electronica voor in koelkast ontwerpen, waarmee rekening houden

Voor een nieuw project wil ik een pcb ontwerpen die in een koelkast komt.
Deze zal een microcontroller bevatten wat ic's en een stepdown van 12 naar 5, of misschien gewoon van 5 naar enkel 3,3v voor de micro.

Ik heb al vele printjes ontworpen, maar nog nooit voor in een koelkast.
nu is de temperatuur a 5-7 graden niet zo spannend, maar het is meer de mogelijke condensvorming en luchtvochtigheid, van opwarmende componenten in een koude omgeving. Ik zelf zat te denken om mijn pcb te laten coaten, een dichte behuizing zal in praktijk ivm bekabeling lastig zijn en ik heb altijd het idee van wat ik lees is dat een juist hermetisch dichte behuizing alleen maar meer problemen geeft, omdat ook die interne lucht zal condenseren en dan kan het vocht juist niet weg.
Ook rekening houdend met connectoren, ik had gedacht aan 2x RJ12 en 4x JST XH, maar moet ik rekenen op oxidatie of iets dergelijks?
Iemand tips of design guidelines die ik simpel toe kan passen?

ja, dat is wellicht het veiligst, maar in dit geval helaas niet wenselijk en praktisch.

Goed dichte behuizing en hierin Silica gel.

Gr.F_S

Over vocht in een koelkast zou ik me geen zorgen maken.
De print produceert warmte, dus de print behoort tot één van de warmste plekken van de koelkast. De print blijft dus droog.
Er is wel een puntje van aandacht, en dat is het moment dat je de koelkast uitschakelt en de deur voor langere tijd opent. Dan is de print koeler dan de (keuken)ruimte en dan kan er condensvorming op de print optreden.
Je kan de print met plasticspray inspuiten. Dat lijkt mij voldoende.

Op 7 februari 2023 22:11:54 schreef Stijnos:
... en ik heb altijd het idee van wat ik lees is dat een juist hermetisch dichte behuizing alleen maar meer problemen geeft, omdat ook die interne lucht zal condenseren en dan kan het vocht juist niet weg.

Correct!
Je moet altijd zorgen dat het water sneller uit je behuizing kan stromen dan dat het naar binnen stroomt. Bij een hermetisch afgesloten behuizing kan er geen water naar buiten lopen.

normaal worden printen juist buiten de koelkast gehouden, condensvorming is idd hoofdreden daarvoor. de 7 graden is geen punt.

elektronica die buiten zit, oa in airco's zit de print doorgaans in meerdere lagen isolerende lak.

[Bericht gewijzigd door testman op (28%)]

Condens = warme lucht tegen iets wat kouder is, de elektronica is juist warmer.

hermetisch dichte behuizing alleen maar meer problemen geeft, omdat ook die interne lucht zal condenseren en dan kan het vocht juist niet weg.

Dat is eerder als je bv metaal in je kast hebt wat koud is waar warme lucht overheen stroomt. Dus bv als het buiten hangt en in de nacht heb je vorst gehad en daarna gaat alles lekker opwarmen maar je metalen kast warmt langzamer op als de rest.

Hermetische gesloten behuizing kan wel maar dar is gewoon heel erg moeilijk. Wij gebruiken buiten juist waterdichte kasten maar dan met en heel klein gaatje onderin.

Maar ook als er echt condens zou kunnen ontstaan zal dat eerder op de behuizing zelf zijn dan op de print. Dus als je zorgt dat er tussen de behuizing en de print overal wat vrij ruimte is dan loopt de condens lang de behuizing naar beneden en via een opening onderin kan dat vocht weg,

Op 7 februari 2023 23:37:26 schreef benleentje:
... de elektronica is juist warmer.

Dat is in de huidige tijd ook afwachten. Sommige schakelingen gebruiken zó weinig stroom, dat ze er niet merkbaar en nauwelijks meetbaar warm van worden. :S

Je moet dan ook wel rekening houden met het feit dat de oscillatorfrequentie van de microcontroller bij lage en hoge temperaturen behoorlijk af kan gaan wijken...
(daarom zit de electronica meestal buiten de koelkast...)

hmm dacht dat ik niet afhankelijk was van nauwkeurge tijd, maar ik moet wel uart comm doen inderdaad. Aandachts puntje.
Kan daar altijd nog tegen compenseren, of een wat duurder temp regulated kristal nemen.

UART is niet zo kritisch: mag 3% afwijken... (voor een klok is het wel vervelend...)

[Bericht gewijzigd door Arco op (31%)]

Op 8 februari 2023 16:01:25 schreef Hensz:
[...]
Dat is in de huidige tijd ook afwachten. Sommige schakelingen gebruiken zó weinig stroom, dat ze er niet merkbaar en nauwelijks meetbaar warm van worden. :S

Ja dat is ook wel waar. Maar het zal normaal nooit kouder zijn dan de koelkast zelf.

