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LA PROGETTAZIONE - PARTE PRIMA tipo: livello:
fasi della progettazione.
 
 



Indice 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

La progettazione

prima parte

Le fasi della progettazione di circuiti elettronici

 

Introduzione 

 

In questa serie di articoli impareremo le basi per cominciare  progettare i circuiti

La prima cosa da imparare, e non vale solo per l'elettronica, è che ogni problema apparentemente complesso è scomponibile in una serie di problemi semplici e facilmente risolvibili. Con questo sistema, la difficoltà si traduce semplicemente in tempo.

La cosa fondamentale, e su questo grix ci aiuta con i livelli, è imparare cosa fanno i circuiti elementari per poter applicare queste conoscenze ed assemblerle nella realizzazione di schemi con un maggior numero di funzioni.

Nell'elettronica, un problema ammette più soluzioni, o meglio ammette infinite soluzioni per ogni suo elemento, e infinite combinazioni di assemblaggio tra queste soluzioni.

La cosa migliore da fare è progettare per moduli, in modo che ciascuno dei moduli sia utilizzabile nell'assemblaggio di più schemi diversi; più o meno come si fa quando si realizzano librerie nella progettazione di programmi informatici.

Le cose di cui dobbiamo tenere conto sono fondamentalmente 3:

  1. Per risparmiare sull'alimentazione, nella scelta dei moduli dobbiamo cercare di renderli quanto più possibile compatibili con un numero limitato di alimentazioni
  2. Dobbiamo stare attenti a scegliere una massa comune tra i moduli, e se ciò non fosse possibile, stare molto attenti a tener separate le masse di ciascun modulo.
  3. Dobbiamo rendere compatibili i livelli di uscita di ciascun modulo con i livelli di ingresso del modulo successivo

Ciò eviterà di aggiungere problemi di adattamento tra un modulo e l'altro e quindi limiterà l'uso di moduli di adattamento.

 

Le fasi della progettazione

Per raggiungere il nostro scopo finale, dobbiamo passare attraverso un certo numero di fasi. Vediamo un semplice elenco, che affineremo durante le varie parti di questo articolo:

  1. Studio del problema: come dice il proverbio, "tante misure e un solo taglio deciso".  È il segreto per riuscire a risolvere il problema che abbiamo nel miglior modo possibile.
  2. Scomposizione del problema: in questa fase, il nostro problema verrà rappresentato come uno schema a blocchi funzionali, o meglio, cercheremo di studiare diverse soluzioni con blocchi funzionali equivalenti o addirittura con scomposizioni in blocchi differenti. Questa fase andrà studiata per affinamenti successivi, ovvero si semplificherà per stadi, un po' come la progettazione di un palazzo: prima si decidono il numero di piani, poi la posizione di colonne e travi, quindi balconature e divisioni interne, fino ad arrivare al computo metrico, nel quale vengono elencati mattoni, piastrelle, materiale legante, ecc.
  3. Dopo aver realizzato le varie suddivisioni in blocchi e scelta la migliore, si passerà alla progettazione grossolana di ciascun singolo blocco, cominciando da quelli più semplici, che poi andranno ripresi alla fine, in un lavoro "avanti e indietro"
  4. Finita la progettazione grossolana, passiamo a quella fine, che consiste nel definire lo schema elettrico e, nello schema quale sia il componente più idoneo: è in questa fase che si decide quale sigla di transistor, operazionale, ecc. usare, e quindi quali sono i valori dei componenti di contorno e polarizzazione, come resistenze, condensatori, indutanze, ecc.
  5. Una volta scelti i componenti, si passa alla fase di finitura del lavoro: è la più delicata. Si monta ciascun modulo su breadboard, abbondando con i trimmer ed eventualmente anche avendo a disposizione condensatori e induttanze simili a quella di progetto, e quindi, con l'aiuto di quanti più strumenti di misura è possibile, si affinano i valori di questi componenti, ed eventualmente si tara l'alimentazione, per cercare di ottenere il miglior risultato possibile. È consigliabile, se non sono sufficienti, acquistare nuove breadboard, per realizzare l'intero progetto. Una volta tarati tutti i trimmers si sostituiscono quelli che non dovranno rimanere regolabili sul progetto finito con resistoni del valore raggiunto con le tarature; non lesinando i trimmers nelle parti che l'esperienze ci avrà fatto capire che sono critiche, e si testa tutto il circuito su breadboard, controllando se eventualmente i componenti critici si siano scaldati eccessivamente, e riprogettando le parti che dovessero risultare più "deboli". Quando tutto funzionerà a dovere è possibile passare alla fase successiva. Bisogna essere molto pignoli in questa fase; più si sarà pignoli, meno problemi si avranno successivamente. In questa fase ci accorgiamo anche dell'eventuale mancanza di componenti da acquistare o sostituire con equivalenti, modificando leggermente o pesantemente il progetto.
  6. Stabilito che il circuito funziona correttamente secondo le nostre esigenze, si passa alla fase successiva, ovvero la redazione dello schema completo che occuperà ciascuna PCB nella realizzazione finale del nostro circuito, cercando di evitare per quanto più possibile gli incroci.
  7. Qui viene la fase che già ho descritto abbondantemente nella prima e nella seconda parte della mia serie precedente di articoli sul laboratorio: il progetto, l'incisione, la foratura e il montaggio dei componenti sulla PCB. Per non essere ripetitivo, accennerò solo alcuni trucchi da usare, in particolare per le oscillazioni indesiderate e il progetto di PCB a doppia faccia.
  8. Ovviamente la fase precedente va fatta pensando anche a quale sarà il contenitore che dovrà ospitare il montaggio con particolare riferimento a tutte le parti che dovranno comunicare con l'esterno. In alcuni casi può essere meglio prevedere una o più PCB separate per interruttori, potenziometri, spinotti, ecc.; in questa fase, si progetteranno grossolanamente eventuali serigrafie delle mascherine.
  9. Una volta terminato il tutto, si passa al collaudo finale, controllando che il tutto funzioni come funzionava su breadboard, non lesinando su zoccoli e componenti di raffreddamento.
  10. A questo punto progettiamo la mascherina, rifiniamo il contenitore, scriviamo un articolo sul progetto appena realizzato, postandolo su grix, e aspettiamo quindi le approvazioni, le valutazioni e i commenti dei visitatori, e poi ci godiamo il gadget appena realizzato.

 

In questa serie cureremo il progetto di alcuni circuiti, descrivendolo passo-passo le varie fasi di progettazione, partendo dal theremin ottico multiottava, ampliandolo ulteriormente, fino ad arrivare al progetto di un analizzatore di spettro-equalizzatore audio.

 

 

SECONDA PARTE




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Questa pagina è stata creata da fairewol
il 03/05/2008 ore 00:21
ultima modifica del 12/08/2008 ore 07:08
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