Postup zkoušky prachotěsnosti IP5X a IP6X čtecího pera a kritéria pro splnění

Cílová skupina: Tato příručka je určena pro techniky kvality OEM/ODM, specialisty na certifikaci a B2B distributory, kteří potřebují praktické znalosti o testování prachové odolnosti podle IEC 60529 ve vztahu k elektronickým čtecím perům – co testovací komora skutečně dělá, jaké koncentraci prachu jednotku vystavujeme, co se počítá jako úspěšný výsledek a proč je IP5X versus IP6X skutečné technické rozhodnutí, nikoli marketingové označení.

Číslo na krabici říká „IP5X". Většina kupujících v tomto bodě přestane číst. Rozdíl mezi IP5X a IP6X není rozdíl v označení – je to rozdíl mezi čtecím perem, které přežije výlet s batohem do Sahary, a perem, které šest let vydrží ve třídě v Káhiře plné křídového prachu. Test IP5X používá prachovou komoru s mastekovým práškem suspendovaným při 2 kg/m³ po dobu 8 hodin; test IP6X používá stejnou komoru se stejným mastkem po dobu 8 hodin, ale navíc aplikuje vakuový cyklus, který nasává prach případnými netěsnostmi. Čtecí pero, které projde IP5X, může mít po IP6X viditelný průnik prachu. Čtecí pero, které projde IP6X, je skutečně prachotěsné.

Tento článek provází komorou, kterou používáme, specifikací mastku, rozhodovací matricí pro jednotlivé modely napříč našimi 11 SKU čtecích per a tím, co by B2B kupující měli vyžadovat při auditu dodavatele, než přijmou tvrzení o prachotěsnosti.

1. Co IP5X a IP6X skutečně znamenají podle IEC 60529

IEC 60529 definuje stupeň krytí dvouznakovým kódem. První číslice (0–6) popisuje průnik pevných částic; druhá číslice (0–9) popisuje průnik vody. V tomto článku se věnujeme pouze první číslici, ale čtenáři by měli vědět, že čtecí pero s IP5X automaticky nezahrnuje žádný stupeň krytí proti vodě – viz našeho průvodce průnikem vody u čtecích per IPTX a IPX7 pro druhou číslici.

Definice první číslice relevantní pro čtecí pera:

• IP0X – bez ochrany
• IP1X – koule o průměru 50 mm nemůže vniknout
• IP2X – koule o průměru 12,5 mm nemůže vniknout
• IP3X – sonda o průměru 2,5 mm nemůže vniknout
• IP4X – drát o průměru 1,0 mm nemůže vniknout
• IP5X – chráněno proti prachu; průnik prachu je povolen, ale ne v takovém množství, které by narušilo funkci nebo bezpečnost
• IP6X – prachotěsné; žádný průnik prachu

Klíčový rozdíl mezi IP5X a IP6X spočívá v vakuovém kroku. IP5X cirkuluje prach v komoře za atmosférického tlaku po dobu 8 hodin. IP6X přidává interní vývěvu, která po celou dobu testu udržuje podtlak 2 kPa pod okolním tlakem. Kryt, který projde IP5X, ale neuspěje u IP6X, téměř vždy selže proto, že prach je vakuem nasáván přes spáru – nikoli proto, že by prach za atmosférického tlaku nepronikl.

2. Prachová testovací komora, kterou používáme

Naše interní kvalifikace běží v prachové komoře Foshan Gao-Spec GP-200L s pracovním objemem 2 000 × 1 500 × 1 500 mm. Pro audity kupujících nebo svědecké testování třetí stranou využíváme laboratoř SGS Guangzhou (která používá identické zařízení Foshan) nebo TÜV SÜD Hong Kong.

Parametry komory dle IEC 60068-2-68 (na kterou IEC 60529 odkazuje):

Mastek je třídy T-3 dle ISO 12103-1, odebíraný od jednoho dodavatele (Imerys Talc Luzenac) pro zajištění stálosti. Šarže s > 5 % zbytku na sítu 75 µm nebo > 0,5 % zbytku po žíhání odmítáme. Špatná šarže mastku dává falešné výsledky vyhovění, proto příchozí prášek testujeme po šaržích.

3. Strategie ochrany proti prachu pro jednotlivé modely

Ne každá čtecí propiska potřebuje IP6X. Cenový rozdíl je přibližně 2,4× pro provedení prachotěsné oproti prachuvzdorné verzi, a to kvůli přísnějším tolerancím těsnění, dodatečnému přetvarování a někdy i utěsněné sítce akustického portu. Ochranu proti prachu odstupňujeme u všech 11 modelů.

