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domenica 25 novembre 2012

Guida all'elettronica



       Breve Guida all'elettronica per l'hobbista.


Oggi tu che ti chiedevi come fare comincerai finalmente l'elettronica:

questa è una breve introduzione basata su esperienze personali che
oramai stanno accumulando polvere con gli anni e prima che vadano perse
preferisco scriverle qui.
Alcune cose agli "anziani" sembreranno ritrite o inutili
ma tutti all'inizio non sanno
proprio dove andare a iniziare e quindi si cercano guide, per molti tutte
uguali, per altri inutili, per altri ancora preziose.
La mia non pretende di essere la migliore ma solamente una delle tante
ma forse un po' diversa...infatti lascia la libertà di scegliere.
Posso dire che ne ho passate tante prima di trovare quella adatta a me:
sembrano tutte uguali a chi non è interessato, ma ci sono diversi approcci
e noi useremo quello che ho sempre usato, insegnatomi da un Grande:


Pensare, Dedurre, Verificare, Studiare, Fare.





Credo di essere arrivato al punto di poter dire che il mio metodo sia quello
e di essere arrivato a Quel punto intermezzo in cui posso ricordarmi
che anche io non so tutto ma che ancora ricordo come si comincia.

Iniziamo:


Innanzi tutto per iniziare con l'elettronica entriamo nell'idea di un
bambino che gioca con i mattoncini per costruire(non faccio pubblicità).

L'elettronica è molto simile per me. Solamente che sono, come avrei detto
parecchi anni fa "mattoncini per i grandi".

Quindi ogni cosa "ha il suo". Sono come pezzi che vanno combinati per creare
ciò che la mente comanda.

Se vi piace l'idea è una sorta di alchimia: si combinano vari metalli
e materiali per ottenere ciò che si vuole. Che siano palle di fuoco, fulmini
oppure "esseri viventi"(anche se sarebbe più corretto dire macchine
elettromeccaniche o robot o simili).

L'elettronica da il potere di non limitarsi ad un mondo in cui l'interazione
più grande che hai è della semplice luce diretta agli occhi:

puoi fare un programma sul tuo laptop, non costa nulla ma non potrai mai
prendere il tuo programma in mano, spolverarlo o picchiarlo.
Rimarrà per sempre un insieme di caratteri qualunque cosa accada...
o forse non sempre:

l'elettronica ci offre anche una cosa che reputo Superba: l'interfacciare
l'Hardware con il Software, le braccia con la mente.

Ed ecco che scocca la scintilla.
E di scintille si parla.
Cos'è una scintilla? Di cosa è fatta? Quando si crea? Come si crea?
Questa è una domanda a cui non risponderò io qui, questa è una guida non un
Libro e intendo darvi una guida nel vero senso della parola:

io dico cosa serve, cosa bisogna fare per arrivare ad un obbiettivo,
ma sta a voi Scegliere quale approccio avere.

Vuoi la pappa pronta? Allora questa è la guida adatta:
io dirò ciò che bisogna sapere per arrivare dove si vorrebbe
e su internet troverai tutto già pronto, ma non ti lamentare se non capisci
appieno, come già detto, spetta a voi lettori decidere se sfruttare la Vostra
mente o meno.

Se non vi va di farlo un rm risolve il vostro problema.

Se siete di quelli che Vogliono Sapere, e Capire è anche la guida adatta a voi:

come già detto io dico cosa andare a vedere, voi potete scegliere quanto
studiarlo e dove specializzarvi.





Ora iniziamo con un po' di teoria:

Cosa ci serve sapere per capire come iniziare?

Innanzi tutto dobbiamo sapere che cos'è un elettrone e i principi basilari
di elettrostatica, poi capire le leggi dell'elettromagnetismo (sempre
a livelli basilari).
Se siete fortunati e Maxwell non vi è nuovo allora potete vedere le leggi di
ohm, i principi di kirchoff e simili come "semplificazioni" di queste.

Se non sapete cos'è Maxwell (o chi) posso dirvi che vi sarebbe utile partire
guardando i classici "tutorial per accendere una lampadina" in modo da sapere
come si comporta a grosso modo l'elettricità, cosa sono gli Ohm, i Volt
e gli Ampere, i relativi simboli e le famose "leggi di ohm" e soprattutto
A COSA SERVONO.

perchè? molti mi hanno detto le leggi di ohm a memoria senza poi saper
dirmi a cosa servono.

Ora ragioniamo un attimo: che senso ha imparare a memoria il suono delle parole
senza saperne il significato? Non si può certo pretendere di scrivere anche
solo un bigliettino di auguri.

