Introdução
Os sistemas embarcados estão presentes em praticamente todos os aspectos da nossa vida cotidiana: nos automóveis, televisores, smartphones, dispositivos urbanos, locais de trabalho e muito mais. Dada essa vasta gama de aplicações, é fundamental que o projeto desses sistemas leve em conta o encapsulamento em que serão armazenados.
Frequentemente subestimado ou deixado para o fim do processo de desenvolvimento, o encapsulamento de um sistema embarcado é, na verdade, um elemento crucial para seu funcionamento. Ele determina onde e como o sistema pode operar de maneira segura, sem sofrer danos por intempéries.
Neste artigo, eu mostro a importância do encapsulamento dos sistemas embarcados. Ao fim desse artigo você, leitor, estará consciente que, sem um encapsulamento adequado, um projeto de sistemas embarcados pode simplesmente estar fadado ao fracasso.
Funções essenciais do encapsulamento em sistemas embarcados
O encapsulamento desempenha várias funções essenciais, garantindo a operação segura e eficiente do sistema embarcado. Algumas das principais funções incluem:
- Suporte mecânico adequado: um sistema embarcado não é apenas um conjunto de circuitos e componentes jogados ao acaso. Ele requer uma disposição mecânica correta para assegurar sua integridade e funcionamento esperado. Por exemplo, em aplicações sujeitas a vibrações mecânicas constantes, o encapsulamento deve ser projetado para minimizar ou eliminar esses efeitos nas placas que compõe o sistema embarcado, protegendo as partes sensíveis do circuito. Sem isso, a vida útil do dispositivo pode ser drasticamente reduzida.
- Proteção contra intempéries e corpos estranhos: no ambiente real de funcionamento, os sistemas embarcados estão expostos a uma variedade de condições adversas, como calor, frio, chuva, poeira e insetos. O encapsulamento adequado de um sistema embarcado o protege contra esses elementos, garantindo que ele permaneça funcional e durável por muito tempo. Lembre-se: o encapsulamento é tudo que isola o hardware do sistema embarcado do mundo externo, logo deve oferecer boas condições de funcionamento ao mesmo.
- Prevenção de oxidação: os componentes elétricos e eletrônicos de um sistema embarcado, assim como suas conexões, são suscetíveis à oxidação, o que pode levar a falhas de funcionamento. Problemas intermitentes, causados por oxidação, são muito difíceis de diagnosticar e resolver. Um encapsulamento adequado ao ambiente no qual o sistema embarcado deve operar exerce um papel fundamental em protegê-lo contra a umidade, prevenindo a oxidação e assegurando a longevidade do sistema.
- Proteção eletromagnética: a interferência eletromagnética (EMI): esta é uma preocupação constante em ambientes de operação mais hostis a circuitos eletrônicos. Ela pode comprometer o funcionamento de sistemas embarcados de maneira imprevisível e, em alguns casos, causar danos aos circuitos dos sistemas embarcados. O encapsulamento adequado neste caso desempenha um papel vital na proteção contra EMI, garantindo que o sistema opere conforme esperado.
- Estética e identidade de marca: além de funções práticas, o encapsulamento também é uma oportunidade para promover a marca e o produto que ele guarda. Ele serve como uma vitrine para a identidade da empresa, com logotipos e design que reforçam o reconhecimento da marca, similar ao que se observa na indústria automobilística.
Etapas gerais para desenvolver um bom encapsulamento
Neste ponto do artigo, você deve ter compreendido a importância e criticidade de um encapsulamento de um sistema embarcado, sobretudo para àqueles que operam em ambientes sujeitos às intempéries e hostilidades das EMIs.
Portanto, segue abaixo as principais etapas para desenvolver um bom encapsulamento para um sistema embarcado:
- Conheça o ambiente de operação: numa guerra, é importante conhecer seu inimigo; para um sistema embarcado, o equivalente é: conheça quais fatores do ambiente de operação podem causar perigo. Identifique, no local de operação do sistema embarcado, qual será o range de umidade relativa do ar esperada, o range de temperatura ambiente esperada e se há dispositivos ao redor que podem gerar grande interferência eletromagnética.
- Prepare-se para o ambiente de operação: com as informações do ambiente de operação em mãos, você está apto a escolher o melhor material no qual o encapsulamento será feito. Busque um material (ou, em alguns casos, uma combinação de materiais) que permitem mitigar todos os efeitos negativos que o ambiente de operação pode exercer sobre os circuitos do sistema embarcado.
- Faça o desenho do encapsulamento em CAD: sempre faça um desenho profissional (em algum programa de CAD) do seu encapsulamento. Quanto mais preciso e bem feito o projeto for, mais fácil será de fabricá-lo.
- Busque fabricantes: com o projeto do encapsulamento feito em CAD, é o momento de buscar fabricantes para produzí-lo.
Dica: procure sempre por fabricantes nacionais e de fora do Brasil. Muitas vezes, fabricantes do exterior podem possuir melhores técnicas de fabricação e melhores preços.
Conclusão
O encapsulamento de sistemas embarcados é uma parte fundamental do seu sucesso em campo. Ele não é apenas uma “caixinha”, mas o invólucro que protege o sistema das adversidades do ambiente. Menosprezar o projeto do encapsulamento pode levar a problemas futuros com manutenção, o que levará a custos adicionais e falhas operacionais. Não deixa o problema para depois: parta do início com o encapsulamento adequado.
Indicações de livros da área
Eu indico os livros abaixo para quem está trabalhando ou deseja trabalhar com desenvolvimento de produtos eletrônicos
- Desenvolvendo Projetos Eletrônicos no Brasil
- A Arte da Eletrônica: Circuitos Eletrônicos e Microeletrônica
- Eletrônica de potência: fundamentos, conceitos e aplicações
- Eletrônica: Volume 1
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