Da dove parte la progettazione di una scheda elettronica? I componenti e le loro funzionalità

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Una scheda elettronica è composta da PCB (Printed Circuit Board), di cui abbiamo parlato qui e componenti. Ma cosa ne definisce l’unicità, la qualità e le funzionalità?

Il progetto come punto di partenza

A definire le funzionalità della scheda elettronica è il progetto, il disegno stabilisce la stampa da eseguire sul PCB, la tipologia di componente inserito e la posizione che deve avere.

Una scheda elettronica per essere tale deve avere dei componenti montati e fissati sopra il circuito stampato. A determinare la posizione nel progetto è la funzionalità del componente stesso.

Un progetto di qualità richiede componenti di qualità, la scelta quindi deve essere condotta in modo preciso e attento, ma soprattutto in linea con quelle che sono le esigenze dei clienti.

In fase di progettazione esistono dei componenti cosiddetti fondamentali di cui è indispensabile l’inserimento, poiché ne definiscono il funzionamento fisico, ed è importante avere presente di quali si tratta. Ogni scheda elettronica poi ha un disegno unico, e ogni componente acquisisce un suo ruolo, ma è rilevante conoscerne l’utilizzo, senza di queste non esisterebbero dispositivi con la possibilità di offrire funzionalità così complesse e specifiche.

La distinzione dei componenti sulla base del tipo di montaggio: SMT o THT

A determinare la forma specifica del componente è anche la tipologia di assemblaggio che viene stabilita in fase di progettazione.

L’applicazione a una scheda assemblata con tecnologia SMT e THT è differente, di conseguenza è rilevante distinguere tra una tipologia e l’altra.

Nell’SMT si possono montare tutti i componenti, perché non necessitano di fori. Infatti, è sufficiente un sistema di saldatura per collegare il componente alla scheda elettronica.

Nel secondo caso invece la scheda prevede l’inserimento dei componenti all’interno dei fori effettuati sul PCB e la conseguente saldatura manuale dei componenti.

Le schede elettroniche, a prescindere, possono includere componenti sia SMT che THT a seconda della tipologia di progetto sviluppato.

Puoi approfondire l’argomento delle schede SMT e THT qui.

I componenti si distinguono anche in base alla funzione

A questo punto proviamo a distinguere i differenti componenti in base alla loro funzione:

IL CONDENSATORE

È  in grado di accumulare e immagazzinare l’energia elettronica di un campo magnetico per poi rilasciarla gradualmente nel tempo. Infatti, accumula energia al suo interno fino a raggiungere capacità massima, e in seguito rilascia la carica accumulata all’esterno. Anche questo è un componente che viene considerato passivo. Ha una forma cilindrica con due terminali distinti (uno positivo e l’altro negativo).

IL RESISTORE O RESISTENZA

Molto diffuso e molto utilizzato, poiché ricopre un ruolo fondamentale. Ha il compito di gestire il flusso della corrente durante il passaggio dell’energia elettrica all’interno del circuito. Non genera nuova corrente, ma semplicemente la consuma, per questo viene detto passivo.

IL TRANSISTOR

Componente elettronico attivo in grado di generare corrente. Solitamente viene utilizzato in grandissime quantità, è interconnesso a piccoli chip per fare in modo che gli apparecchi elettronici funzionino. Questo componente ha tre terminali e viene utilizzato per limitare o facilitare il passaggio di corrente tra i contatti in base alla presenza o meno di corrente di un terzo contatto.

IL DIODO

È un semiconduttore, un interruttore unidirezionale che si occupa di controllare la direzione del flusso di corrente (la corrente segue un’unica direzione al suo interno). Solitamente viene introdotto nel caso sia necessario isolare l’effetto di un componente su un altro interrompendo la trasmissione diretta del flusso di corrente elettrica. È un componente passivo con forma cilindra a due terminali con cariche opposte.

L’OSCILLATORE AL CRISTALLO DI QUARZO

È fondamentale per la progettazione di dispositivi digitali. È un vero e proprio circuito elettronico. Ha la capacità di deformarsi in maniera elastica se sottoposto a pressione esterna; grazie a questo componente è possibile realizzare dei circuiti elettronici che utilizzano la risonanza meccanica per ottenere un segnale elettrico di una determinata frequenza. La sua frequenza è stabile nel tempo e lo rimane anche al variare delle temperature.

L’INDUTTORE

Ha la funzione di generare un campo magnetico quando viene fatta passare corrente elettrica attraverso il cavo, grazie alla sua forma: un componente avvolto da un cavo di materiale conduttivo (es. rame). L’incremento di corrente elettrica passante per il componente viene incanalata all’interno del campo magnetico, mentre nel caso diminuisca il componente si occupa di rilasciare potenza elettrica.

IL RELÈ

Viene azionato grazie alla corrente elettrica, ha il compito di aprire e chiudere il circuito elettrico, infatti, è un vero e proprio interruttore. Il funzionamento avviene grazie alla generazione di un campo elettromagnetico che mette in moto il nucleo. Esistono diverse tipologie di Relè: monostabili, passo-passo, a impulsi, differenziali, ecc.

Avere chiaro i componenti utili per definire un nuovo progetto di una scheda elettronica è fondamentale. A seconda dell’utilizzo e del funzionamento i componenti utilizzati cambieranno e avranno funzioni diverse.

BSD elettronica Srl si impegna, durante l’intero processo di realizzazione e sviluppo della scheda elettronica, dall’approvvigionamento dei componenti, condotto con minuzia e attenzione, alla produzione della scheda elettronica.

La conoscenza della struttura di una scheda elettronica può supportare le scelte di progettazione.

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