Aperçu des normes pour l'habillage électronique

2

Introduction

Objectif des normesLes équipements électroniques représentent desinvestissements à long terme où fiabilité et dispo-nibilité sont des critères de choix. Afin de maintenirun faible coût et, simultanément, de garantir unequalité optimale, des produits standard avec desniveaux de performance définis sont indispensa-bles. Les bacs à cartes, armoires et coffrets fontpartie intégrante de chaque équipement. Lastandardisation permet à la fois une duréeminimale de conception et une mise sur le marchérapide sans procédures de développement, d’essaiet de validation coûteuses.

Les plates-formes de produits standardsont-elles aussi flexibles et rentables queles conceptions propriétaires ?Pour un produit souhaité en grande série etexigeant fiabilité et pérénité, une conceptionpropriétaire sera probablement plus appropriée.Mais pour la plupart des marchés de l’électro-nique, les investissements exigés par lesconceptions propriétaires sont trop élevés du pointde vue des coûts de développement et d’approvi-sionnement. Les plates-formes standard sontgénéralement modulables et offrent une vastegamme de produits.

Contenu de l’aperçu des normesUne mise à jour du contenu a été effectuée pourcette troisième édition. Cette brochure apporte auxconcepteurs et ingénieurs de projets les informa-tions essentielles sur les normes mécaniques CEIles plus importantes parmi celles élaborées etapprouvées au niveau international. Vous trouverezdavantage d’informations sur le site Internet del’organisme CEI ou auprès d’autres institutions.

3

Michael ThompsonUSA

Principal Engineer

Paul MazuraGermany

Vice President Product Developpement

and Standardisation

Akio ShimadaJapan

Manager Marketing and

Standardisation

Keith ReynoldsUK

Technical Manager

L’engagement Schroff dans l’élaborationdes normes Depuis 1978, Schroff participe activement à lanormalisation des « Structures Mécaniques pourEquipement Electronique » au sein de l’organismeCEI. En tant que société internationale partenairede clients présents dans le monde entier, nousnous devons de participer à l’évolution des normesen mettant en œuvre les technologies les plusrécentes dans nos gammes de produits

standard. Les membres du groupe de normalisa-tion Schroff sont à l’écoute des marchés les plusinnovants qui fixent les exigences et élaborent dessolutions en partenariat avec l’équipe mondialed’experts Schroff. Ceci nous permet d’orienternotre travail dans deux directions : être à l’écoutedes marchés locaux et élaborer des conceptsstratégiques à l’échelle mondiale.

Aperçu des normes : un guide des normes internationales pour l’habillage électronique

4

VME, CompactPCI et AdvancedTCAOutre les normes CEI, des spécifications d’appli-cation furent créées suite à l’exigence de marchésspécifiques. On peut citer VME, instaurée par VITA(VME International Trade Association), ou encoreCompactPCI ou AdvancedTCA, élaborées parPICMG (PCI-International Computer Manufactu-ring Group). Certains points de la spécificationVME et CompactPCI ont été intégrés dans ladernière série de normes CEI (CEI 60297 -3 -101 à– 103) qui présente de nouvelles caractéristiquespour un usage plus général dans le cadre d’autresapplications. AdvancedTCA (Advanced Telecom-munication Computing Architecture) correspondà l’intégration d’une carte 8 U au format Europedans un tiroir de largeur 19" et 23’’. Les cartes dela gamme AdvancedTCA ne peuvent être montéesdans les bacs à cartes conformes CEI, leursdimensions étant incompatibles.

Normes ETSApparentées aux normes CEI et élaborées par ETSI(European Telecommunication StandardizationInstitute), les normes ETS s’appliquent spécifique-ment aux installations de télécommunicationseuropéennes. Tandis que les normes CEI citéesdans le tableau ci-dessus se réfèrent aux propriétésde la structure mécanique, les normes ETSdéfinissent également les conditions d’environne-ment.

Quel est le but de cet aperçu des normes ?Cette brochure reprend les éléments essentiels dela normalisation qu’il nous paraît nécessaire demaîtriser. Elle doit permettre une premièreapproche des normes. Pour plus de détails,consulter le site internet de l’organisme CEI.

Normes CEILa mondialisation du marché électroniquenécessite des normes internationales. Le temps demise sur le marché et les coûts de développementobligent les ingénieurs à utiliser des produitsstandard et non à développer des solutionspropriétaires. Les normes les plus récentes quis’appliquent à l’habillage électroniquecomprennent les spécifications dimensionnelles et– à un niveau plus élevé – les critères pourl’intégrité physique, la compatibilité électromagné-tique et le concept de gestion thermique. En tenantcompte de telles exigences, le sous-comité 48Dqui fait partie de la Commission ElectrotechniqueInternationale (CEI) a élaboré une nouvelle série denormes.

Compatibilité Intégrité Résistance Compatibilité Gestiondimensionnelle physique sismique électromagnétique thermique

CEI 60297-1 CEI 61587-1 CEI 61587-2 CEI 61587-3 CEI 62194 , Ed.1CEI 60297-2 CEI 61969-3CEI 60297-3-101CEI 60297-3-102CEI 60297-3-103CEI 61969-2-1CEI 61969-2-2CEI 60917-2-X

