Desmitificar las unidades montaje en bastidor: Cómo aprovechar al máximo los armarios y cajas para dispositivos de electrónica

Las unidades de montaje en bastidor pueden no parecer glamurosas, pero soportan física y funcionalmente los componentes electrónicos que impulsan la industria. Mientras los ingenieros innovan en servidores, equipos de prueba, concentradores de conectividad y mucho más, las unidades estandarizadas de montaje en rack como las de Hammond Manufacturing alojan de forma fiable los componentes electrónicos y utilizan el espacio limitado de forma eficiente. Una rápida introducción a la lógica interna de las unidades de rack proporciona a los ingenieros los conocimientos que necesitan para elegir las unidades de rack y los accesorios necesarios para su proyecto.

Aritmética de estanterías

Los ingenieros que miden sus componentes para instalarlos en un sistema de rack necesitan aprender una unidad de medida más: la unidad de rack. Esta unidad de medida se abrevia como U y equivale a 1.75" o 44.45 mm. Además, sustituye a las pulgadas y los milímetros en las descripciones de las dimensiones de los racks.

Las unidades de rack se anuncian por el espacio de montaje máximo utilizable en los rieles internos. Por ejemplo, la serie RCK de armarios rack de Hammond (figura 1) tiene un ancho de 24.00", una profundidad de 25.00" o 32.00" y está disponible en seis alturas que van de 26.38" a 78.00". Sus dimensiones útiles son 19.00" de ancho, 22.56" o 29.56" de profundidad y 21.00" a 73.50" de altura. Utilizando la definición anterior de la dimensión U, los armarios tienen una altura aproximada de 15U a 44U con un espacio de montaje utilizable de 12U a 42U, la cifra de mérito a tener en cuenta a la hora de especificar un sistema de rack.

Figura 1: Los gabinetes de rack de la serie RCK están fabricados en acero de calibre 16 con recubrimiento en polvo. Los rieles de montaje racionalizan el uso de las 12U a 42U de espacio disponible. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Los rieles para rack, como los suministrados con los armarios de la serie RCK, tienen orificios roscados #10-32 espaciados cada 0.625" para alojar componentes de rack dimensionados en incrementos de 1U, de conformidad con la norma EIA-310D de la Asociación de la Industria de Componentes Electrónicos (ECIA). Los armarios de la serie RCK están fabricados en acero con recubrimiento en polvo de calibre 16, con un diseño de autoapriete que garantiza que los componentes encajen tal y como se han diseñado, lo que permite agrupar los armarios.

Además de estar disponibles en seis alturas y dos profundidades, los gabinetes de rack de la serie RCK tienen muchas opciones de pedido adicionales. Los usuarios pueden especificar puertas macizas, ventiladas o con cristales tintados; elegir la ubicación de las rejillas de ventilación, las perforaciones para la conducción de cables y los ventiladores incorporados; y añadir pies, ruedas, sujetacables y tomas de tierra eléctricas.

Cajas para componentes electrónicos

Al diseñar un sistema de montaje en bastidor, los usuarios empiezan por la razón por la que se necesita un sistema de rack en primer lugar: la caja o cajas que albergan los componentes electrónicos principales. Las cajas para componentes electrónicos como las de la serie RM de Hammond Manufacturing (figura 2) están diseñadas para contener y proteger los delicados componentes electrónicos utilizando aluminio resistente y ligero.

Figura 2: Las cajas para dispositivos electrónicos de la serie RM tienen de 1U a 5U de altura y están fabricados con paneles de aluminio con recubrimiento de polvo montados por el usuario. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Los paneles verticales de las cajas cubren los laterales, la parte delantera y la trasera de la caja con aluminio recubierto de polvo de 0.125" de grosor. Los paneles superior e inferior más grandes miden 0.064" de grosor. Las cajas vienen en tamaños estándar de 1U a 5U de alto, 8.30" y 16.60" de ancho, y de 4.25" a 28.00" de profundidad.

Las cajas se envían desmontadas como un kit de paneles planos de aluminio, pies de goma adhesivos y accesorios de montaje. Para los modelos más profundos, los tiradores y los herrajes para el montaje en un portaequipajes trasero se venden por separado. Las versiones de ancho completo también vienen con hardware de montaje diseñado para interactuar con los rieles de rack estándar.

Para los componentes que no caben en una caja o que no están configurados para su uso en un gabinete de montaje en bastidor, los usuarios recurren a los estantes de rack universales como los de la serie RAS de Hammond Manufacturing (figura 3). Los estantes con recubrimiento de polvo negro miden 19" de ancho, vienen en acero de calibre 14 o 16 y pueden soportar de 42 lb a 200 lb, dependiendo de su altura de 1U a 4U.