Sappiate che le leggi di ohm sono essenziali e non sono complicate,
se non le capite cercate in un altro sito!


Una volta imparato cos'è l'elettricità e ad applicare le leggi di ohm si da
per scontato che si sappia quindi cos'è una resistenza elettrica.

Se lo sapete siete pronti a imparare a riconoscere i componenti discreti
cioè i componenti "base", quali resistenze e il loro codice, condensatori
e il loro codice, diodi, che siano diodi led o meno e in seguito
i transistor e compagnia bella. In rete è pieno di bei siti che spiegano
tutto ciò!


Ed è giunta l'ora di comprare una breadboard, potete trovarla facilmente
in qualsiasi negozio di componenti elettronici!!(diranno)
Si, è vero, è facile trovarla in quei negozi, ma il problema è proprio
trovarli i negozi!!!

No problem:
ci sono molti negozi online che accettano anche il contrassegno :)

Ah una cosa che sconsiglio vivamente sono gli starter kit.

Perchè? Perchè sapendo che non avete idea dei prezzi vi spennano per 4
cazzo di componenti messi in croce...

Cosa comprare?

Io ai miei "alievi" faccio sempre comprare:

MULTIMETRO ASSOLUTAMENTE.

Una breadboard di quelle piccine che mi piacciono tanto, le uso anche
nel mio letto nelle fredde notti invernali.

una batteria ricaricabile da circa 5Volt gli Ah sono gli "Ampere ora"

quindi se abbiamo una batteria da 1.2Ah o 1200mAh "possiamo" tener un carico
di 1.2A per un ora.

È meglio non superare la metà della capacità della batteria (Ah), si rischia
di rovinarla. Perchè? se te lo chiedi allora non resta che una cosa:
apri un browser e cerca!(se sei come me che raramente hai internet
e quando c'è fa schifo mi scuso e ti capisco, comunque basta che ti dai ai
libri).

un carica batterie, se vi siete documentati come ho chiesto sapete già quale
comprare, o più probabilmente usare (perchè scommetto che ne avete un paio
volanti in giro per casa).

Dei trimmer o potenziometri (a preferenza)

Un set di resistenze assortito, leggete su qualche tabella i valori standard
e comprate quelle che preferite, ci serviranno per fare molti progetti quindi
VARIATE.

condensatori, anche quelli assortiti di vari valori, stesso motivo delle
resistenze.

transistor, sia PNP che NPN, consiglio i BJT, sempre a preferenza di numero
sappiate che è divertente e semplice farli scoppiare.

fotoresistenze, le Adoro, cambiano la resistenza in base alla luce, non è
magnifico?:D

led, certa gente me li fa odiare, usano un microcontrollore solo per accenderne
e spegnerne uno...quando basterebbe una porta logica..chiedersi cosa siano
le porte logiche e rispondersi, ovviamente studiando.


Ora il resto del materiale possiamo raccattarlo qua e la, ah non dimenticate
il cavo!Deve entrare nella breadboard.


Io di solito incollo la batteria sotto alla breadboard, mi è comodo
e così non perdo nessuna delle due :)
meglio usare il nastro biadesivo, nel caso la batteria muoioa!


Ora siamo pronti per fare dei progettini simpatici:


un amplificatore a transistor
un foto interruttore per il led
un effetto "fade out" per il led
un led che si accende a seconda della luce/buio

insomma, abbiamo dei veri e propri sensori, sperimentate!

ah se volete far scoppiare i transistor indossate degli occhialini almeno.



Una volta soddisfatti e divertiti si può passare a capire cosa sono
gli IC o circuiti integrati: sono una FIGATA.
E ovviamente comprarne qualcuno...o come prefersico sciacallarlo!

Se vi piace la radio ma anche se non vi piace date anche un occhiata
agli oscillatori!;)

Ah comprate un saldatore stilo per stagno e lo stagno 60/40(il negoziante
capirà).

soprattutto cercatevi un bell'angolino comodo che vi piaccia per fare
elettronica tranquillamente, rilassatamente e senza che vi venga il mal di
schiena!


l'importante è ricordarsi che sono come mattoncini da costruzione, per il
resto giocateci! Imparate a scoprire e a dedurre, pensate allo scopo e
cercate di realizzarlo.


Ora, abbiamo sciacallato un po' di IC, ma a cosa servono?

C'è scritto sopra!