Structures mécaniques pour l’équipement électronique

5

1.00 6

1.00 6

1.01 7

1.02 8

1.03 9

1.04 10

1.05 11

1.06 12

1.07 13

1.08 14

1.09 15

1.10 16

1.11 17

1.12 18

1.13 19

2.00 20

2.00 20

2.01 21

2.02 22

2.03 23

3.00 24

3.00 24

4.00 26

4.00 26

4.01 27

4.02 28

4.03 29

4.04 29

5.00 30

5.00 30

6.00 31

6.00 31

6.01 31

6.02 32

7.00 33

7.00 33

8.00 34

8.00 34

9.00 35

9.00 35

Conception des bacs à cartes et modules enfichables

Aperçu de la norme 19" CEI 60297-3-101

Dimensions des bacs à cartes

Dimensions des guide-cartes

Circuits imprimés

Connecteurs et cartes-mères

Profondeurs utiles des bacs à cartes

Hauteurs utiles des bacs à cartes

Dimensions des modules enfichables pour bacs à cartes

Dimensions des faces avant

Accessoires pour la décharge électrostatique (ESD)

Pions de centrage et codage des bacs à cartes et modules enfichables

Dimensions des bacs à cartes selon la norme métrique (25 mm) CEI 60917-2-2

Dimensions des bacs à cartes selon la norme ETS 300 119-4 (European Telecom Standards)

Conception des baies indoor

Dimensions des baies selon la norme 19" (482,6 mm) CEI 60297-2

Dimensions des baies selon la norme ETS 300 119-3

Dimensions des baies selon la norme métrique (25 mm) CEI 60917-2-1

Baies outdoor

Essais climatiques et mécaniques pour bacs à cartes et baies selon CEI 61587- 1 , -2 , -3.

Essais climatiques

Essais dynamiques et statiques pour bacs à cartes et baies selon CEI 61587-1

Exigences d’environnement pour baies outdoor selon CEI 61969-3

Essais sismiques selon la norme CEI 61587-2

Tests de performance du blindage électromagnétique

Sécurité et protection

Sécurité selon CEI 60950 / CEI 61010

Indices de protection IP

Gestion thermique

VME et CompactPCI

AdvancedTCA-PICMG 3.0

6

1.00 Conception des bacs à cartes et modules enfichables

1.00

7

1.01 Aperçu de la norme 19" CEI 60297-3-101

Largeur :La largeur du bac à cartes sans les équerres defixation (vis sur les flancs incluses) ne doit pasdépasser 449 mm. La largeur utile de la zone demontage intérieure du bac est fractionnée au pas de1 F = 5,08 mm (= 2/10").

Hauteur :La hauteur totale du bac correspond à un multiplede l’unité de mesure U : 1 U = 44,45 mm (= 13/4" ).

Profondeur :La profondeur du bac n’est pas explicitementspécifiée par la norme. Les dimensions indivi-duelles dépendent de la profondeur des cartes, desconnecteurs arrière et des modules enfichablesarrière d’entrée / de sortie (Rear I/O).

Dimensions et définitions du système demontage 19"La largeur totale du bac à cartes 482,6 mm (19"),équerres de fixation comprises, est à l’origine dusystème de montage 19".

Un slot correspond à un multiple de pas demontage et dépend des applications.

Un module enfichable est constitué d’un circuitimprimé, d’une face avant et d’un connecteur. Laconception du bac à cartes est symétrique, avecune face avant et une face arrière identiques.

Une cassette offre une protection mécanique etpeut recevoir un ou plusieurs circuits imprimés.

2

1 module enfichable 2 cassette

1

Schéma 1

8

Hauteur :1 U = 44,45 mm Hauteur nominale : (44,45 - 0,8) ± 0,43 U = (3 x 44,45 - 0,8) ± 0,4 = 132,55 ± 0,4

Largeur :482,6 mm ± 0,4Pas de montage des faces avant : 5,08 mmZone de montage : > 84 x 5,08 mm

1.02 Dimensions des bacs à cartes

e1e2

e2

e1e1

Vue de face d’un bac à cartes 3 U, 6 U et 9 U.Ligne du premier pas

Circuit imprimé

Guide-cartes

Schéma 2a

1 2 3 4 5 6 6 7 8 9 10 11 12

V V V V V V W W W W W W W

44.4

5

31.7

512

.7

1)

kmm

k44

.45 m

k44

.45 m

k

m

U Type Hauteur e1 e2

1 V 43,65 31,75 –2 V 88,1 76,2 –3 V 132,55 57,15 –4 V 177,0 101,6 –5 V 221,45 146,05 –6 V 265,9 190,5 –6 W 265,9 76,2 57,157 W 310,35 57,15 88,98 W 354,8 76,2 101,69 W 399,25 120,65 101,6

10 W 443,7 165,1 101,611 W 488,15 146,05 133,3512 W 532,6 190,5 133,35

Schéma 2c

Schéma 2b

1)

1) autrealternative

Remarque :La hauteur 100,2 + 0,5 mm est définie en fonction dela hauteur du circuit imprimé et d’une toléranceminimum de 0,2 mm. La tolérance maximum,0,2 + 0,5 = 0,7 mm, inclut les profils des bacs àcartes.

Tableau des dimensions et positionnementdes trous de fixation des faces avant

1.03 Dimensions des guides cartes

L’épaisseur des circuits imprimés est générale-ment de 1,6 mm. Il est possible d’utiliser descircuits plus épais après concertation entre clientset fournisseurs. Dans le cas de l’utilisation deconnecteurs en deux parties, il faut veiller àmaintenir le même espace entre le circuit impriméet la ligne de pas, et ce, quelle que soit l’épaisseurdu circuit imprimé. Pour un circuit impriméd’épaisseur plus importante, il faut égalementveiller à assurer l’extension dimensionnelle parrapport au côté opposé.