Figura 3: Los estantes para rack de la serie RAS tienen de 1U a 4U de altura y pueden alojar hasta 200 lb de componentes que no están diseñados para su instalación en rack. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Una vez que el usuario conoce el tamaño de caja o estantería que necesita, es fácil calcular el espacio restante en el rack. Por ejemplo, la caja más pequeña de la serie RCK tiene 12U de espacio disponible. El uso de una caja RM de 4U deja 8U adicionales de espacio para accesorios.

Añadir accesorios

Los accesorios habituales en los sistemas de montaje en bastidor incluyen unidades de distribución de energía (PDU), sistemas de gestión de cables, ventiladores y estantes para rack. Cada uno de ellos está disponible en la anchura estándar de 19" y en alturas que van en incrementos de 1U.

En el ejemplo anterior de una caja RM de 4U montado en una caja RCK de 12U, lo más probable es que se necesite un organizador de cables como el de la serie RB-HRM de Hammond Manufacturing (figura 4) para mantener la instalación ordenada y en un espacio reducido. Estos accesorios 1U, diseñados para ser montados horizontalmente en pares dispuestos espalda con espalda dentro del gabinete, incluyen cuatro recortes pasantes y anillos que se extienden 3.69" desde el frontal del panel para acorralar los cables.

Figura 4: Los paneles de gestión de cables RB-HRM, que utilizan anillas y pasacables para mantener los cables organizados, están fabricados en acero de calibre 16 y caben en un espacio de rack 1U x 19". (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Otra razón para querer acorralar los cables es garantizar un flujo de aire adecuado para evitar que los delicados componentes electrónicos se sobrecalienten. Los gabinetes de rack disponen de opciones de ventilación para favorecer el flujo de aire, pero muchas aplicaciones también implementan uno o varios extractores. Las unidades de dos ventiladores como las de la serie PPG de Hammond Manufacturing (figura 5) caben en un panel de 3U y funcionan con un servicio de 115 V o 230 V para crear un caudal de aire de 210 ft³/min (CFM).

Figura 5: Los ventiladores de la serie PPG mueven hasta 210 CFM de aire para extraer el calor de los gabinetes de rack. Los revestimientos de alambre y perforación evitan que los usuarios interactúen con las aspas del ventilador. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Proporcionar una alimentación fiable y sin sobretensiones tanto a los componentes electrónicos de la caja como a los ventiladores accesorios es otra de las principales consideraciones. Las unidades de distribución de energía (PDU), como las de la serie 1582e de Hammond Manufacturing (figura 6), encajan horizontalmente en una instalación de montaje en bastidor 1U x 19".

Figura 6: Las PDU de la serie 1582e tienen una altura de 1U y disponen de ocho tomas, un indicador verde de encendido/apagado y un disyuntor de 10 A. Manejan hasta 240 V_CA a 50 Hz o 60 Hz. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Las PDU de la serie 1582e tienen una tensión nominal de 100 V_CA a 240 V_CA a 50 Hz o de 120 V_CA a 240 V_CA a 60 Hz, e incluyen un disyuntor de 10 A. Cumplen las normas de múltiples organismos mundiales y regionales, como UL, CAN/CSA, CE, UKCA y TÜV SÜD.

Si el ejemplo comentado anteriormente requiere dos PDU de 1U además de una caja de 4U, un ventilador de 3U y un gestor de cables de 1U, quedarán sin ocupar 2U de espacio en el gabinete RCK más pequeño. Muchos usuarios optan por cubrir las unidades de rack adicionales con paneles ciegos como los de la serie PBPA de Hammond Manufacturing (figura 7).

Figura 7: Los paneles ciegos de aluminio PBPA tienen una altura de 1U a 10U y un grosor de 0.125". Tienen un acabado a juego con el armario en el que se montarán. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Los paneles de aluminio 5052-H32 de 0.125" de grosor se montan de forma segura en el bastidor mediante cuatro puntos de fijación. Además de proporcionar una estética limpia a la parte frontal del rack, mejoran los patrones de flujo de aire dentro del armario.

Conclusión

Los sistemas estandarizados de montaje en bastidor agilizan el proceso de creación de carcasas que ahorran espacio para los componentes electrónicos. Los accesorios diseñados para el ecosistema de montaje en bastidor ofrecen funcionalidad plug-and-play para fuentes de alimentación, gestión térmica, organización de cables y mucho más, proporcionando a los ingenieros la flexibilidad que necesitan para el alojamiento de componentes electrónicos.