Ciò che probabilmente non sapevi è che la funzione dei normali dispositivi elettronici che usi in casa è determinata dai componenti PCB montati sulla scheda a circuito stampato. Le schede a circuito stampato contengono diversi componenti che sono interconnessi per svolgere un compito particolare. La consapevolezza di questi componenti consente di percepire ulteriormente come gli apparati elettronici svolgono varie attività. Questo articolo si concentrerà su 9 componenti PCB comuni e sulle loro funzioni.
Cosa sono i componenti PCB?
I componenti del PCB sono diverse parti individuali che vengono assemblate su una scheda a circuito stampato vuota, formando così un circuito stampato completo. Tutti questi componenti contribuiscono in modo significativo al funzionamento generale del PCB , consentendo al dispositivo di svolgere compiti specifici in una varietà di prodotti elettronici. Ogni componente è unico in quanto possiede le proprie caratteristiche e svolge un ruolo specifico. Componenti comuni come diodi, resistori, condensatori e così via.
Comprensione dei 9 componenti PCB comuni e delle loro funzioni
Ci sono vari componenti PCB elettronici assemblati sulla scheda per elaborare diverse funzioni. Di seguito esploreremo approfonditamente 9 componenti PCB comuni e le loro funzioni.
1. resistori
Un resistore è un componente in un circuito che aiuta a controllare il flusso di corrente elettrica. Svolge principalmente la funzione di partitore di tensione e shunt, regolando e stabilizzando tensioni e correnti.
I resistori variabili hanno la capacità di variare la loro resistenza mentre i resistori fissi non hanno la caratteristica di variare la loro resistenza. In particolare, i resistori variabili sono componenti che consentono all'utente di variare il circuito, il che è molto importante nei dispositivi che controllano il volume e l'intensità della luce. Di solito, è un corpo ovale con strisce verdi o blu e il simbolo "R" su di esso.
Resistori a film : sono costituiti da una sottile pellicola di metallo o carbonio che funge da strato resistivo, attorno a un nucleo ceramico. Rappresentano un componente ideale per dispositivi che richiedono elevata stabilità, precisione e basso rumore, come ad esempio apparecchiature mediche e audio.
Termistori: Resistori variabili, spesso presenti nei termometri e nelle batterie ricaricabili, controllano la tensione in risposta alle variazioni di temperatura.
2. condensatori
Un condensatore è un dispositivo che immagazzina energia elettrica accumulando cariche di segno opposto in due conduttori. Un dielettrico riempie lo spazio tra di essi. Il condensatore trattiene la carica all'interno del circuito stampato e la rilascia quando è necessario fornire energia altrove. Nella sua forma fisica, la maggior parte dei condensatori ha una piccola forma cilindrica ed è comunemente contrassegnata da numeri. Sono componenti utili impiegati in circuiti destinati al filtraggio, all'accoppiamento, al bypass e alla sintonizzazione.
Condensatori ceramici: sono tra i condensatori più diffusi. Grazie al loro basso costo, alle dimensioni ridotte e alla relativa stabilità, possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni diverse.
Condensatori a film: sono adatti per applicazioni ad alta frequenza grazie alla loro elevata stabilità, affidabilità e basse perdite dielettriche.
3. Induttori
Un induttore è una parte che, come una bobina, immagazzina energia in un campo magnetico quando la corrente passa attraverso la parte. Può anche immagazzinare energia elettrica convertendola in energia magnetica. Possiamo scoprire che sia il campo magnetico che l'induttanza aumentano in proporzione al numero di bobine. Oltre a filtrare il rumore e schermare i segnali, gli induttori possono anche ridurre l'interferenza delle onde elettromagnetiche e regolare la corrente.
Induttori a nucleo d'aria: questi induttori non hanno un nucleo, richiedono un numero maggiore di spire rispetto agli induttori con nucleo e sono ideali quando è richiesta una bassa induttanza. Vengono tipicamente utilizzati nei circuiti di filtraggio e nelle applicazioni ad alta frequenza.
