Защита от влаги, воды, герметизация

Защита ЛА от влаги и воды (влагозащита), как правило, подразумевает герметизацию электронных компонентов путём нанесения на них одного из видов защитных материалов.

Общие советы

• 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.

Типы защитных материалов

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

Силиконовый компаунд (КПТД)

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:

• перед нанесением требуется приготовление смеси из двух компонентов в определённых пропорциях.
• у КПТД после высыхания очень скользкая поверхность, к которой не пристают никакие «липучки». То есть, чтобы закрепить электронный модуль на раме с помощью липучки, его предварительно нужно «одеть» в термоусадку или термопленку. Или можно использовать просто крепление стяжками.
• хорошая адгезия превращается в недостаток в случае необходимости ремонта платы: отделить КПТД будет не так просто, как «жидкую изоленту».

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). Кроме того, материал обладает хорошей адгезией к электронным компонентам и печатным платам, так что об отслаивании покрытия можно не беспокоиться. Разработан специально для защиты электронных схем.

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.

Жидкая изолента

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:

• Резиновое покрытие типа Plasti Dip Amazon в России Аэрозольный балончик. Тут недорого (Москва, Кутузовский проспект 24, предварительно звонить Михаилу +7(916)7271136 [email protected]).

Аналог Plasti Dip - CAR-REP Rubber Comp

• 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.

• Вскрытие и покрытие веществом Liquid Tape Waterproof Brush-On Auto Boat Electrical стоимостью ~24$ (с доставкой). Это не лак, а что-то между жидкой резиной и пластиком с запахом ацетона (покрывает действительно реально и наглухо (придумано для электронники и лодок). [2]

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.

Акриловые лаки

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.

Cramolin

• "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.

Силиконовый герметик

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.

Прочие проверенные

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.

• Клей-герметик B7000 топ, подробнее в видео https://youtu.be/UN3pCRkmNeI
• Автогерметики-прокладки (например, Гермесил, Эластосил и т.п.) - хороши.
• Термо-клей (который разогревается и наносится термо-пистолетом). Нанести небольшой слой термоклея. Когда клей остынет, надеть термоусадку и разогреть весь бутерброд. Термоусадка выдавливает вновь разогретый клей и сама на него приклеивается.
• Жидкость CORROSIONX. Вообще придумана как антикорозия материала. Но обволакивая электроннику препятствует проникновению жидкости к плате. [3]
• Эпоксидная смола - неэффективна, трескается со временем и в трещинки попадает влага, не очень хорошо держится на плате, да и покрыть тонким слоем не получится, что означает лишний вес.
• Паяльная маска. Встречаются рекомендации: места спаек силовых цепей промазать паяльной маской и высушить в ультрафиолете. По другим мнениям, это наихудший вариант, который вообще можно придумать: потрескается.
• Воздушные шарики - электронные устройства с минимальным количеством подводимых проводов (один-два), например, приёмник - можно поместить целиком в воздушный шарик, затянув провода, проходящие через отверстие, с помощью стяжки. Внутри шарика получается, вероятно и не строго герметичное, но достаточно защищённое от влаги пространство. Следует иметь в виду, что при определённых условиях (например, постоянное нахождение в воде) внутри шарика возможно появление конденсата.

Непроверенные

• NewerWet Видео По некоторым данным, им успешно обрабатывали электронные платы, но сам производитель заявляет, что с электроникой NewerWet использовать нельзя.
• Универсальная смазка с высокой проникающей способностью Cramolin MULTI, которой можно обработать все платы, включая приёмник, и все разъёмы, можно и двигатели.
• «Аквапель» для стёкол.

Герметизация сервомашинки

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.

Ссылки

• Интересный проект герметичного корпуса для квадрокоптера
• Водоплавающий микро квадракоптер [4]

См. также

• Погода
• Полёты в мороз
• Полёты в туман (в облаках)