Assemblare un kit elettronico ..

Avendo la necessità di misurare un’impedenza in BF , mi accorgo di non avere un generatore di funzione, e non avendo molte pretese visto che si tratta di una misura spannometrica,  ho preso in considerazione una soluzione semplice ed economica, ovvero quella di realizzare un generatore di funzione in versione kit elettronico.

Una soluzione che mi riporta ai vecchi tempi in cui la realizzazione dei circuiti elettronici, ovvero i famigerati kit di circuiti elettronici già pronti, solo da assemblare, erano gli inizi per chi si avvicinava al mondo elettronico. Fra i meno giovani chi non ha conosciuto o ricorda i mitici kit di Nuova Elettronica, la rivista principe del mondo elettronico hobbystico e non, ora purtroppo non più disponibile sul mercato.

 

Oggi buona parte delle riviste cartacee sopravvissute hanno subito la  trasformazione in file pdf, disponibile presso i rispettivi link delle riviste elettroniche ed a questo ha dato un enorme contributo il web o meglio internet. Ho citato la ben nota rivista di Nuova Elettronica, e credo sia giusto ricordare la scomparsa di anni fa del suo Direttore G. Montuschi , divulgatore tecnico e padre delle prime riviste di settore.

Torniamo a noi, ora con l’occasione ho pensato di presentare a mo di semplice guida alcuni passaggi  e semplici suggerimenti nelle fasi di assemblaggio di un kit, per chi magari non ne abbia avuto occasione e ne avrebbe intenzione di realizzarne qualcuno, ovviamente ai più esperti saranno senz’altro suggerimenti noti e pertanto inutili.

L’assemblaggio di kit elettronici, richiede una base di conoscenze di elettronica che si riferiscono ai concetti fondamentali ed alle grandezze fisiche che governano i circuiti elettrici, ed una conoscenza dei dispositivi elettronici che realizzano il circuito in questione, nonché una pratica nella saldatura a stagno o brasatura dolce. Questo però non significa che siano necessarie, perché se si inizia con semplici circuiti da realizzare, si può altresì iniziare a mettere in pratica la tecnica di individuazione dei componenti elettronici, la lettura di uno schema elettrico e la pratica della brasatura dolce. Che poi sono dell’avviso che uno scopo dei kit elettronici è proprio quello di approcciare a delle realizzazioni mettendo in pratica alcune tecniche acquisite nella teoria.

Relativamente al materiale necessario, fatto salvo quello per la realizzazione del Kit che ne è parte integrante, servirà un banco di lavoro comodo o un tavolo con supporto di protezione, una terza mano per tenere fissa la basetta su cui andranno saldati i componenti, un saldatore a stilo di piccola potenza (15/25 W) e del normale stagno 60/40, ed ovviamente un tronchesino per recidere i reofori dei componenti una volta saldati. : )

 

A questo punto si può iniziare.

Come già detto il kit che andrò ad assemblare è un generatore di funzioni, il kit l’ho acquistato in uno dei banchi di una recente fiera di elettronica, un kit di importazione pertanto di quasi certa produzione cinese, pertanto disponibile a pochi euro, ma poco male oggi il mercato è quasi tutto di produzione cinese .. quindi non ha un produttore a cui far riferimento, o per lo meno io non mi sono interessato in tal senso, di contro una volta realizzato dovrò anche testarlo. : )

Il circuito in breve …

Il  semplice circuito elettronico utilizza un integrato ICL8038    un integrato obsoleto, ma ancora disponibile se si cerca bene, ed una manciata di componenti discreti, per produrre un segnale di uscita con onda sinusoidale,  triangolare  e quadra  , e con frequenza del segnale, il duty cycle   e la distorsione dell’onda sinusoidale regolabili. Il circuito cosi realizzato copre una gamma di frequenza tra 50 Hz e 5kHz, ovviamente considerando il data sheet  dell’integrato ed i suggerimenti/formule inseriti, la gamma di frequenza disponibile può essere resa espandibile.

Lo schema del kit che andrò ad assemblare è di seguito rappresentato

L’integrato ICL8038 che la fa da padrone nello schema è prodotto  dall’Intersil e dalla Harris ed è appositamente progettato per generare forme d’onda con la necessità di pochissimi componenti passivi , può generare forme d’onda diverse in un campo che va da 0.001 Hz fino a 300 KHz con un duty-cycle che si può variare tra il 2% e il 95%. La sua tensione di alimentazione può essere di tipo singola e quindi compresa in un range tra 10 V e 30 V, o alimentato con una tensione doppia con un range compreso tra +/- 5 V e +/- 15 V. La caratteristica di generazione delle forme d’onda si fonda sulla carica e scarica a corrente costante di un condensatore esterno che andrà collegato tra i suoi pin 10 ed 11 .

Maggiori info sull’integrato ed eventuali soluzioni/applicazioni circuitali sono disponibili nel suo data sheet .

Le regolazioni, settaggi che si possono operare nel circuito sono realizzabili attraverso, il potenziometro RP1 per la regolazione della frequenza, mentre con il trimmer RP2 si può regolare il duty cycle, ed il trimmer RP3 si utilizza per affinare la distorsione dell’onda sinusoidale, in ultimo il selettore o deviatore S che si utilizza per cambiare la banda di lavoro.

Il circuito viene alimentato alla tensione continua di 12 V al connettore X1, e dai connettori  X2 ed X3 si possono prelevare i segnali di uscita con le forme d’onda relative: sinusoidale,triangolare,quadra.