Upozorňujeme, že F8 a P2 standardně nemají stupeň IP5X. Jsou navrženy pro použití ve vnitřních třídách, kde je vystavení prachu omezené. Pokud se kupující pokusí použít F8 v pouštním školním programu, do 6 měsíců se ucpe mřížka reproduktoru. F8 nepřeštítkujeme jako IP5X — konstrukce to neumožňuje.

4. Kritéria úspěšnosti a jak po zkoušce kontrolujeme

Po 8hodinové expozici prachem se jednotky ponechají v laboratoři 1 hodinu, aby se prach usadil, a poté se kontrolují podle následujících kritérií.

Kritéria splnění IP5X:

1. Vniknutí prachu na PCB nesmí pokrývat více než 5 % žádného funkčního povrchu (MCU, audio IC, IC pro správu napájení, vnitřek RF stínění).
2. Žádný prach na membráně reproduktoru při pohledu přes mřížku při 10× zvětšení.
3. Funkční test: zapnutí, přehrávání zvuku, skenování OID, nabíjení — vše musí projít.
4. Izolační odpor > 10⁹ Ω při 50 V DC mezi libovolnými dvěma vodiči, které nebyly chráněny proti prachu.

Kritéria splnění IP6X:

1. Nulové vniknutí prachu na PCB. Jakýkoli viditelný prach na funkčním povrchu znamená neúspěch.
2. Žádný prach na membráně reproduktoru ani na portu MEMS mikrofonu.
3. Funkční test projde.
4. Izolační odpor > 10⁹ Ω.
5. Po otevření krytu nesmí být uvnitř viditelný žádný prach.

Kontrola IP6X je nekompromisní. Po testu otevřeme každý vzorek, nafotíme vnitřek na 5 místech a porovnáme s kontrolní jednotkou, která nebyla vystavena. Jediné zrnko talku na audio IC stačí k vyřazení šarže — a šarže jsme již odmítli, když jedinou vadou bylo jedno prachové zrnko na stěně stínění.

Graf výše ukazuje míru úspěšnosti na první pokus podle SKU za posledních 24 měsíců. Modely s krytím IP6X (K7, KF1, L5, T2, Y6) trvale dosahují 96–98 %, protože mají investice do těsnění a přetlakového lití. Modely IP5X (B1, B2, Q6, Q8) se shlukují na 91–95 %. F8 a P2 (bez formálního nároku na IP5X) stále procházejí na 89–90 %, protože se zkouška v prachové komoře stále používá, ale častěji selhávají kvůli pronikání prachu přes mřížku reproduktoru.

5. Proč většina čtecích per selhává v IP6X na prvním vzorku

Když B2B kupující požaduje IP6X a dodavatel řekne „ano, samozřejmě“ — sledujte prvních 10 vzorků. Nejčastější body selhání jsou:

1. Mřížka reproduktoru — mřížka reproduktoru je akustický port a hustě tkaná síťovina blokuje prach, ale tlumí zvuk. U modelů IP6X používáme akustickou membránu typu Gore-Tex (W.L. Gore PMG100) s velikostí pórů 0,5 µm a tloušťkou 0,3 mm. Membrána propouští 90 % akustické energie při 1 kHz a blokuje 99,97 % částic o velikosti 1 µm.
2. USB / port Type-C — i se silikonovou krytkou zmíněnou v článku o konformním povlaku se krytka při zasunutí kabelu stlačí. Prach, který při prvním zasunutí krytku mine, může zůstat uvnitř. U K7, KF1, L5, T2, Y6 přidáváme sekundární interní krytku.
3. Šev krytu baterie — šev mezi prostorem pro baterii a hlavním krytem je nejdelší souvislá dráha těsnění u každého čtecího pera. Pokud má těsnění jakoukoli vadu způsobenou tokem formy v poloměru rohu, prach se podtlakem protáhne.
4. Konektor sluchátek — TRRS jack je otvor 3,5 mm skrz kryt. K7, KF1, L5, T2, Y6 mají připojenou silikonovou záslepku.
5. Dělicí rovina krytu — pokud přetok dvousložkové formy překročí 50 µm na dělicí rovině, těsnění to nedokáže kompenzovat a prach se protáhne. U všech modelů IP6X držíme přetok na dělicí rovině < 30 µm.

6. Svědecké testování v komoře a ověření třetí stranou

Důrazně doporučujeme B2B kupujícím, aby byli při zkoušce prachem osobně nebo prostřednictvím inspektora třetí strany. Samotná komora není složitá na obsluhu, ale následná kontrola je místem, kde se šarže vyřazují — a dodavatel pracující sám má bohužel motivaci interpretovat kritéria IP5X shovívavě.