9

,

,

,

, , ,

1 Guide-carte pour modules enfichables, d’après CEI 60297-3-1012 Effet miroir du guide-carte 1 utilisé dans la zone Rear I/O ou montage de modules à partir de la droite 3 Guide-carte avec décalage de 2,54 mm4 Guide-carte avec pion de centrage et codage d’après la norme CEI 60297-3-103 (voir aussi 1.11)

Ligne de pas

Schéma 3

Schéma 4

10

Dimensions :Les dimensions des circuits imprimés définissentle facteur de forme d’une carte au format Europe(Hauteur H = 100 x profondeur D = 160 mm).

Hauteur :La hauteur du circuit imprimé correspond à lahauteur du bac normalisé (1 U = 44,45 mm). Letableau indique les formats de circuits imprimésles plus courants.

1.04 Circuits imprimés

Les dimensions des circuits imprimés sontprécisées par la norme CEI 60297-3-101. Ci-contre : circuit imprimé type pour bac à cartes 6 U.

Epaisseur :L’épaisseur du circuit est généralement de 1,6 mm,sauf besoins particuliers à préciser. Des circuitsimprimés plus épais doivent faire l’objet d’unaccord entre le client et le fournisseur, afin qu’ilssoient compatibles avec les accessoires concernés(par exemple les guides-cartes).CEI 60297-3-101, en tant que norme spécifiqueaux bacs à cartes 19", concerne les connecteurs endeux parties qui correspondent aux séries CEI60603-2, CEI 61076-4-113 et CEI 61076-4-101.D’autres connecteurs sont susceptibles de modifierla profondeur des circuits ou bacs à cartes.

Points de fixation pour supports (face avant) du circuit imprimé Ø 2,7

Hauteur H +0/-0,3 Profondeur D +0/-0,3

803 U = 100 1006 U = 233,35 1609 U = 366,7 220

280

Circuits imprimés

Schéma 5

Tableau 1

1.05 Connecteurs et cartes-mères

11

Les connecteurs des séries CEI ci-dessus s’adap-tent à la carte-mère avec la même largeur de slotmais avec une ligne de pas de référence différente.Le pas de la grille d’implantation est de 2,54 mmdans le schéma 6a et 2 mm dans le schéma 6b.Les normes CEI 60603-2 et CEI 61076-4-113s’appliquent principalement aux systèmes VME64et VME64x. Les connecteurs CEI 61076-4-101sont utilisés pour les systèmes Compact PCI.

Formule pour H1 = n x U - 4,8Exemple pour 3 U = 3 x 44,45 - 4,8 = 128,55

Formule pour H2 = n x U - 10,85 Exemple pour 3 U = 3 x 44,45 - 10,85 = 122,5

Lignes de référence pour lespoints de fixation des cartes-mères aux bacs à cartes

Position initiale des connecteurs selonCEI 60603-2 et 61076-4-113

(rangée de contact b)

Position initiale des connecteurs selon CEI 61076-4-101

Ligne de pasLigne de pas

Vue de faceSchéma 6

Schéma 6a Schéma 6b

12

1.06 Profondeurs utiles des bacs à cartes

Profondeur DR normalisée :du plan de montage arrière à la fixation dela carte - mère

Exemple VME :La formule qui s’applique aux connecteurs de typeCEI 60603-2 et 61076-4-113 est:

DR = profondeur du circuit imprimé + 22,48(exemple : 80 + 22,48 = 102,48)

Exemple CompactPCI :La formule qui s’applique aux connecteurs de typeCEI 61076-4-101 est :

DR = profondeur du circuit imprimé + 20(exemple : 80 + 20 = 100).

Profondeur D normalisée : du plan demontage avant à la fixation de la carte -mère

La formule qui s’applique aux connecteurs de typeCEI 60603-2 et 61076-4-113 (exemple d’applica-tion VME) est identique à celle des connecteurs detype CEI 61076-4-101 (exemple d’applicationCompactPCI).

D = profondeur du circuit imprimé + 15,6 (exemple : 160 + 15,6 = 175,6).

Profondeur DS normalisée :de la fixation de la face arrière au fond del’embase

Exemple VME :La formule qui s’applique aux connecteurs desmodules enfichables arrière de type CEI 60603-2(version inversée) est :DS = profondeur du circuit imprimé + 10,28(exemple : 80 + 10,28 = 90,28)

Exemple VME64x :La formule qui s’applique aux connecteurs de typeCEI 61076-4-113 est :DS = profondeur du circuit imprimé + 12,78

Exemple CompactPCI :La formule pour les connecteurs de type CEI61076-4-101 est :DS = profondeur du circuit imprimé + 12,14

L’épaisseur de la carte-mère ne doit pas dépasser6 mm.

Module enfichable avant Moduleenfichable

arrière

Embase

Schéma 7

Intégration des modules enfichablesarrière

Pour l’interface I/O, les modules enfichables arrièresont équipés des connecteurs appariés à ceuxprécédemment cités. Ceci permet la fonctiond’insertion directement sur les connecteurs avant.L’embase est utilisée en tant que supportmécanique, facilitant l’enfichage des modulesarrière et protégeant les broches des connecteurs.

1.07 Hauteurs utiles des bacs à cartes

13

D 4

D 3

Alternatives pour l'avant du bac à cartes Deux options sont possibles : profils horizontauxavec ou sans lèvre pour mécanisme d’insertion /extraction.

Pour plus de détails, voir CEI 60297-3-101 et CEI60297-3-102.

1) Profondeur du circuit imprimé.2) Profondeur d’enfichage normalisée des connecteurs CEI 60603-2 type B, C, D, et CEI 61076-4-113.3) Profondeur d’enfichage nromalisée des connecteurs CEI 60603-2 type F, G, H.4) Profondeur d’enfichage normalisée des connecteurs CEI 61076-4-101.

