Le innovazioni tecnologiche degli ultimi anni hanno permesso di realizzare strumenti sempre più precisi, affidabili ma allo stesso tempo complessi. Con il passare degli anni, infatti, molti strumenti tendono a svolgere i propri compiti in autonomia o comunque senza la presenza fissa di una persona in carne e ossa.
In altre parole, il progresso tecnologico ha permesso di creare macchine via via sempre più indipendenti, il che ovviamente semplifica la vita delle persone sia nel contesto domestico che lavorativo. Tutto ciò può concretamente avvenire grazie alle cosiddette schede elettroniche, capaci di gestire e regolare le funzioni di diversi tipi di strumenti.
Che cosa sono le schede elettroniche?
Le schede elettroniche sono dei circuiti stampati in grado di comunicare, grazie ai diversi componenti montati al di sopra di essi (come ad esempio microchip, sensori, resistenze ecc.) con tutti i componenti elettrici di una macchina, per consentirne il funzionamento.
In poche parole, è possibile definire una scheda elettronica come il cervello di una macchina, in grado di azionare le varie parti della stessa. Per tale ragione, le schede elettroniche vengono utilizzate in diversi contesti, sia in quello domestico che in quello industriale.
Come si sviluppa una scheda elettronica?
Creare una scheda elettronica perfetta non è una cosa semplice. Le imprese che operano in questo settore, infatti, come ad esempio la Gicar srl, seguono un preciso iter che va dalla progettazione fino alla vendita. Più precisamente, una scheda elettronica “nasce” attraverso più fasi che possono essere così riassunte:
- Il progetto: in primo luogo, è necessario comprendere il prodotto da realizzare, in base alle caratteristiche del macchinario e le sue funzioni. Nel progetto è necessario valutare i requisiti di alimentazione, la precisione della misura, i tempi di risposta del sistema, le temperature di esercizio e ambiente di destinazione, i protocolli di sistema, ecc. Non bisogna dimenticare, inoltre, la gestione degli eventuali guasti;
- L’hardware: dopo aver considerato tutte le specifiche tecniche, il progettista hardware può creare i cosiddetti schemi circuitali, così da specificare quali sono i componenti necessari e come sono connessi tra loro. Durante questa fase, vengono considerati anche diversi vincoli, come la necessità di isolare i segnali sensibili e di minimizzare il rumore;
- Assemblaggio: al termine del progetto, la scheda elettronica deve essere assemblata. Ciò può avvenire in due modi, ovvero con l’assemblaggio “SMD” oppure “PTH”. Nel primo caso, viene impiegata una stampante serigrafica per depositare la pasta saldante e una macchina robotizzata per applicare i componenti. Questa soluzione è particolarmente indicata per i componenti a montaggio superficiale. L’assemblaggio PTH, invece, può essere una fase successiva all’assemblaggio SMD, e prevede l’ausilio di operatori qualificati per l’installazione manuale di alcuni componenti;
- Sviluppo software: l’ultima fase prima del test, ovvero quella più importante, prevede la trasformazione delle specifiche funzionali della scheda elettronica in un codice rappresentabile in un linguaggio di programmazione, includendo frammenti di documentazione e commenti nel codice per rendere la struttura dello stesso comprensibile, anche nell’ottica di revisioni successive.;
- Controllo: il test delle schede elettroniche è chiaramente una parte integrante del processo di produzione delle stesse. Generalmente, per poter testare il loro funzionamento vengono eseguiti una serie di test, come ad esempio l’in-circuit. Il test in questione prevede l’uso di particolari sonde disposte in un modo preciso e a vari test point presenti sul PCB. La scheda viene “spinta” su un letto ad aghi, con una pressione tale da assicurare una buona aderenza tra ago e test point e tramite le sonde viene controllato l’integrità della connessione, la bontà dei collegamenti elettrici e tanti altri parametri ancora. Ovviamente questo è solo uno degli svariati test che vengono condotti sulle schede a seconda delle diverse tipologie. Altri test sono l’ispezione ottica automatizzata (AOI), l’ispezione a raggi x (finalizzata a ispezionare l’integrità strutturale della scheda e individuare possibili difetti già nella prima fase del progetto di produzione delle schede) oppure i test funzionali finalizzati a controllare il comportamento della scheda elettronica nell’ambiente di utilizzo finale.
Gli ambiti di applicazioni principali delle schede elettroniche
In un periodo storico, come quello attuale, in cui la tecnologia è presente letteralmente ovunque, quasi tutti i settori industriali (e non) hanno bisogno di schede elettroniche. Queste, infatti, sono letteralmente indispensabili per poter realizzare dispositivi industriali, IoT, sistemi di embedded e molti altri ancora.
A volger essere precisi, tantissimi dispositivi elettronici hanno bisogno, per poter funzionare correttamente, di particolari schede elettroniche. Non si tratta solamente di prodotti che vengono utilizzati in contesti lavorativi ma anche in quello domestico. Si pensi ad esempio alla classica macchina per il caffè espresso (ormai sempre più presente) oppure al frigorifero, lavatrice, lavastoviglie ecc. sono tutti strumenti che funzionano proprio attraverso l’uso di particolari schede elettroniche.
Per quanto riguarda invece i settori industriali dove le schede elettroniche trovano un largo impiego è possibile citare quello energetico, aeronautico, medico, nautico, sicurezza, automotive, industriale e molti altri ancora.