Vedete quei numerini? io ora ho in mano un LM7805..
provate a scriverlo ad esempio in google, troverete delle cose
chiamate datasheet: li su troverete tutto sul pezzo!

ci saranno tabelle con tensioni massime e minime, correnti massime, assorbite
e minime disegnini e grafici vari e anche la piedinatura!:D

questo ve lo dico io, è un regolatore di tensione positiva a 5V
e possiamo farci passare 1A max(nel mio) quindi 1 Ampere massimo che si traduce in:

800mA al massimo se no scotta!

quindi se io ho una pila ad esempio a 12V posso far uscire 5V stabili
dal 7805 semplicemente seguendo il datasheet e combinandolo con gli altri
componenti!
Per esempio vedete i semplici circuiti di regolazione della tensione
o gli esempi sul datasheet(ci sono anche quelli! :D). I condensatori risolvono molti problemi:
se mai vi trovate un IC che non da la forma d'onda voluta
(capito perchè dovevi vedere gli oscillatori?) o comunque la tensione non
è stabile.

Bello vero? :D

E non è finita! Ci sono IC di ogni gusto:

dalle porte logiche, appunto ai regolatori, ai driver per motori,
a tone detector(tipo accordatore per chitarra), alla conversione tra
analogico e digitale (STUDIARE!), ai microcontrollori: dei veri e propri
microcomputer formato IC, ad esempio i PIC.

Per i PIC serve un programmatore, ad esempio io uso il pickit2 originale.

Studiate tutto quello che ho detto, o almeno capite cosa sono a seconda dei
vostri scopi.


Ora siete pronti a fare un progettino da soli:

spulciate il catalogo del vostro fornitore e vedete cose che vi interessano:

io vado pazzo per i robot e mi piace costruirli, quindi controllo sempre
i servomotori, le tavole in vetronite preforate, il cavo, i PIC
per fargli il cervello e qualche sensore a seconda di quello che voglio
fargli fare :)


imparate a saldare bene, imparate a capire cosa vi serve ed è fatta:
se già sapete come trovare il modo di fare ciò che vi interessa
potete anche smettere di leggere :)


Per gli altri, continuate a seguirmi:

focalizzate cosa vi manca, analizzatelo e cercate altra documentazione
se quella è troppo difficile o pesante Ricordate:

 l'elettronica è un Arte ed una passione.

Se è un vostro hobby non deve stressarvi: prendetela con calma,
vedetela come una cosa rilassante e divertente per staccare un attimo dal
resto delle brutte cose che ci sono al mondo.

Facendo così piano piano si arriva a fare ciò che si vuole, io ora
sto scrivendo da un laptop tenuto acceso da una batteria simile a
quella della macchina, solamente che ci ho attaccato il "caricabatterie"
del pc, come? Da quella batteria simile a quella della macchina ho
ricavato la 230 (elettricità di casa, si alcuni dicono 220, io l'ho misurata
più volte in diverse case e è sempre 230).Lo schema si chiama "inverter".
Il mio non è nulla di sofisticato, è un semplice ponte H con un trasformatore,
potete fare facilmente di meglio.


Poi ci sono i PCB: le famose schede.
Vi sarete sicuramente chiesti come si fa a fare una scheda "vuota"
cioè con tutte le piste di rame su cui saldare i componenti;
ecco come si fanno:

Imparate a disegnare gli schemi elettronici e a riconoscerne i simboli
poi una volta calcolato il necessario scaricate un software apposito.
Io uso eaglePCB c'è la versione gratuita e ti genera anche layout.
Il layout è l'immagine da stampare sul rame, Eagle è in grado di prendere
lo schema che state disegnando e trasformarlo in layout. Leggetevi i
tutorial su Eagle e tutto sarà più chiaro.
Procuratevi le piastre ramate in vetronite, un ferro da stiro e delle
riviste patinate, ad esempio quelli che espongono le case in vendita
sono ottimi!
La carta deve sciogliersi facilmente con l'acqua.
Più importante di tutto:
Una stampante a toner!



La tecnica è quella a trasferelli.
Mi cito da un post che feci in un forum alcune informazioni potrebbero esservi utili!


inizio citazione:

« ho fatto 3 schede in questi giorni, (in realtà 4 ma una allo specchio :lol: )

tutte uscite splendidamente, ho scoperto quale problema avevo:

dato che sono sotto linux a 64bit non riesco a far girare eagle e lo uso in virtualbox
e stampando da li avevo le impostazioni di risparmio del toner!