Vue de face : dimensions et pas de montageVue de face : zone de montage avant

Poignée d’insertion /extraction

Profil horizontal recevant lemécanisme d’insertion / extraction

Points de fixationpour faces avant

Lignes de pas = n x 5,08

Schéma 8

D 3 - 0,3 1) 80,00 160,00 220,00 280,00

D 4 ± 0,4 2) 89,93 169,93 229,93 289,93

D 4 ± 0,4 3) 91,93 171,93 231,93 291,93

D 4 ± 0,4 4) 91,74 171,74 231,74 291,74

Dimensions des modules enfichables

Tableau 2

14

1.08 Dimensions des modules enfichables pour bacs à cartes

Les schémas ci-dessus indiquent les règlesdimensionnelles pour les faces avant avec les pasde montage et les points de fixation du circuitimprimé sur l’arrière de la face avant. Le détail „X“correspond à la seule fixation normalisée maispeut cependant être remplacé par d’autres types defixation après accord entre le fournisseur et leclient.

Modules enfichablesLes modules enfichables sont des sous-ensemblesdes bacs à cartes. Ils se déclinent principalementen deux versions : la face avant C.I. et la cassette.

La face avant C.I. est composée du circuitimprimé et des composants électroniques ainsique du connecteur et de la face avant.

La cassette est un habillage métallique pouvantrecevoir un ou plusieurs circuits imprimés. Lepositionnement de la face avant et du connecteurobéit aux mêmes règles dimensionnelles quecelles qui s’appliquent au circuit imprimé.

Vue de face d’une face avant Vue de côté d’une face avant

Points de fixation des visLigne de pas

Points de fixation pourcircuits imprimés

Détail „X“Vis M 2,5

Schéma 9

Vue de côté

Vue de face

Cassette 3 U

Cassette 6 U

Schéma 10

Schéma 11

1) Guide-carte du bac à cartes2) Guide-carte de la cassette 3) Profilé dans le bac à cartes

1.09 Dimensions des faces avant

15

Blindage face avant / bac à cartesLa conception du blindage aux interférences HF estprise en compte par les normes, uniquement auniveau de la face avant (modules enfichables). Lesautres parties du bac à cartes font l’objet desolutions personnalisées. En cas d’utilisation demodules enfichables arrière, les dimensions de lapartie avant sont reproduites à l’arrière.Pour les dimensions manquantes, voir CEI 60297-3-101.

449

Face avant vue de dessus

Joint de blindage vertical

Joint non-compressé Plan de fixation de la face avant

Joint non-compressé Profil horizontalSurface conductrice verticale

Schéma 12

Schéma 13

16

1.10 Accessoires pour la décharge électrostatique (ESD)

Décharge électrostatique La norme CEI 60297-3-101 se rapporte à uncomposant optionnel permettant la déchargeélectrostatique : il s’agit d’un clip de contact placédans les guide-cartes. Les guide-cartes sontgénéralement composés d’une matière isolante.Les clips ESD sont compatibles avec n’importequel guide-carte si celui-ci le permet. Un retrofitaisé est possible.Pour une efficacité optimale, le clip doit êtreconnecté aux éléments mis à la masse et auxbandes conductrices du circuit imprimé. Afind’éviter l’apparition d’étincelles, il est conseilléd’utiliser une résistance de décharge sur le circuitimprimé.

,Vue de côté : zone de fixation avant

Guide-carte*) Surface de contact ESD

Schéma 14

1.11 Pions de centrage et codage des bacs à cartes et modules enfichables

17

Pion de centrage et codageCEI 60297-3-103 définit un dispositif de codage etde centrage entre la face avant du moduleenfichable et le bac à cartes. Contrairement auxsolutions relatives aux connecteurs, cette méthodede codage offre un maximum de liberté lors de laconception de la carte-mère. Le pion de centragepermet un positionnement correct des faces avantCEM et, dans certains cas, assure la fonction d’unpion de décharge entre la face avant et le bac àcartes.Dans les deux cas – à savoir le centrage et lecodage -, des précautions doivent être prises lorsdu choix de la face avant et du bac à cartes, lesmodifications ultérieures pouvant s’avérerextrêmement coûteuses.

Guide-carte compatible avecpions de centrage et codage

Pion de centrage4 positions possibles pourle pion de codage

Schéma 15

Vue de face des bacs à cartes 6 SU , 12 SU et 18 SULigne du premier pas

Circuit imprimé

Guide-carte

18

1.12 Dimensions des bacs à cartes selon la norme métrique (25 mm) CEI 60917-2-2

La norme métriqueAu milieu des années 1980, la commission CEI acréé un nouveau système de montage qui reposesur une grille tridimensionnelle avec un pas demontage métrique uniforme. Les avantagesescomptés s’adressaient principalement à la CAO /FAO et consistaient en des améliorations d’ordregénéral au niveau des faiblesses de conception queprésentait le 19" standard. Ainsi, la série denormes CEI 60917 fut créée. Elle comprend desdimensions qui s’appliquent aux baies et aux bacsà cartes, ainsi que des règles de base pour l’élabo-ration d’autres normes d’équipement. Le pas demontage principal est de 25 mm, avec des pasmultiples de 2,5 mm et 0,5 mm.

