Господа! Поделитесь практическим опытом по подогреву держателя с SIM картой.

Предполагается его использовать совместно с модулем SIM300C в диапазоне температур до минус 30 град.

Какой держатель лучше использовать (из реально доступных), при какой температуре начинать подогрев, и какую температуру поддерживать. Как при этом обеспечить максимально возможный ресурс работы аккумулятора.

Как просто и надёжно осуществить тепловой контакт датчика температуры и нагревательного элемента с держателем SIM карты. Что лучше использовать в качестве нагревательного элемента. Требуется ли помещать держатель в камеру из материала с высокой теплопроводностью. Если требуется, как это лучше выполнить, и какие материалы использовать.

Какое наиболее простое, но надёжное в работе, схемное решение может быть применено для этой цели.

Подогревал всю плату. Использовал термостат MCP9510 на +5 градусов. В качестве нагревателя использовался один слой в многослойной плате. Этот слой был полностью заполнен одной дорожкой шириной 0.2 мм, толщиной 18 мкм. Нагреватель получился мощностью 5Вт и работал от 12В.

Благодарю за ответ!

Интересно, были ли случаи перегорания дорожки нагревателя? А в каком месте платы установлен датчик MCP9510? На какой температурный диапазон рассчитано изделие? От какого аккумулятора оно обычно запитывается и какое время автономной работы на морозе (например, -20 град) практически получается?
Если сочтёте возможным, ответьте, пожалуйста.

Дорожка не перегорит. При испытании нагревателя в непрерывном режиме он подогревал плату до 50-60 градусов. Плата на открытом воздухе с -18 до +5 нагревалась за несколько минут. Затем нагреватель поддерживал температуру, включаясь через 3-5 минут на несколько секунд. Среднее потребление должно быть не большим.
Плата устанавливалась на стационарном объекте в почти герметичном пластиковом кожухе и питалась от ИБП. Время автономной работы не измеряли.
Когда проектировали, рассчитывали получить нагреватель 3 Вт а реально вышло 5 Вт.
Чтобы включение/выключение нагревателя не создавало помехи нужно растянуть фронт и спад выхода термостата.
Микросхема термостата устанавливалась на краю платы, чтобы уменьшить влияние нагревателя.
Изделие было рассчитано на -30, но думаю будет работать и при меньшей температуре.
Один недостаток - если изделие остыло и включить его , скажем при -45, то будет термоудар при
быстром нагреве до +5.

d-f-m
Спасибо за информацию!

Если можно еще пару вопросов:

Сколько слоёв имеет плата?
Толщина платы?
Размер платы?
Материал платы?

Участок нагревателя размером примерно 65х85 мм. Плата 80х100мм. Длина дорожки по расчету PCAD2006 равна примерно 10 метрам. Дорожка шириной 200 мкм с зазором 200 мкм толщиной 18 мкм. Сопротивление 25 ... 30 ом в зависимости от экземпляра платы. Материал FR4. 4 слоя. Толщина 1.6 мм

Спасибо за оперативный и исчерпывающий ответ!

На сколько надо растянуть фронт и спад выхода термостата, и как это правильно выполнить?

Как выглядит термоудар и каковы его последствия?

Ножки у микросхем поотрываются или дорожки пооблетят - смотря что прочнее.
Печатная плата нагреется быстрее, чем компоненты, на ней запаяные. За счет теплового расширения - основная нагрузка ляжет на контактные площадки. Если было припаяно слабо - может оторваться - в результате будет разрыв.
К тому же при регулярном колебании температуры - может появится усталость и дорожки могут потрескаться.

Затвор полевика подключили через резистор 20к к выходу термостата. Емкость затвора и резистор растянули переходы.
Термоудара не будет если плата работает круглыми сутками, например в сигнализации.

А какой полевик вы применяете?

Полевик - IRLML2803

как аналог можно посмотреть IRLML2402 (иногда более доступный)...

Благодарю за информацию!
Желание не проходить там, где уже все проехали, наверно, можно понять.

Как мне по-простецки выполнить подогрев держателя? Предполагаю использовать обычный двухсторонний стеклотекстолит. Термостат MCP9510 ни у каких поставщиков не нашел. Где его люди приобретают?

