系統應用不同 單板電腦機箱設計大不同

單板電腦應用相當多元，過去多聚焦於在板卡端，機箱設計較少人談到，不過機箱對單板電腦的影響其實相當大，除了穩固性外，還牽涉到散熱、系統整合、排線設計等，有了周全設計考量的機箱，單板電腦方能穩定運作，成為使用者的最佳幫手。

在許多轉寄的有趣電子郵件中，我們常可看到有人用魚缸甚或瓦楞紙箱，在稍加改裝後，成為克難的機箱，在開機後，系統也還可以正常運作，這些材質特殊的機箱雖然搞笑成份居高，但其實也透露出多數使用者對機箱功能的輕忽心態。

這種心態反應到實際行為上，多數人眼中，機箱就成為不過是個用鐵板彎折起來的硬殼，讓裡面的PC系統不至於裸露在外，就功能面來說，頂多就是防塵加上美觀，在此觀念下，成本成為選購第一考量，便宜就好，這種概念對一般使用者來說並不算錯，由於一般型PC多只用來進行文書處理、上網瀏覽等工作，作業中斷對使用者的影響有限，但在工業應用的單板電腦，系統穩定高於一切要求，因此所有環節都必須達到一定要求，在此情況下，以往在一般領域為使用者所輕忽的機箱，也必須因應其嚴苛規格，而有不同設計。

先來看一般機箱會具有哪些功能，首先是最基的系統保護，這部份包括防塵、防撞擊、防震動、散熱等，進階功能則是防止電磁波外洩，再往上一層是顧及擴充性與便利性，方便進行系統架構變動，在商業用途，由於功耗低、架構固定，基礎功能就已足夠，但在工業領域由於應用不同，電磁波與系統彈性設計便會相對重要。

單板電腦機箱4大特色

就整體來看，商業用途與單板電腦對機箱要求可歸納出4個不同之處，包括擴充性、維修便利性、應用環境、供貨期。
1.擴充性來看，對一般型電腦來說，由於目標功能固定，因此系統架構多半從出廠後，就不會再有更動，因此規格相當固定，日後再擴充的機會不多，反觀單板電腦，其系統架構會因業務需求而有所變動，再加上其主板與背板規格繁多，像是長短卡、或是傳統的ATX等，所需板卡槽數與規格都不一樣，如果未能在系統架構前預留擴充槽，將來需求產生時，不僅機箱要重換，系統配置也可能要重新設計，所耗費的成本將遠超過一般機箱與工業用機箱的價差。

2.維修便利性
現在一般一般機箱多為側邊單蓋開啟，不過這種方式在工業領域顯然不足，工業機箱的內部系統設計不同，因應現場環境所擺放的位置也不固定，因此需要有各種形式的開箱形式，除了傳統的側邊單板外，L型與U型也陸續被開發出來，成為機箱的開箱形式之一，另外則是細處的貼心設計，像是不需工具的手旋螺絲與把手設計，都讓維修人員得以快速順利的進行作業。

3.應用環境
單板電腦的環境都相當惡劣，例如高溫鍋爐旁、酷寒天候中，或是高粉塵、高震動等環境，要在這些環境中，讓系統得以順利運作，除了機板設計外，機箱也會是重點之一，在溫度方面，單板電腦多有寬溫要求，從攝氏負數十度到正50℃以上，端看系統整合廠商要求，外在震動與防塵方面也有一定要求，在震動方面，不僅要不能受外界環境影響，系統本身元件如硬碟與風扇轉動時，所產生的共振，也會對系統造成影響，另外則是防塵，為追求穩定度，多數單板電腦都採無風扇設計，將最易故障風扇去除，在此情況下，機箱材質、內部空間規劃、散熱鰭片設計，就成為系統散熱效率的指標。

4.供貨期
單板電腦多用於生產線或各垂直產業，是企業運作命脈，不可能隨時更替零組件，因此使用者對於單板電腦的使用壽命往往要求至少需達3？5年以上，故製造商在零組件用料上最好能選用日系或國際大廠，已達到最佳品質與最長的使用壽命。

6大重點 設計適用機箱

就上面4個工業機箱的特點，可整理出工業等級機箱的6大設計重點。

1.使用環境
單板電腦的從以往工業控制逐漸走向各種垂直產業，所面臨的環境也有所不同，這時必須考量應用環境特點來設計機箱，例如在金屬鍛鍊的鍋爐旁，就必須注意高溫問題，重工業地區則是震動大、粉塵多，這時就可選擇箱殼夠厚、有特殊防塵處理的機箱，像是高厚度箱殼、無風扇設計或在氣流進口處有特殊濾網設計。

2.空間限制
不同的使用空間，會有不同的機箱形式與尺寸，就目前來看工業等級已發展出壁掛式（Wallmount）、塔式（Towermount）與機架式（Rackmount）三種外觀形式，尺寸也從1U到7U，設計時須視應用空間限制，選擇機箱形式。

3與主機板搭配
單板電腦的板卡規格相當多，像是長短卡或ATX、ETX等，這些板卡所需的插槽都不同，因此也就有必須針對不同規格的設計機箱，此部份要特別注意的是擴充性的考量，單板電腦因作業流程變動而升級系統架構是常有的事，因此機箱需預留可能需要的插槽，以利後續系統擴充使用。

4.完善系統整合
單板電腦的排線設計不比一般電腦，系統有可能更為複雜，這時排線的處理就必須更為簡潔，除降低系統複雜度外，也讓後續的維修管理更簡易，更重要的則是讓機箱內部的氣流導引更順暢，讓散熱效果更佳。

5.維修需求考量
工業機箱必須考慮到後續維修工作的便利性，這包括平常使用時的系統提醒、警示與維修動作的流暢兩部份，系統提醒主要是讓使用者可快速瞭解系統內部的狀況，像是可設計讓機箱除了一般的電源、硬碟指示燈外，還在機箱內部設置溫度感應器將之連結到外面的溫度指示燈，操作者可從燈號顯示判斷系統內部溫度，在維修便利性方面，如不用工具的手旋螺絲設計，且此設計還將旋下的螺絲掛在螺絲孔外，不會因維修作業繁忙而弄丟，另機箱零組件如風扇、濾網也需設計成模組化，以抽換方式進行更換，縮短維修時間。

6.驗證
單板電腦使用於各種控制系統中，其認證需求會比一般電腦更高，如震動、撞擊、寬溫、電磁波等，都有不同層級的認證規範，一般來說，其機箱必須配合內部系統進行三層次的驗證，首先是在常溫下，進行規格的初步認證，這部份與一般電腦差別不大，就是看在一般環境下系統的運作是否順暢，第二部份則是在實驗室中，以特殊環境測驗系統，如高低溫、高震動等，在此惡劣環境下測試系統的穩定度，通過實驗室驗證後，最後在將產品送到實際使用環境測試，以進行局部微調與規格確認，當一切底定後，最後再申請系統安規認證，由於單板電腦多屬於控制系統的一部分，必須整合到整體系統內，目前全球各國對各工業設備都有相當嚴苛的安規標準，因此廠商進行系統驗證時，除了內部的系統外，外部的機箱是否通過標準也是重點之一。

機箱在整體系統中，可說是最顯眼，但也最容易忽略的零組件，其實機箱品質的品質良窳否，對系統穩定度影響相當大，專業的機箱將成為系統穩定運作的最佳幫手，不過其設計並不如外界想像容易，尤其單板電腦，有許多異於常規的重點，必須考量周全才能設計出完美的適合機箱。