Schéma 16

1.13 Dimensions des bacs à cartes selon la norme ETS 300 119-4 (European Telecommunication Standard)

19

Bacs à cartes selon la norme ETS Au début des années 1990, l’Institut européen denormalisation des télécommunications (ETS) adéfini les normes ETS 300 119 pour répondre àleurs besoins techniques spécifiques et pourcoordonner le développement des équipementsentre les pays membres.Les spécifications mécaniques précisent oudéfinissent la compatibilité d’un bac à cartes et sesconditions d’installation dans les baies. La normeETS représente un extrait de la norme métrique (25mm) CEI 60917 qui se rapporte aux conditions decompatibilité du bac à cartes mais ne précise rienconcernant les modules enfichables. Elle permetaussi une accommodation entre bacs à cartesmétriques et 19".

-

Vue de face du bac à cartes

Vue de dessus du bac à cartes

Schéma 17

20

2.00 Conception des baies indoor

2.00

21

2.01 Dimensions des baies selon la norme 19" (482,6 mm) CEI 60297-2

Le pas de montage est divisé en unités de hauteur(U) de 44,45 mm. Le tableau 3 indique la hauteurtotale de la baie, la hauteur utile et les unités correspondantes. H1 comprend les pieds et lesroulettes.

Pour la fixation des équipements, on utilisera depréférence des vis M6. Des écrous-cage peuventêtre clipsés dans les perforations carrées.

*) Le détail “Z” correspond au pas de montage.Les perforations marquées en noir sont prévuespour le montage des faces avant ou des bacs àcartes. Les perforations marquées en bleu sontdestinées à toute autre utilisation.

W

Vue de face

Détail “Z”

H1 (mm) H2 (mm) unités (U)

800 577,85 131000 800,10 181200 977,90 221400 1200,15 271600 1377,95 311800 1600,20 362000 1778,00 402200 2000,25 45

Hauteur

W (mm) D (mm)

550 400600 600700 800800 900900

Les largeurs et profondeurs peuvent être combinées indifféremment.

Largeur et Profondeur

Schéma 18

Tableau 3 Tableau 4

22

2.02 Dimensions des baies selon la norme ETS 300 119-3 (European Telecommunication Standard)

,

D 3 = 300 mm D 3 = 600 mm

D 4 = 40 D 4 = 75D 5 = 10 D 5 = 25D 6 = 5 D 6 = 25

Vue de face

Possibilités de disposition au sol

Vue de dessus

1) La largeur et la profondeur totales de la baie doivent être inférieures auxdimensions de référence afin qu’elles soient interchangeables.

1)

1)

Schéma 19

Schéma 20

Tableau 5

23

2.03 Dimensions des baies selon la norme métrique (25 mm) CEI 60917-2-1

*) Le détail “Y” correspond au pas de montage.Pour la fixation des équipements, on utilisera depréférence des vis M6. Des écrous-cages peuventêtre clipsés dans les perforations carrées.

Le pas de montage est divisé en unités de hauteurde 1 SU (= 25 mm). Le tableau 6 indique la hauteurtotale de la baie, la hauteur utile et les unitéscorrespondantes. H1 comprend les pieds et lesroulettes.

H1 (mm) H 2 (mm) unités (SU)

800 550 221000 750 301200 950 381400 1150 461600 1350 541800 1550 622000 1750 702200 1950 78

Hauteur

W (mm) D (mm)

550 400600 600700 800800 900900

Les largeurs et profondeurs peuvent être combinéesindifféremment.

Largeur et Profondeur

W

Vue de face

Détail “Y”

Schéma 21

Tableau 6 Tableau 7

3.00 Baies outdoor

24

3.00

25

Coffrets et baies selon CEI 61969-2-1,CEI 61969-2-2 et ETS / EN 301 169-2.

Les dimensions indiquées dans le tableau ci-contre sont précisées dans les normes CEI 61969-2-1, CEI 61969-2-2 et ETS / EN 301 169-2. Undépassement de 25 mm maximum est toléré dechaque côté du toit (WR et DR). Les dimensionsdes socles ne sont pas prises en compte dans labaie et peuvent augmenter de n x 25 mm.Dimensions supplémentaires ou non-précisées :voir les normes correspondantes.

600 400 700 535

1000 800 900 735 400 300

1200 1000 1300 1135 700 600

1400 1200 1900 1735

1800 1600

HA HB WA WB DA DB

Coupe : vue de face

Vue de dessus,avec équipements intégrés

Coupe : vue de côtéSchéma 22

Tableau 8

Toutes les dimensions sont en mm.

26

4.00 Essais climatiques et mécaniques pour bacs à cartes et baies selon CEI 61587-1 , -2 , -3

4.00

Bac à cartes : simulation thermique

Bac à cartes : essais de blindage électromagnétique

Bac à cartes : tenue aux chocs et vibrations

27

Après les tests , aucune modification relative au montage, à la géométrie et àla fonctionnalité ne doit être observée. Pour plus d’informations concernantles essais climatiques , ambiance industrielle y compris , consulter la normeCEI 61587-1.

RH = humidité relative

Les essais climatiques CEI 61587-1 englobent différents tests de température,d'humidité, d'ambiance industrielle dans des environnements indoor etoutdoor. Les tests peuvent être effectués soit statiquement afin d’évaluer lesmatériaux utilisés, soit en relation avec des essais dynamiques réalisés surdes échantillons pour évaluer la structure de l’équipement.

