Чтобы этого не происходило их лучше обработать спреем для электрики, например “Liqui Moly Electronic-Spray”.
• Всю электронику промазать уретаном или пластиком.
• Всё, что можно из слаботочной электроники – убрать в корпуса (различные пластиковые боксы и контейнеры).
• При возможности отказаться от всякого рода плат разводки питания, являющимися элементами рамы.

Первый вариант

Попробовать своими руками сделать ее. В интернете очень много статей и видео, которые рассказывают, как. Бесспорный плюс – небольшие финансовые затраты и непосредственное участие в самом процессе. Минусы – любые вмешательства осуществляются на свой страх и риск, а также потеря гарантии.

Первым делом — инструкция

Мы в

Прочие проверенные [править]

Недопустимо просто залить герметик или термоклей с торцов под термоусадку, не снимая её, т.к. эти материалы обладают плохой адгезией к термоусадке, а сама она – относительно гибкая, в результате чего неизбежно образуются щели и такая влагоизоляция сводится к нулю.

Сервомашинки c влагозащитой

[FUSBLS452;FUS9252;TRA2085;TRA2056;TRA2065;TRA2080;]

Силиконовый герметик [править]

Обычный силиконовый герметик реагирует с открытой медью в процессе засыхания: окислы коротят дорожки. По этой причине обычный силиконовый герметик не годится для герметизации самодельных плат из фольгированного стеклотекстолита, но может быть пригоден для влагозащиты плат фабричного изготовления, дорожки на которой уже защищены лаковой маской.

Другое дело – бескислотные силиконовые герметики. Например, автомобильные, для вклейки лобовых стекол и т.п. Они нейтральны к металлам (не воняют уксусом) и имеют хорошую адгезию к многим материалам.

Силиконовый компаунд (кптд) [править]

Как правило, это двухкомпонентный состав, который нужно перед использованием смешивать в определённых пропорциях.

Плюсы:

• при достаточно большой толщине получающегося покрытия у него превосходная теплопроводность, что означает эффективное охлаждение электронной схемы.
• превосходная адгезия, гарантирующая эффективную влагоизоляцию.
• удерживает на месте тяжёлые электронные компоненты (такие, как кварцевые резонаторы) при крашах, а также, благодаря толщине покрытия, предохраняет электронные компоненты от прямых ударов.
• удобно наносить: кисточкой, ватной палочкой и т.п.

Минусы:

КПТД-1/1Т-8,5 (К3) – компаунд заливочный теплопроводящий электроизоляционный, производитель Номакон/Nomacon – двухкомпонентный состав: отвердитель и т.н. «база» в которую добавлен керамический порошок, благодаря которому материал покрытия обладает отличной теплопроводностью (что важно для отвода тепла от таких электронных модулей, как полётные контроллеры или регуляторы).

Как использовать:

1. Очистить (спиртом) места и поверхности, на которые предполагается наносить состав КПТД, от жировых пятен, флюса и т.п.
2. Необходимо перемешать содержимое базового состава, т.к. керамическая присадка, содержащаяся в нём, со временем оседает.
3. В отдельной небольшой ёмкости (крышка от чего-нибудь, контейнер от «Киндер-сюрприза» и т.п.) нужно тщательно смешать необходимое количество базового состава с отвердителем. В инструкции отсутствует информация о пропорции, которую необходимо выдержать. По разным рекомендациям, нужно смешать 100 частей базового состава с 2..6 частями отвердителя (или «на глаз»). По времени процесс смешивания должен занять 2-3 мин.
4. Тщательно нанести смесь с помощью кисточки или ватной палочки на печатную плату и электронные компоненты на ней, чтобы полностью покрылись все элементы и не оставалось оголённых контактных площадок. На платах с исключительно силовыми элементами (такими, как платы распределения питания) допускается оставить незащищёнными разъёмы или контакты для подпаивания силовых проводов.
5. В зависимости от количества отвердителя в составе смеси и времени замешивания, процесс высыхания (полимеризации) покрытия может занять от 10 до 40 минут. Проверять готовность покрытия к использованию можно на оставшейся в ёмкости смеси.

Практический опыт использования ПТД-1/1Т-5,5[1]

• 3 капли компонента “B” (с кончика шприца, а не иглы) на 1мл компонента “А” – полимеризация происходит за 40 минут.
• 2 капли компонента “B” на 1мл компонента “А” – смесь застывала 8 часов после 5 минут перемешивания, отвердилась полностью, но была слабо пластична и сильно крошилась.
• Время полимеризации напрямую зависит от времени приготовления: чем дольше мешать, тем быстрее затвердеет. Оптимальное время для приготовления смеси в малых порциях – 2..3 минуты активного перемешивания, смесь приобретает свойства геля и шапкой сидит на плате, не давая подтёков. Если смесь перемешивать менее минуты, она не полимеризуется даже в течение суток и частично стечёт с платы. Если смесь готовить аж 6 минут, то через 4 минуты она затвердеет, что может быть мало для нанесения на плату.

См. подробнее о заливочных компаундах: свойства, типы, характеристики.

Становление технологий водозащиты: немного истории

До появления специальных химических соединений, люди

предметам гидрофобные свойства с помощью натуральных и природных веществ. Например, чтобы не пропускать воду в трюм и удерживать судно на плаву, его борта промазывались смолой или дегтем. Моряки также использовали различные масла, пропитывая ими паруса, чтобы помочь ткани противостоять морским ветрам и проливным дождям.

Со временем водоотталкивающие материалы перешли в другие сферы. Например, их начали использовать в текстильной промышленности — воск наносился на нитки, из которых шились непромокаемые плащи.

Также технологии защиты от влаги применяли (и применяют) на бумажном производстве для печати топографических карт и справочников, с которыми можно работать в неблагоприятных условиях. И технологии создания непромокаемой бумаги продолжают совершенствоваться.

Например, команда ученых под руководством доктора Роберто Чинголани (Roberto Cingolani) из Итальянского технологического института (IIT) разработала бумагу с водоотталкивающими свойствами, изменив её волокна на молекулярном уровне — у каждого волокна появилась индивидуальная полимерная пленка.

Типы защитных материалов [править]

При защите от влаги при помощи лакамов и прочих покрытий делать это нужно очень тщательно, разобрав всё до винтика и обработав всё, кроме разъёмов.

Электронные регуляторы скорости c влагозащитой

[SK-300060-01;TRA3377;TRA3019R;SK-300044-01;]

Смотреть электронные регуляторы скорости с влагозащитой в каталоге→

Это стоит знать

• Большая часть тестов на водозащищенность проводится в пресной воде. Если производитель не указал, что гаджет не боится соленой воды, то, значит, тестирование в море или океане не проводилось;
• Тесты проводятся при плюсовой температуре, обычно это 15-35 градусов Цельсия. Если в часах, которые не боятся воды при обычной температуре, зайти в сауну или баню, они могут испортиться;
• Кожаный ремешок не является водозащищенным;
• Если устройство не боится воды, при погружении в воду проверьте, чтобы все отверстия гаджета, которые должны быть закрыты, были закрыты;
• Гаджет с минимальной защитой от воды вовсе не обязательно поломается, если в нем принимать душ или купаться. Но нет никакой гарантии, что если вы два раза приняли душ, и все было хорошо, то ничего не случится и на третий раз;
• Лучше не нажимать на экран или физические кнопки устройства под водой.