Если я возьму термостат DS1631AU, а в качестве нагревательного элемента - мощный резистор (или транзистор, стабилизатор напряжения и т.п., в корпусе ТО-220), как-то прижму их через пасту КПТ-8 к металлическому корпусу держателя SIM-карты (если удастся такой где-то приобрести), это будет очень топорно?

Ошибочка вышла - посмотрел заказ и счета, из списка термостатов был привезен только TC6504P005VCT, под него и была сделана плата.
Образцы заказывали в Тритоне.

На мой взгляд, подогрев держателя SIM карты не является большой необходимостью. Изучая этот вопрос, я гонял в термокамере прототипы изделия, запуская их с -40 (до этого они находились при -50 в выключенном состоянии). Проблем с SIM картами не было. Использовались обычные SIM карты beeline и МТС.

Почему же тогда просматривая в Internet паспорта на серийно выпускаемые изделия GSM-сигнализации, как правило, вижу подобную информацию:

• рабочий диапазон температур -30 … +50ºС
• встроенный подогрев SIM-карты гарантирует работу при отрицательной температуре
(SIM-карты для индустриального диапазона температур не выпускаются)

видиш - 30 потому что никто их не тестировал ) написали как надо и все тут. в наших странах за определенную сумму и модем лежащий на табуретке можно как сигнализацию сертифицировать ( вместе с табуретом естественно)...

Тут пробегала другая информация, что проблемы могут появиться, а могут и не появиться. Вероятность 0,5 или около того.

Превышение максимальных требований, как, например, температурный диапазон, напряжение питания и т.п. не обязательно ведет к неработоспособности устройства, тем более, что требования обычно делаются с запасом. Но вероятность отказа в этом случае повышается.
Если вы готовы подписаться под тем, что ваше устройство не выйдет из строя из-за превышения требований - вы можете допустить это превышение, но в этом случае ответственность за отказ ляжет на вас.
К тому же - если вам необходима сертификация изделия - то потребуются испытания не ваши личные, а в авторизованной лаборатории, которые докажут вашу правоту.

Общаясь с инженерами из SAGEM спрашиваем
- вот вы позиционируете модемы на минус 40, а как же симки ?
они улыбаясь
- по стандарту от 0 до +70
мы
-а что делать при минусовых температурах?
они
- попросите вашего провайдера заказать под проект специальные, на минусовую температуру.
(реально можно заказать симки от -30 до +75)
мы
- так там же от 100 тысяч штук и цена заоблачная, да и не захотят наши провайдеры возиться с этим.
они (в вольном переводе)
- так отож, тогда грейте все что сможете.

Предположим сдуру, что SIM карте с держателем необходимо обеспечить температурный режим соответствующий ТУ на них (обычно 0 …+45ºС).
Можно конечно подогревать весь прибор, объект на котором он установлен, улицу и т.д., но наверно наиболее экономично подогревать только держатель с SIM картой. Ведь все другие элементы доступны на широкий температурный диапазон.
Как конструктивно это можно выполнить?

Простейшее решение навеяно термостатом из конструкций трансиверов советских радиолюбителей - например Лаповка....

Берем симдержатель с металлическим корпусом, таких много среди PUSH-PUSH держателей, выводы там с одной стороны.
Под ним в плате прорезь где к симдержателю прижат биполярный транзистор в TO-220 - это нагреватель.
Сверху на корпус термодатчик.

Это решение было практически реализовано и проверено зимой?

Благодарю!

Если практики утверждают, что SIM-карты без проблем работают на -40 ºС, то может быть проблема не в температуре, а во влажности. В оседающих частицах влаги или мелких кристаллов льда на контактах разъёма при тумане, морозе. Это так называемый иней или изморозь. Если предположить, что это так, то логично подогревать (подсушивать) разъём исходя из показаний не датчика температуры, а датчика влажности. Может быть правильнее использовать датчик влажности и температуры (например, компании SENSIRION - RH&T SHT10 … SHT75)?
Нет ли каких-нибудь рекомендаций наших друзей китайцев по этому поводу?

кто уверждает? у мну при -25 из 30 штук 10 перестало работать?