Stel je ze de koelkast eerst heel erg koud op zeg 3 graden. En de volgende dag zet die weer op 7 graden. Nu zou het kunnen dat de koelkast zelf sneller opwarmt dan het kastje, het kastje met elektronica wel kouder dan de rest. Dan zou er aan de buitenkant van de kast condens kunnen ontstaan. Daarna is de elektronica in het kastje kouder dan de behuizing, nu zou er dus wel wat condens op de elektronica kunnen ontstaan. Dat zal vrij kort zijn en ik denk ook heel weinig, maar ik moet mijn mening bijstellen het kan condenseren.

Naast ingieten in epoxy is er ook conformal coatinghttps://en.wikipedia.org/wiki/Conformal_coating.
Waarmee je het ook water afstotend kan maken.
Een andere oplossing kan zijn 2x een temperatuur sensor 1 op de behuizing van het kastje de andere op de print. Zodra de print kouder is als het kastje een weerstand inschakelen van bv 1W die de boel een klein beetje opwarmt.

Wij ontwikkelen electronica voor onder andere koelkasten.
De electronica zit daar zonder uitzondering gescheiden van het koelvak.
De PCB's zijn nooit gelakt of gecoat, het probleem is eerder warmte ontwikkeling in een krappe ruimte.
Wij gebruiken eigenlijk altijd Lumberg connectors voor de aansluitingen, een gemiddelde koelkast heeft niet veel stroom nodig, groter is niet nodig.

Hou er rekening mee dat inductieve lasten (lees kleppen) +problemen kunnen geven, zorg voor een pad waardoor storingen naar het net terug kunnen zonder bij de MCU te belanden.

hmm, bij deze toepassing is het helaas vrijwel onmogelijk de electronica uit het koelvak te houden

Je kan een buitenunit van een goedkoop weerstation in je koelkast gooien.
Met een beetje mazzel is deze voorzien van een relatieve vochtigheidsmeter en kan je op je display van je weerstation de RV van je koelkast aflezen.
Let op! De buitenunit heeft wel tijd nodig om te acclimatiseren.

Ik gebruik (al heel lang) twee buitensensors van een weerstation in de koel en vriesruimte, werkt uitstekend.
Zitten in een plastic zakje met zipsluiting, blijft prima droog.

Ja, maar dan weet je niet wat de relatieve vochtigheid in een koelkast is.

Dat interesseert me ook weinig... :)

Op 7 februari 2023 23:00:19 schreef ohm pi:
De print produceert warmte, dus de print behoort tot één van de warmste plekken van de koelkast. De print blijft dus droog.

In de statische situatie heb je gelijk. Maar stel dat je een gebruiker hebt die zo nu en dan de deur op een kier laat staan(*). Als dan de warme, vochtige luchtstroom langs je print gaat lopen dan kan je toch wel een tijdje condens op je print krijgen.

(*) Ik bijvoorbeeld: Thuis heb ik ooit voor dat "autoclose" systeem gekozen. Je geeft een deur of la een hengst zodat ie 2+/-2 cm van gesloten wordt, en het systeem doet rustig de rest. Mijn vriendin heeft dat niet. Op de automatische piloot staat dat ding als ik bij haar ben steeds op een kier van 1cm.

De relatieve vochtigheid in een moderne koelkast zal vrijwel 100% zijn: De isolatie is "zo goed mogelijk" en er zit een "modulerende compressor" in. De achterwand/verdamper zal dan iets van 4 graden zijn om de koelkast op 6 graden te houden. De luchtvochtigheid kan je dan opzoeken in de tabel: 88%. (je kan de tabel lineairiseren voor zo'n klein temperatuur bereik: 6% per graad celcius).

Op 8 februari 2023 16:22:40 schreef Stijnos:
hmm dacht dat ik niet afhankelijk was van nauwkeurge tijd, maar ik moet wel uart comm doen inderdaad.

Prima om het uit te zoeken, maar mijn intuitie zegt: Het effect is niet groot genoeg om een issue te worden voor uart comms. Geen kristal nodig, laat staan een speciaal kristal. AVR is officieel van nature al niet nauwkeurig genoeg om UART te kunnen doen. Maar moderne ARM (en ik dacht dat jij ook "om" was) heeft bruikbare specs. Ik heb het opgezocht voor de STM32F072: Bij 25 graden krijg je +1.5%, -1%: een bandbreedte van 2.5%. Bij nul graden krijg je +2.0%, -1%, dus een 3% bandbreedte. Kan je prima UART mee babbelen.

[Bericht gewijzigd door rew op (24%)]

Op 11 februari 2023 09:14:10 schreef rew:
...
De relatieve vochtigheid in een moderne koelkast zal vrijwel 100% zijn: De isolatie is "zo goed mogelijk" en er zit een "modulerende compressor" in. De achterwand/verdamper zal dan iets van 4 graden zijn om de koelkast op 6 graden te houden. De luchtvochtigheid kan je dan opzoeken in de tabel: 88%. (je kan de tabel lineairiseren voor zo'n klein temperatuur bereik: 6% per graad celcius).
..

Denk inderdaad dat bij dat type koelkast de relatieve vochtigheid hoger is. Misschien wel te hoog. Dan wordt het de elektronica buiten de koelkast plaatsen of een verwarmingsweerstand op de print monteren.