1

Environnement de bureaux et de laboratoires-10 °C à +55 °C20 % à 80 % RH

Ambiance industrielleFaible concentration chimique

Sulph. diox. SO2 10 cm3/m3

Hydro. Sulph. H2S 1 cm3/m3

2

Environnement de production et de stockage-25 °C à +70 °C20 % à 80 % RH

Ambiance industrielleForte concentration chimiqueSulph. diox. SO2 25 cm3/m3

Hydro. Sulph. H2S 15 cm3/m3

3

Environnement extérieur, tropical-40 °C à +85 °C20 % à 95 % RH

Ambiance industrielleAtmosphère chimique , maritime

Sulph. diox. SO2 25 cm3/m3

Hydro. Sulph. H2S 15 cm3/m3

Les normes CEI 61587 se divisent en 3 parties :

Première partie : essais climatiques , mécaniques et aspect de la sécurité

Deuxième partie : essais sismiques

Troisième partie : essais de performance du blindage électromagnétique

Tous les tests sont effectués sur des équipements au repos, afin de faciliter lacomparaison entre produits standards. L’objet de ces normes est d’assurerl’intégrité physique des baies, bâtis, bacs à cartes et châssis en tenant comptedes exigences de plusieurs niveaux de performance pour les différentsdomaines d’applications. L'utilisation de ces produits standard testés donnerades valeurs de référence aux conceptions de chacun, ce qui réduira le tempsde conception.

Niveaux de performance

Tableau 9

4.01 Essais climatiques

28

4.02 Essais dynamiques et statiques pour bacs à cartes et baies selon CEI 61587-1

Le test de charge statique évalue la rigidité des pièces qui supportent lacharge. La flexion des pièces inférieures ne doit pas dépasser 0,4 mm afind’assurer une bonne insertion des circuits imprimés dans les guides-cartes.Cette flexion maximum (0,4 mm) a été définie en tenant compte destolérances de hauteur du bac à cartes et de la profondeur du guide-carte. Afind’évaluer la robustesse, le bac à cartes à tester doit recevoir 6 cartes de 1,15kg chacune ou une charge placée au centre, et simulant une force de 46 N.Ce test est réussi si la flexion des profils inférieurs n’excède pas 0,4 mm.

Le test dynamique évalue la tenue des bacs à cartes aux chocs etvibrations pouvant survenir lors de conditions normales d’utilisation et dutransport. Les circuits imprimés doivent ainsi être équipés de faces avant etfixés au bac à cartes. Pour simuler un équipement fonctionnel , les circuitsdoivent intégrer des connecteurs. Les connecteurs appariés seront fixés surles profils arrières du bac à cartes. La charge totale d’un bac 3 U doit être de3,5 kg et celle d’un bac 6 U de 7 kg, répartie uniformément sur 14 slots(charge du bac 3 U par slot = 0,25 kg et charge du bac 6 U par slot = 0,5 kg).Il existe trois niveaux de sévérité qui s’appliquent à un équipement fixe ou mobile, ou placé dans un environnement dynamique extrême (valeurs d’accélération de 1 g, 2 g et 5 g). Pour plus de détails , consulter lanorme CEI 61587-1.

Bacs à cartesAfin de tester la rigidité du bac à cartes, il doit être monté dans une structuresimulant les conditions de montage dans une baie.

Baies Les conditions de test, spécifiées par CEI 61587-1, évaluent la structure dela baie du point de vue de la capacité de levage, de la robustesse et de l’effetdes charges dynamiques. Ces capacités doivent être testées pour 3 domainesd’application types.

Charge distribuée surla ligne centrale

Charge distribuéepar slots

Bacs à cartes ou tiroirs 6 U5 x 10 kg montés dans la baie

Une charge d’essai de 100 kgmontée sur la tôle plancherde la baie

Pour le test de levage, la baie doit être équipée d’anneaux de levage etfixée au sol. Il existe trois niveaux de sévérité qui prennent en compte lesdifférentes classes de charges de la baie : 3000 N , 6000 N et 12000 N,réparties uniformément sur les anneaux.

Le test de robustesse évalue la rigidité de la structure de la baie. La baiedoit être fixée au sol et des forces latérales de 500 N, 1000 N et 2000 N sontexercées sur la partie supérieure de la baie (pleine profondeur et hauteur 100 mm à partir du toit de la baie). Ce test renseigne également sur lecomportement de la baie lors d’un test sismique.

Le test dynamique évalue la tenue d’une baie chargée aux chocs etvibrations pouvant survenir lors de conditions normales d’utilisation et dutransport. Il existe trois niveaux de sévérité, chacun simulant une pressionexercée dans le cadre de différents domaines d’application (cf. bacs à cartes).Le test est réussi si aucune déformation ou dommage relatifs au montage, àla géométrie et à la fonctionnalité n’est constaté.

Schéma 24Schéma 23

29

4.03 Exigences d’environnement pour baies outdoor selon CEI 61969-3

Ce test doit prouver l’intégrité physique propre àl’équipement type (voir chapitre 4.02 ). Il existedeux seuils de sévérité selon les exigences desdifférentes zones géographiques : Japon etAmérique du Nord.Ce test est réussi si aucune déformation oudommage relatifs au montage, à la géométrie et àla fonctionnalité n’est constatée.

Japon

Amérique du Nord

tests concernent principalement les poignées, les verrous, les portes et lesjoints. La conception de ces pièces doit autoriser des opérations demaintenance quelles que soient les conditions extérieures, sans affecter lesindices de protection. Des pièces d'habillage robustes et un verrouillageefficace garantissent une protection optimale contre le vandalisme. Pour plusde détails, consulter la norme CEI 61969-1.