Dopo la breve presentazione, si passa all’assemblaggio, del kit una volta disposti e controllati tutti i componenti, con davanti lo schema elettrico si andranno ad identificare i singoli componenti per posizionarli nelle loro rispettive sedi e saldarli nelle relative piazzole del PCB.

partendo dal saldare i componenti da quelli di dimensioni più piccole a quelli più grandi al fine di avere una agevole manovrabilità dei componenti per la saldatura, quindi si inizia dai resistori..

Dopo aver identificato i resistori per il loro valore espresso in ohm e/o multipli attraverso il ben noto codice RETMA  o codice dei colori, si posizionano nelle rispettive sedi identificate dalla comoda serigrafia sul PCB, avendo cura di non far attaccare il corpo del resistore sul circuito stampato, perché anche se in questo caso non avviene (bassissima tensione e corrente) il resistore in genere è un componente passivo che scalda, pertanto ha bisogno di dissipare calore, per questo meglio se lasciargli uno spazio di aereazione ..qui alcune info sui resistori .. per poi saldare i rispettivi reofori nelle relative piazzole avendo cura di eseguire una buona saldatura, con la punta del saldatore sempre ben pulita la giusta quantità di stagno ed evitando la ben nota saldatura fredda.. si controllano poi le saldature eseguite

Ovviamente una volta verificate le saldature i terminali in eccesso andranno eliminati, aiutandosi possibilmente con un tronchesino, che nel taglio non andrà a sollecitare la piazzola del circuito stampato con il rischio di staccarla da quest’ultimo.

Si procede progressivamente con i successivi componenti di dimensioni e/o ingombro crescenti , nel nostro caso si passerà ai condensatori poliestere e ceramici per questo tipo di componenti l’attenzione va posta nella saldatura, che deve essere molto rapida in quanto il condensatore ceramico non sopporta molto la temperatura , per il resto è sufficiente installarli in modo da avere in futuro una comoda lettura dei suoi dati indicati sul corpo stesso del condensatore, la lettura del valore in genere espresso in picofarad (pF) si segue secondo quanto previsto dai codici europei , qui maggiori info sui condensatori .

Sempre proseguendo con l’aumentare dell’ingombro si passa ai trimmer, ovvero dei resistori variabili da circuito stampato, sono in pratica dei resistori a tre terminali ne quali il terzo terminale consente, opportunamente collegato di variare il valore ohmico del resistore e quindi la sua caduta di tensione, la loro identificazione resta molto semplice, in quanto il valore espresso in ohm è serigrafato sul corpo stesso del trimmer, e la sua installazione non prevede particolari accorgimenti poiché i tre terminali obbligano la loro installazione in posizione ed in altezza, maggiori informazioni  . Differente è il discorso per il condensatore elettrolitico, che è un componente polarizzato e quindi occorre rispettare le polarità, pertanto si segue l’indicazione serigrafata del negativo sul corpo del condensatore stesso, come indicato in foto a seguire.

E sempre come indicato in foto, occorre rispettare la polarità per il diodo led. Quest’ultimo componente essendo un semiconduttore risulta essere polarizzato, ed i suoi terminali di anodo (A=+) e catodo (K=-) si identificano da una tacca presente sul corpo del diodo led come rappresentato in foto..

Per il condensatore elettrolitico non ci sono particolari attenzioni nell’installazione, mentre per il diodo led, occorre porre attenzione nella saldatura che dovrà essere rapida, anche questo componente male sopporta la temperatura, e la sua installazione è subordinata alle nostre necessità, ovvero se volessimo mettere il circuito in una scatolina, vien da se che il diodo led dovrà essere installato a pannello, in tal senso si sarebbero dovuti prolungare i suoi collegamenti con dei sottili conduttori.Comunque maggiori info sui diodi led si trovano in questo link .

Siamo a buon punto non resta che proseguire con gli altri componenti, quindi con il circuito integrato, per il quale va posta particolare attenzione. Innanzitutto si consiglia sempre l’utilizzo dello zoccolo, che consente di saldare con relativa tranquillità, in effetti lo zoccolo è in plastica quindi saldare velocemente i reofori, e di rendere asportabile comodamente l’integrato alla bisogna, ma fare molta attenzione alla tacca di riferimento, serigrafata sul PCB e riportata sullo zoccolo, importante riferimento di installazione del circuito integrato.

Dopo il circuito integrato si passa a saldare il deviatore S, per il quale non si hanno particolari prescrizioni, non essendo polarizzato o altro, vale sempre che se il montaggio del circuito andava ospitato in una scatolina, anche il selettore o deviatore avrebbe avuto i suoi terminali prolungati con dei piccoli conduttori isolati, in tal caso è fondamentale rispettare la rispondenza dei terminali fra il circuito stampato ed i terminali del selettore..

Quindi è la volta del potenziometro, il componente maggiormente ingombrante, per il quale non ci sono suggerimenti particolari, se non come per il diodo led se occorre inserire il circuito in una scatolina può essere necessario prolungare i terminali del potenziometro con dei conduttori, allora occorrerà fare molta attenzione alla rispondenza dei terminali laterali ed il centrale fra il circuito stampato ed il potenziometro..

Per completare l’assemblaggio restano da sistemare/saldare i morsetti per l’alimentazione e l’uscita del segnale, pertanto senza particolari accorgimenti si posizionano nelle rispettive sedi e si saldano, avendo cura di utilizzare lo stagno necessario e tenendo presente che essendo morsetti a vite il serraggio dei conduttori porterà ad una certa trazione sui morsetti e quindi sulle saldature che dovranno essere eseguite ad hoc..

A questo punto l’assemblaggio è completato, non resta che verificare con lo schema alla mano la corrispondenza dei componenti installati e dare un ulteriore occhiata alle saldature eseguite, e poi testare il circuito…lato saldature …

e lato componenti …

Continua con la verifica di funzionamento …