Induttore a nucleo toroidale: un filo conduttore è avvolto attorno a un nucleo circolare, solitamente in ferrite. Trova ampio impiego in dispositivi medici, regolatori di commutazione e controllori industriali.
4. transistor
I transistor sono piccoli semiconduttori che funzionano come interruttori, amplificazione e controllo dei segnali elettrici. Quando funziona come amplificatore, può prendere una piccola corrente di ingresso e trasformarla in una corrente di uscita più grande. Funziona come un interruttore per determinare se un segnale elettrico attraversa il circuito. Nei circuiti integrati, che sono composti da diversi transistor e circuiti, i transistor sono gli elementi fondamentali.
Transistor a giunzione bipolare: è anche chiamato BJT, dal nome derivato dalla presenza di due giunzioni PN. Si tratta di un componente in grado di regolare la corrente.
Transistor ad effetto di campo : un transistor ad effetto di campo, abbreviato in FET, è un dispositivo semiconduttore unipolare a tre terminali che controlla la tensione.
5. diodi
Un diodo è un dispositivo elettronico fatto di materiale semiconduttore con due elettrodi, positivo e negativo. Permette solo una direzione di flusso di corrente. In questo modo, la corrente non può fluire nella direzione sbagliata. Il diodo più comune è il LED, chiamato diodo a emissione di luce.
Diodo di commutazione: viene utilizzato per aprire e chiudere il circuito e il suo funzionamento è controllato dall'applicazione di una tensione in diverse direzioni.
Diodo a emissione di luce (LED): quando la corrente attraversa un semiconduttore, questo produce luce visibile convertendo direttamente l'energia elettrica in luce.
6. Circuiti integrati (CI)
I circuiti integrati sono componenti complessi costituiti da molti transistor e altri componenti PCB necessari combinati in un singolo chip semiconduttore. È una struttura in miniatura con la funzione di circuito desiderata. I componenti elettronici sono ora più intelligenti, altamente affidabili, a basso consumo energetico e micro-miniaturizzati grazie ai circuiti integrati.
Circuiti integrati lineari: I circuiti integrati lineari sono semplici e in genere il numero di componenti incorporati al loro interno è minimo. Sono utilizzati principalmente per amplificatori audio e RF e sensori di temperatura.
Circuiti integrati digitali: hanno solo due stati di segnale differenti e sono generalmente integrati in computer, memorie e così via.
7. Interruttori
La cosa principale degli interruttori è che servono a controllare se la corrente può o meno fluire. Tramite l'uso di un interruttore a circuito aperto o chiuso, regola la corrente che scorre attraverso un circuito. Si presenta in molte forme, interruttori a levetta, cursori, leve, rotativi, pulsanti, chiavi, ecc.
Interruttori con fusibile: Si tratta di un fusibile integrato nell'interruttore che funge da protezione.
Interruttori elettrici: vengono utilizzati per collegare circuiti e controllare interruttori tramite segnali elettrici.
8. Relè
Un relè è anche un interruttore, un interruttore elettromagnetico. Funziona per induzione elettromagnetica, quando un relè viene eccitato, viene creato un campo magnetico per attrarre un contatto, una chiusura di circuito all'interno del relè. Protegge il circuito da tensioni o correnti eccessivamente elevate in modo che il circuito possa funzionare in sicurezza.
Relè elettromeccanico: è il tipo di relè più semplice e funziona controllando un anello elettromagnetico di contatti mobili, un movimento fisico che richiede molto più tempo.
Relè a stato solido: controlla la commutazione dei relè tramite semiconduttori, funziona più velocemente e dura più a lungo dei relè a stato solido.
9. Connettori
I connettori sono componenti impiegati per realizzare un'interconnessione elettrica tra vari componenti PCB, schede di circuito o dispositivi per consentire il passaggio di dati e segnali. Possono essere utilizzati temporaneamente o possono essere fissati in base alle esigenze del consumatore e del produttore. Sono costituiti da due parti di base, il contatto e la custodia. L'alloggiamento è presente per salvaguardare fisicamente e garantire l'integrità di un collegamento.
