Laboratori di Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettronici (TPSE3)

Da sempre nei laboratori di TPS e in particolare in quello dell’articolazione Elettronica (TPSE3) l’approccio “costruzionista” è quello predominante: significa che in questo laboratorio, oltre alla necessaria teoria di base, si lavora per e su progetti e si realizzano fisicamente i propri prototipi circuitali sia come breadboard che come veri e propri circuiti stampati (PCB) che si assemblano e collaudano per verificarne il corretto funzionamento.

Nel laboratorio quindi si segue il percorso che parte dalla progettazione della soluzione ad un problema dato seguendo la catena schema elettrico, eventuale software (negli ultimi anni si è lavorato molto con e intorno ai sistemi a microcontrollori) verifica del circuito su breadboard e quindi preparazione del master per la realizzazione del PCB con processo di fotoincisione: siamo probabilmente uno degli ultimi istituti tecnici in grado di realizzare in casa i propri circuiti stampati.

PCB controllo motori cc

Seguono foratura ed assemblaggio dei componenti sul PCB mediante saldatura manuale. A questo punto si ri-collauda il circuito nella sua versione finale.
In base alla complessità del progetto si lavora singolarmente o in piccoli gruppi.

In questi ultimi anni la complessità crescente dei circuiti da realizzare inizia a rendere critico il processo produttivo con le macchine da fotoincisione che abbiamo a disposizione: non disponendo di metallizzazione dei fori le shield per schede Maker/arduino uno rischiano di essere elettricamente critiche e i PCB appesantiti dai numerosi passaggi in doppia faccia dedicati e da realizzare manualmente durante la saldatura. Manca poi completamente la possibilità di stampare anche le serigrafie.

Per questo motivo stiamo valutando alcuni service esterni a cui affidare la stampa fisica di PCB professionali, concentrandoci di più sui processi di sbrogliatura dei PCB mediante software di CAE tipo KiCAD o equivalenti e sulla verifica al simulatore (discreto tinkercad, che ci ha permesso di non soffrire troppo l’assenza del laboratorio fisico durante le recenti didattiche emergenziali DAD/DiD) dei prodotti hardware e software.

Per il momento ci siamo rivolti a JLCPCB e a PCBWay, inviando al primo due circuiti di test progettati ex-novo per provarli con le nuove quarte del prossimo anno.
I risultati (i PCB) sono stati appena consegnati, li condividiamo in foto con voi lettori prima di montarli e testarli e successivamente proporli alle classi come attività durante il prossimo anno scolastico. 😉

Visual4dgt

motor shield

Le foto fatte velocemente non rendono (specialmente quella del PCB blu), ma al momento la versione in rosso sembra decisamente la migliore come resa cromatica e visibilità delle serigrafie.

Da notare che le schede arrivano già forate e con i fori metallizzati (quindi la sbrogliatura ne risulta semplificata) ma soprattutto con le serigrafie, che aiutano nel processo di montaggio e successivo collaudo.
La posizione dei loghi e delle scritte non è ancora quella definitiva, ma dovrebbero esserci tutte quelle necessarie:

  • nome del circuito
  • autore e revisione
  • organizzazione
  • logo organizzazione
  • sito web di riferimento
  • logo OSHW (opzionale)
  • licenza CC BY SA

Ovviamente nella serigrafia possono essere riportate anche tutte le informazioni necessarie ad identificare segnali di I/O e componenti; per il momento sono stati riportati i segnali solo sul lato superiore ma alcune scuole di pensiero (tra cui chi è solito effettuare il testing e le misure dal lato saldature) richiedono la duplicazione delle voci I/O anche sul lato inferiore.

In attesa della prova dell’altro service… preferenze per il colore del PCB? 😀

Stay tuned!

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