Fréquence Hz

Accé

léra

tion

a

4.04 Essais sismiques selon CEI 61587-2

Les installations électriques implantées en plein air doivent faire l'objet demesures de conception spécifiques, tout particulièrement si elles se situentdans des lieux publics. La norme CEI 61969-3 spécifie les exigences etessais, complétant ainsi la norme CEI 61587-1. Essais climatiques : lestempératures minimum / maximum et la protection contre les fortes pluiessont définies afin de simuler des conditions environnementales sévères. Ces

Schéma 25

30

5.00 Tests de performance du blindage électromagnétique

CEI 61587-3 décrit trois niveaux de performance du blindage électromagnétique. Les conditions de testset les niveaux d’atténuation facilitent le choix des habillages–par exemple baies et bacs à cartes. Leschéma ci-dessus illustre le dispositif d’installation des antennes. La mesure E1 se fera sans l’habillage.La mesure E2 s’effectue avec l’antenne de transmission installée dans l’habillage. La différence entre lesignal reçu sans et avec l’habillage représente l’efficacité du blindage en dB.

La CEM constitue l’aptitude d’une installation ou d’un appareil électrique à fonctionner de façon satisfai-sante dans son environnement , sans produire lui même des interférences électromagnétiques de natureà créer des troubles graves dans le fonctionnement des appareils ou des systèmes situés dans sonenvironnement.

Le tableau ci-dessus indique les trois niveaux de performance avec les valeurs d’atténuationcorrespondantes dépendant des plages de fréquence. Performance du blindage SE = E1 - E2.

Antenne de transmission

Dispositif de transmission

Antenne de réception

Dispositif de réception

5.00

Schéma 26

%

1 20 dB 10 dB 0

2 40 dB 30 dB 20 dB

3 60 dB 50 dB 40 dB

Tableau 10

Niveau deperformance 30 MHz à 230 MHz 230 MHz à 1000 MHz 1000 MHz à 2000 MHz

6.00 Sécurité et protection

6.01 Sécurité selon CEI 60950 / CEI 61010

31

Protection contre les tensions dangereusesToutes les pièces conductrices d’un habillage mécanique susceptibles d’entrer en contact avec destensions dangereuses doivent être mises à la masse et testées selon CEI 61010 -1.

Protection mécanique et thermiqueLes pièces mécaniques composant l’habillage ne doivent pas comporter de zones tranchantes afind’éviter tout risque de blessure. Les composants sources de chaleur et accessibles à l’utilisateur doiventêtre protégés ou isolés.

Protection contre le feuLa conception et les matériaux qui composent l’habillage sont sélectionnés de façon à empêcher lapropagation du feu. Toutes les matières plastiques doivent être conformes à une tenue au feu classe V2(ou supérieure), testées selon la norme CEI 60707. En raison de l’ajout de substances toxiques dans lesmatériaux de classe supérieure à V2, il est nécessaire de prendre en compte la norme ISO 14000. Le toit/ capot d’un habillage doit être conçu de manière à empêcher la propagation du feu à d’autres élémentsde la baie par exemple. La norme CEI 60950 définie les perforations du capot nécessaires à la ventilation.

Mise à la masse despièces amovibles de labaie.

Bacs à cartes avec capots perforés contre lestensions dangereuses. Guide-cartes en matièreplastique auto-extinguible selon UL 94 V0.

6.00

6.02 Indices de protection IP

32

La norme CEI 60529 indique les degrés de protection des habillages contrela pénétration d’eau et de poussière ainsi que les degrés de protection despersonnes contre les contacts accidentels. Un indice de protection comprenddeux chiffres. Le premier chiffre indique une protection contre les corpsétrangers (d’un simple contact avec le doigt jusqu’à la pénétration depoussière). Le deuxième chiffre indique la protection contre la pénétrationd’eau.

ApplicationsComment définir les habillages en considérant les conditions environnemen-tales et en respectant les exigences de sécurité pour les utilisateurs ? Enmilieu indoor, les habillages peuvent être soumis à des impacts d'eau(système sprinkler) et de poussières (production industrielle). Afin deprotéger les équipements intégrés dans une baie électrique / électronique,l’indice de protection IP 43 est recommandé. La protection des utilisateursest également assurée puisque des corps étrangers de diamètre supérieur à 1 mm ne peuvent pénétrer dans l’habillage. Pour les baies indoor, la norme CEI 61587-1 requiert un indice de protection IP 54 pour les conditionsles plus défavorables. Pour les baies outdoor non-abritées, la norme CEI 61969-3 requiert l’indice de protection IP 55 pour les conditions les plusdéfavorables.

Pas de protection

Gouttes d’eau tombant verticalement

Indice de protection

Deuxième chiffre

0

1

Gouttes d’eau tombant selon un angle inférieurou égal à 15°2

Eau tombant en pluie selon un angle inférieurou égal à 60°3

Projections d’eau dans toutes les directions4

Jets d’eau5

Jets d’eau puissants6

Immersion partielle7

Immersion totale8

Protection contre les contacts accidentels et la pénétration de corps étrangers

Contacts

Pas de protection Pas de protection

Avec une grande surface du corpshumain

Corps solides dediamètre supérieur ouégal à 50 mm

Corps étrangers

>

Indice de protection

Premier chiffre

0

1

Avec le doigtCorps solides dediamètre supérieur ouégal à 50 mm

2

Avec : outils , fils , etc ,de diamètre supérieurou égal à 2,5 mm

Corps solides dediamètre supérieur ouégal à 2,5 mm

3

Avec : fils ou bandes dediamètre supérieur ouégal à 1 mm

Corps solides dediamètre supérieur ouégal à 1 mm

4

Protection totale Pas de dépôts depoussière5

Protection totale Protection contre lapénétration de poussière6

Tableau 11

Etanchéité à l’eau

La gestion thermique, décrite dans la norme CEI 62194-1, contient les lignes directrices pour lesméthodes d’évaluation de la performance thermique des habillages. Les exemples d’évaluation de lachaleur ci-dessous sont issus d’une formule simplifiée utilisée pour le choix global parmi les différentessolutions de gestion thermique possibles.