Lo stesso per il fatto della stampante che non prendeva bene la carta delle pagine:

è bastato strapparne usa striscia per la lunghezza!

in quanto alla stagnatura ho provato e mi piace molto! l'ho fatta sulla scheda SMD

che ho fatto oggi, è venuta bella brillante!

odio le schede, specialmente le SMD se hanno il rame nudo! non mi piacciono!

dato che qualcuno potrebbe finire a leggere qui, documentandosi su come fare i

PCB usando la tecnica del toner transfer do queste dritte, dopo aver fatto un sacco di esperimenti:

(ovviamente) usare le impostazioni del toner più scure che si trovino.
600dpi bastano e avanzano anche a 1mil

ripassate le piazzole grandi con il pennarello nero indelebile, di quelli che se

ci passate dell'alcool se ne vanno e che col tempo e l'umidità tendono a lasciare un

alone rosso.

fate sempre una scritta quando fate il master in modo da esser sicuri di stamparlo specchiato,

 io uso "d0c's".

quando passate il ferro da stiro, e usate la carta dei fogli delle riviste fate spessore con un

 altro foglio di carta anche piegato su se stesso.

dalle mie prove risulta che con la carta delle riviste esce meglio a secco (senza vapore) e con

 pagine non troppo stampate:
tutte quelle che avevano grosse scritte in rosso hanno trasferito pure la scritta e non so perchè

.

quando volete togliere la carta mettete il rame ancora caldo sotto l'acqua fredda e poi immergete

 in quella tiepida per qualche minuto, noterete che la carta comincia a sollevarsi da sola, è un
 procedimento molto simile al fare tatuaggi a trasferelli che si trova(va)no nelle gomme da masticare.

quando si è tolto il grosso della carta io pulisco con il pollice la patina che c'è ancora, come
 fosse una gomma da cancellare.

NON cercate di togliere la carta quella bianca e sottilissima a pelucchi che si vede appena asciutta
 la scheda e che rimane solo sul toner (non sul rame), non da fastidio all'incisione e togliendola
rischiate solamente di asportare il toner.

quando vi fate la soluzione per incidere, provate a fare un test dove vi scrivete quanti mils è
la pista e ne fate parecchie, ad esempio

_____ 1mil

------- 5mils

==== 25mils

e così via.

se si usa la soluzione di acido muriatico e acqua ossigenata, quando esponete all'aria il PCB già
immerso, vedrete che il rame diventa arancione e "luccicoso", non so perchè, ma dopo che lo si fa,
 si velocizza PARECCHIO l'incisione.


quando togliete la scheda dalla soluzione lavatela subito abbondantemente con l'acqua fino a che
 non puzzerà più di cloro (nel caso stiate usando la soluzione acido muriatico acqua ossigenata,
 il percloruro ferrico non so che odore dia).

non togliete il toner se non usate la scheda per parecchio tempo. così evitate di farla ossidare per nulla.

USATE IL TESTER per provare tutte le piste, specialmente le più sottili, possono sembrare ok ma non è detto.
»



fine citazione.

L'acido in questione è acido muriatico (hcl 11%) e acqua ossigenata 13%.
Usate SEMPRE i guanti e gli occhialini e NON respirate i gas e fatelo ALL'APERTO
perchè fa gas esplosivi, irritanti e nocivi!

per maggiori informazioni cercate su zio Google "pcb fatti in casa".

Wikipedia e Google son vostri amici!:)

Insomma, siamo nell'era dei datasheet, dei motori di ricerca, di internet!

Spero riusciate a capire quanto può essere utile questa guida a chi comincia:

Ho semplicemente scritto la guida che sognavo quando anche io non sapevo cosa
fosse una resistenza e ne perchè sono "vestite a carnevale".

Spero vi rimanga qualcosa come è rimasto a me.

Ricordatevi: il trucco è di non cercare la pappa pronta ma di sapere cosa
andare a studiare.

Imparate a capirvi e tutto sarà più semplice.

Non credo valga solo per l'elettronica.


Ad alcuni sembrerà una guida di merda, ma non mi interessa, fate pure,
dite ciò che volete:

io con questo metodo ho costruito il mio primo robot dopo 13 giorni che
ho comprato la breadboard e se avessi avuto questa guida probabilmente
avrei saputo molto prima tutto quello che so ora.


Se sei arrivato fin qua e hai letto tutto sei un gallo!

saluti, e di nuovo:

Spero serva a qualcuno :)




link utili:

http://digilander.libero.it/nick47/
http://sim.okawa-denshi.jp/en/
http://alltransistors.com/
http://www.alldatasheet.com/
http://www.introni.it/riviste.html
http://ocw.mit.edu/index.htm
http://www.mikroe.com/old/books/keu/00.htm




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