Connettori per bordi di schede: si trovano in genere vicino al bordo della scheda e migliorano l'integrità del segnale sulla scheda stessa. Molti di questi connettori sono solitamente integrati nelle apparecchiature informatiche. Contribuiscono a trasmettere i segnali tra il circuito stampato e i componenti esterni del PCB.
Connettore audio/video: viene utilizzato principalmente per trasmettere segnali video e audio. Questi connettori possono essere utilizzati sia per un singolo canale audio che per più canali audio. Le connessioni audio possono essere fornite sotto forma di spine, jack o una combinazione di entrambi.
Come identificare i componenti nei circuiti stampati
1. Identificazione visiva
Designazione dei componenti : molti circuiti stampati presentano dei simboli di riferimento per i vari componenti, stampati sulla superficie per facilitarne l'identificazione. Alcuni simboli di riferimento comuni sono elencati nella tabella seguente.
Forma e marcatura dei componenti : i diversi componenti dei PCB hanno forme distinte ed è possibile identificare alcuni componenti comuni in base alla loro forma. Ad esempio, le resistenze sono solitamente di forma rettangolare o cilindrica e presentano delle strisce colorate sulla superficie che indicano il valore di resistenza. I numeri sui condensatori rappresentano la loro capacità.
2. Attrezzature e strumenti
Multimetri: sono strumenti di misura in grado di testare un'ampia varietà di caratteristiche elettriche. Possono essere utilizzati per misurare resistenza, tensione e corrente e, di conseguenza, per determinare lo stato dei componenti dei circuiti stampati (PCB).
Oscilloscopi: sono in grado di riconoscere transistor, diodi e circuiti integrati. L'osservazione di forme d'onda e segnali è utile anche per l'identificazione dei componenti dei PCB, poiché permette di comprenderne la funzione.
Altre apparecchiature: i misuratori LCR e i tester per componenti possono essere utilizzati anche per verificare e identificare i componenti, inclusi i parametri dei semiconduttori, l'induttanza e la capacità, fornendo informazioni di identificazione complete.
3. Documentazione di riferimento
È possibile trovare un progetto del layout del circuito stampato e i dettagli dei componenti consultando lo schema elettrico e le schede tecniche dei componenti.
4 consigli per la scelta dei componenti PCB
Riconoscere le esigenze di prestazione
Bisogna considerare i requisiti prestazionali del dispositivo, che comprendono diversi fattori, tra cui intervalli di temperatura, condizioni ambientali, livelli di tensione e corrente, tra gli altri.
Considerazione sui costi
Il prezzo è un aspetto che bisogna considerare quando si scelgono i componenti PCB. Ciò significa che i componenti con costi elevati e buoni livelli di prestazioni tendono ad aumentare il costo totale. Tuttavia, possiamo scegliere materiali a basso costo che possono essere utilizzati efficacemente nella linea di produzione senza dover compromettere la qualità del prodotto finale.
Scegli componenti affidabili
Le prestazioni e la durata di vita del circuito stampato sono correlate alla qualità dei componenti PCB installati nei prodotti. Componenti affidabili garantiscono che il circuito stampato funzionerà nel modo in cui dovrebbe.
Tecnologia di assemblaggio
Quando si scelgono componenti PCB, anche la compatibilità con il processo di assemblaggio è un fattore importante. Ad esempio, alcuni componenti come gli induttori ad alta potenza non sono compatibili con la tecnologia di montaggio superficiale.
Sintesi
La capacità di identificare e differenziare i componenti di base di una scheda di circuito è importante per chiunque voglia capire come funziona l'elettronica. Tutti hanno un ruolo cruciale, ma non lo stesso, nell'esecuzione del loro lavoro nel circuito. Con l'aiuto di questa conoscenza, potresti avere una profonda comprensione dei componenti PCB. Con l'evoluzione della tecnologia, emergeranno e si assembleranno sulla scheda componenti sempre migliori e dalle prestazioni più elevate per funzionare in un'ampia gamma di applicazioni.