33

Exemple 1En supposant qu’un habillage indoor présente lescaractéristiques suivantes :Puissance dissipée 1000 Wk = 5 W/m2 x K (acier 1,5 mm)A = 5 m2 (surface effective de la baie)CT = supposons Ti 30 °C - Ta 45 °C = -15 °KP = 5 x 5 m2 x (-15 °K) = - 375 W375 W sont transférés de l’extérieur vers l’intérieur

Résultat : un climatiseur est nécessaire Puissance totale à dissiper :1000 W + 375 W = 1375 W.

Exemple 2Mêmes caractéristiques que pour l’exemple 1 mais :CT = supposons Ti 60 °C - Ta 45 °C = 15 °KP = 5 x 5 m2 x (15 °K) = 375 W375 W sont transférées de l'intérieur vers l'extérieur.

Résultat : un échangeur thermique peutêtre utilisé. Puissance totale à dissiper :1000 W – 375 W = 625 W.

Exemple de calculs 1 et 2Application indoorHabillage simple paroi 2000 x 800 x 600 mm

Température ambiante Ta = 45 °C

Chaleur générée à l’intérieur 1000 W

Température intérieure maximum1) 30 °C2) 60 °C

Exemple de calcul 3Application outdoorHabillage double paroi 2000 x 800 x 600 mm

FormuleP = k x A x CTP = Puissance (W)k = coefficient de transfert thermique (W/m2 x K)A = surface effective de la baieCT = différence de température intérieure -

ambiante (Ti - Ta)Ti = température intérieure de la baieTa = température ambiante

Exemple 3Mêmes caractéristiques que pour les exemples 1 et 2, mais pour un habillage outdoor.Puissance dissipée : 1000 W.

CT = supposons Ti 60 °C – Ta 45 °C = 15 °KLes rayonnements solaires provoquent untransfert de chaleur de l’extérieur vers l’intérieur de850 W.Solution : une conception double paroi ventiléepermettra d’évacuer cette chaleur.

Résultat : un échangeur thermique (dimen-sionnement 1000 W à 15 °K) est particuliè-rement adapté.

7.00 Gestion thermique

7.00

Schéma 27 Schéma 28

34

8.00 VME et CompactPCI

8.00

VME et CompactPCI sont des architectures PCdéveloppées et spécifiées en tant que plates-formes standard ouvertes. Les deux systèmesutilisent les mêmes normes CEI 60297-3-101, -102, -103, IEEE 1101.1, 1101.10 et 1101.11 auniveau de la structure mécanique des bacs à cartes.

Les normes CEI précédemment citées comportenttous les détails relatifs à la conception mécaniquepour les systèmes VME et CompactPCI. L’organi-sation du contenu des normes CEI diffère de celledes normes IEEE 1101.1.

VME et CompactPCI utilisent tous deux le mêmefacteur de forme carte Europe, impliquant lacompatibilité des dimensions de montage des bacsà cartes et des modules enfichables. Ils se différen-cient au niveau des joints, du codage, des poignéesd’insertion et des connecteurs.

VME utilise des connecteurs de type CEI 60603-2(trois rangées avec 32 contacts). VME64x utilisedes connecteurs de type CEI 61076-4-113 (cinqrangées de contacts) et CEI 61076 -4-101 (pas 2mm avec cinq rangées de signaux et deux rangéesGND avec contacts). CompactPCI utilise desconnecteurs de type CEI 61076-4-101.

Les caractéristiques principales de la structuremécanique sont : bacs à cartes 19" de hauteur 3 U,6 U et 9 U et les modules enfichables correspon-dants. Poignées d’insertion / extraction, jointsCEM pour faces avant, fonction ESD pour guide-carte, fonctions de centrage et de codage entrefaces avant et bacs à cartes, et intégration demodules RTM (Rear Transition Module).

Les dimensions de la structure mécanique d’un habillage sont précisées dans la spécification PICMG3.0. Elle définit les dimensions du slot d’un module FRU (Field Replaceable Unit) qui correspond, selonla norme CEI 60297-3-101, -102 , -103, à un circuit imprimé 8 U (Hauteur H x Profondeur D = 322,25mm x 280 mm). La largeur d’un slot est de 6 x 5,08 mm, ou 6 F. La profondeur d’un châssis permet l’inté-gration d’un module FRU d’une profondeur de 280 mm et d’un module RTM (Rear Transition Modules)d’une profondeur de 70 mm. Afin de simplifier la mécanique du châssis et des modules enfichables,certaines dimensions ont été définies indépendamment de la série de normes CEI 60297-3-101, -102,-103, ce qui entraîne une incompatibilité entre les bacs à cartes et modules enfichables de type CEI etAdvancedTCA. Il existe différentes largeurs de châssis AdvancedTCA adaptées au montage dans lesbaies 19", 23" ou ETS. La spécification AdvancedTCA contient également des détails fonctionnelscomme par exemple ESD, CEM et Hot-swap avec une poignée d’insertion / extraction spécifique.

9.00 AdvancedTCA® - PICMG 3.0

35

9.00

AdvancedTCA® (TCA=Telecom Computing Architecture) est une spécification développée par le groupePICMG (PICMG = PCI Industrial Computers Manufacters Group. PCI = Peripheral Component Intercon-nect).

14 slots dans un châssis 19"16 slots dans un châssis 23" ou ETS

1 U = 44,45 mm 1 HP = 1 F = 5,08 mm

6 HP = 1 slot

Vue de face d’un châssis AdvancedTCA

Coupe : vue de côté, connexion d’un module FRU avec un module RTM

Vue de face d’un module FRU AdvancedTCA

Schéma 29

Schéma 30

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