Spolupracujeme se třemi testovacími laboratořemi pro svědecké testování kupujících:

• SGS Guangzhou — standardní dodací lhůta 14 dní, 620 USD za SKU za stupeň krytí, zprávy v angličtině.
• TÜV SÜD Hong Kong — dodací lhůta 21 dní, 850 USD za SKU za stupeň krytí, včetně fotografií.
• BV Shenzhen — dodací lhůta 10 dní pro šarži 3 vzorků, 540 USD za SKU za stupeň krytí.

Kupec, který vyšle zástupce jako svědka zkoušky, zaplatí 2 noci v hotelu, 200 USD za letenku a získá jistotu, že šarže byla skutečně testována. Náklady proplácíme u každé objednávky nad 10 000 kusů — viz naše kontrola nakládky kontejneru — postup pro paralelní proceduru při přepravě.

7. Kompromis mezi prachovou zkouškou a akustickým výkonem

Čtecí pero s mřížkou reproduktoru IP6X zní jinak než model IP4X. Akustická membrána přidává útlum 0,2–0,5 dB při 1 kHz a 0,6–1,1 dB při 4 kHz. Pro většinu použití v K-12 je to neslyšitelné. Pro dítě se sluchovým postižením, které používá čtecí pero pro foniku, na tom rozdíl záleží.

T2 používá akustickou membránu s portem a naladěnou zadní objemovou dutinu, aby kompenzovala ztrátu na 4 kHz. Je to jediná čtecí tužka v katalogu s portovaným akustickým provedením. Cena je +0,18 USD za kus oproti standardní membráně.

8. Opakované testování po inženýrské změně

Jakýkoli inženýrský změnový příkaz který se dotýká krytu, těsnění, mřížky reproduktoru nebo USB bootu, spouští úplnou rekvalifikaci IP5X/IP6X. Setkali jsme se s tím, že dodavatelé znovu použili starý certifikát IP6X po změně směsi těsnění – to je nevyhovující. Naše interní politika: každý SKU s IP krytím získá nový test v komoře na prvních 100 kusech z každé nové revize PCB.

Kadence opakovaných testů je zdokumentována v naší zprávě o vlastním testu továrny a je součástí záznamu o sledovatelnosti šarže.

9. Kontrolní seznam kupujícího pro akceptaci IP5X/IP6X

Před převzetím zásilky s IP krytím by měl kupující B2B požadovat:

1. Test report datovaný v posledních 12 měsících, s uvedením laboratoře, modelu komory a testovaného SKU.
2. Fotografie interiéru po testu, které ukazují nulový (IP6X) nebo omezený (IP5X) průnik prachu.
3. Vzorky desek ze stejné výrobní šarže, otevřené před kupujícím, které ukazují stejný stav interiéru jako test report.
4. Potvrzení že nástroje krytu nebyly od testu změněny, s křížovou referencí čísla formy.
5. Potvrzení že směs těsnění nebyla změněna, s křížovou referencí datového listu materiálu.
6. Akustický test report který ukazuje SPL na 1 kHz a 4 kHz po testu (pokud kupující dbá na kvalitu zvuku).

Tip pro kupujícího: Požádejte dodavatele, aby poslal laboratoři zapečetěný vzorek, který kupující přelepil přes pečeť vlastním podpisem, aby ho laboratoř otevřela na video. Toto je standardní praxe v našich distributor smlouvách a zabraňuje jakékoli možnosti, že dodavatel k testu podstrčí předem známý funkční kus.

10. Kdy stačí IP5X

Kupující B2B, který plánuje dodávat čtecí tužky do vnitřních tříd, knihoven nebo center doučování v mírném nebo středomořském klimatu, by měl specifikovat IP5X, ne IP6X. Cenový rozdíl je reálný a expozice záruky je nízká. Z trhů v mírném podnebí pozorujeme přibližně 0,6 % vratek souvisejících s prachem za 24 měsíců, oproti přibližně 2,5 % z pouštních trhů bez IP6X. Matematika podporuje IP6X pro jakékoli klima s 90+ dny expozice prachu, písku nebo křídy ročně. IP5X je rozumné a nákladově efektivní minimum pro zbytek.

Pro pomoc s výběrem správného SKU pro váš trh navštivte naše OEM čtecí tužky a čtecí tužky privátní značky stránky služeb nebo použijte šablonu sourcing briefu a zašlete nám profil vašeho cílového trhu.

Související čtení

• Vnikání vody do čtecího pera IPTX a IPX7
• Konformní povlak a vlhkostní těsnění čtecího pera
• Solná mlha a korozní zkouška čtecího pera
• Plastový kryt čtecího pera – vstřikovací forma
• Pádová zkouška čtecího pera 1,5 metru ISTA
• Kontrola kvality a normy AQL pro čtecí pera
• ODM výroba čtecích per