Делал когда-то подогрев из резисторов 1206 греет отлично.

Автору топика уже столько вариантов дали! Неужели мало? Чем плох подогрев посредством дорожек? Или того же 1206 на обратной стороне от карты? От влажности отлично защитит хотя бы частичное лакирование дорожек и закрытый тип (раскладушка) SIM-держателя. Не стоит полагаться на то, что SIM-карты будут бесперебойно работать при низких температурах. Впрочем, те же сомнения берут оносительно остальной электроники. Так что лично я бы стал подогревать всю плату (за исключением силовых компонентов).

[quote name='Slonofil' date='Feb 27 2010, 14:07' post='724538']
Автору топика уже столько вариантов дали! Неужели мало? Чем плох подогрев посредством дорожек? Или того же 1206 на обратной стороне от карты? От влажности отлично защитит хотя бы частичное лакирование дорожек и закрытый тип (раскладушка) SIM-держателя ...

От влаги не защитит. Варианты говоришь … , всё не то. Применяем дозвонщики летом (о низких температурах речи нет), в охотничьих и рыболовных угодьях. От промышленной сети далеко. Используем аккумуляторы, задрались заряжать. Влажность высокая. Вечером, ночью и утром туман. Связь теряется. Выяснили, что нарушается связь с СИМ-кой из-за влажности. Решение проблемы должно быть экономичным и рассчитано не только на морозы.

Для защиты от влаги можно взять почти герметичный корпус, например
Корпуса OKW
и добавить силикагеля.

Здесь уже обсуждали о
работе SIM при -40С

припаяйте карточку и не партесь. ) естественно аккуратно и низкотемпературным припоем / сплавом )) думаю будет нормально.

Нам не подойдет. Специфика использования приборов такова, что SIM-карта согласно наших инструкций выполняет функцию чёрного ящика для объективного контроля. В общем, меняем мы их часто. В полевых условиях. Меняем быстро, комары не дают это делать медленно. Одну вынул, другую поставил.

Товарищ, Вы, как я погляжу, хотите "и на ёлку влезть, и ж@пу не ободрать", что называется. И влажность у Вас как в Приморье, и температуры как на луне... для столь ответственных устройств, рассчитанных на широчайшие эксплуатационные условия, существуют спецпредложения. Они весьма востребованы нашим ВПК, к примеру, всё уже придумано. Но Вы должны понимать, что это будет недёшево. А как иначе? Если у Вас серьёзное решение, то и комплектующие должны быть под стать запросам. Поглядите конструктивы Rittal, у них много всего интересного. Поищите производства, льющие и прессующие пластмассы на заказ, возможны вставки резиновых прокладок для предохранения от влажности/инея... Копеечного решения у Вас явно не выйдет, таково моё мнение.

По поводу температуры упомянул лишь, что летом используем. Больше ничего. Стоимость реализации вообще не обсуждалась.
Сейчас у нас эта проблема решена. Дешево и просто. Термостатированием. Хотел только людей послушать, может у кого оригинальнее и экономичнее чем у нас.
Поделившимся конкретными примерами, огромное Спасибо!!!
А Вы говорите - Ёлка, Луна, ВПК ….

Ну термостатирование, в данном случае одно из лучших решений, так что, в данном случае, врядли Вы найдете решение дешевле

Меня интересуют реализованные решения не с точки зрения дешевизны, а с точки зрения экономичности. Под “экономичностью” подразумеваю только потребление энергии аккумулятора. Больше ничего. Писал же – задрались заряжать.

Если экономичность понимается исключительно как снижение энергопотребления, то для решения этой проблемы в купе с предохранением от попадания влаги самым логичным решением напрашивается герметизация. То есть внутри корпуса, конечно, термостат, но выход наружу тепла и заход влаги предупреждается корпусом. Опять же, надо смотреть корпуса с герметизацией. Либо выполнять оную применительно к уже имеющимся. Извлекаемая SIM-карта, по моему разумению, должна находиться в отдельном мини-отсеке наподобие батарейных, чтобы уменьшить степень взаимодействия с внешней средой.

Согласен с Slonofil, если хотите минимальное энергопотребление, то снижайте отапливаемый объем. Т.е. герметизируйте только критические элементы.