Esempio di applicazione (case study) sulla realtà aumentata

Introduzione

La tecnologia indossabile è un settore in crescita in cui l'implementazione spazia dalla difesa alle applicazioni commerciali e industriali. Gli aspetti compatti e leggeri dei dispositivi di realtà aumentata possono creare sfide e esigenze di progettazione per la protezione termica, di tenuta e di base. Quanto segue si basa su un cliente che ha richiesto progetti di spostamento termico sul proprio dispositivo elettronico indossabile.

Sfida

I dispositivi indossabili coinvolgevano una serie di PCB ed elettronica con più antenne che erano inizialmente sigillate in alloggiamento aplastico. I test termici hanno rivelato problemi di temperatura elevata sui componenti interni e sulle superfici esterne che toccano il corpo. I disegni originali avevano un piccolo dissipatore di calore per la CPU, ma la sua efficacia nella risoluzione dei problemi termici non era chiara.

La sfida di creare una temperatura esterna confortevole e sicura, fornire il segnale alle antenne e controllare il calore all'interno del dispositivo è stata sottoposta al team di Aavid, la divisione di gestione termica di Boyd Corporation. Entro i termini concordati, dovevamo prevedere e migliorare le prestazioni termiche degli occhiali in un ambiente a convezione naturale con involucro in materiale plastico nell'area delle antenne.

Soluzione

Aavid ha creato un modello CFD del dispositivo esistente e ha ottimizzato i parametri del modello per riprodurre i dati dei test termici forniti. Il dissipatore superiore in alluminio è stato modificato per migliorare il trasferimento di calore radiativo e convettivo aumentandone la superficie effettiva. Poi, il trasferimento di calore conduttivo attraverso il dispositivo è stato ottimizzato per ridurre i gradienti di temperatura tra i punti caldi e la superficie esterna. Sono stati aggiunti dei fogli in grafite, strategicamente posizionati per diffondere il calore, e al contempo è stato utilizzato del materiale isolante per isolare dal calore le superfici a contatto con la pelle dell'utente.

Per migliorare l'estetica del dispositivo, il dissipatore in alluminio è stato montato sul PCB e in diversi punti. Il PCB vero e proprio è stato utilizzato come parte del sistema di gestione termica per migliorare le prestazioni. Inoltre, la distanza tra il dissipatore in alluminio e i dispositivi critici sul PCB è stata colmata utilizzando materiali termici di interfaccia.

La simulazione di base si è avvicinata molto ai dati dei test termici del prototipo. Il dispersore superiore in alluminio è stato efficace nel disperdere il calore dal dispositivo. Ne è risultato un notevole miglioramento dal punto di vista estetico e dell'usabilità con l'introduzione di altri materiali conduttivi e isolanti come materiali termici di interfaccia colabili, grafite, schiuma, e lo stesso PCB.

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