errori da evitare nella progettazione di schede elettroniche

Questa pagina è una guida generale per i progettisti di schede elettroniche

Raccoglie un elenco di errori fondamentali da evitare per garantire la integrità del prodotto finale in termini ti qualità, affidabilità, facilità di uso e conformità alle normative vigenti. Sono indicati anche consigli utili per ottimizzare il prodotto finale. L'elenco è di facile lettura. Non è organizzato per importanza o gravità, ma organizzato per una lettura corrente ed intuitiva. La guida è puramente indicativa e non esaustiva. Potrebbe essere di ausilio per evitare banali dimenticanze che possono svalutare il progetto della scheda elettronica da voi progettata.

MAI PARTIRE CON COMPONENTI POI INTROVABILI

Avete fatto un buon progetto, ma al momento della produzione, un componente è in 'buca' oppure introvabile. Il mercato della elettronica è in continua evoluzione.  Una scheda elettronica sviluppata oggi è obsoleta dopo alcuni mesi. Prima di iniziare un progetto, verificare accuratamente la disponibilità sul mercato del componente almeno da tre fornitori. Fare un acquisto di prova di almeno alcuni campioni per verificarne la disponibilità. Non entriamo nel merito della correttezza della scelta per il vostro progetto. Se si tratta di un componente speciale ed è fornito da un solo produttore, consigliare al cliente di fare un investimento di acquisto per coprire in anticipo le necessità di produzione già dallo sviluppo del progetto. Dormire con i componenti elettronici sotto il cuscino garantisce sogni d'oro. Chiaro che occorre avere la certezza matematica che il componente sia adeguato al progeto. In alcuni casi specie per alcuni componenti passivi, prevedere sullo stampato la possibilità di mettere il componente disponibile al momento. Oppure, prevedere sullo stampato una soluzione mista (esempio paralleli) od una soluzione che prevede il doppio package.

MAI SOTTOVALUTARE LE CONDIZIONI AMBIENTALI

Questo errore è particolarmente presente nelle progettazioni elettroniche mediocri. La componente ambientale e climatica è di estreme importanza ed andrebbe trattata come una caratteristica elettrica vera e propria. Occorre documentarsi e studiare il comportamento dei componenti in funzione della temperatura, delle variazioni di temperatura, umidità e vibrazioni. Chiedere esattamente al cliente informazioni sulla applicazione e l'ambiente di lavoro della scheda elettronica. Aggiungente anche la vostra immaginazione per prevedere il peggio. Se necessaria la tropicalizzazione, prevederla in fase di progetto. Le variazioni di temperatura giocano ruoli sfavorevoli sui circuiti analogici e sui circuiti comandati da oscillatori o quarzi. Una piccola condensazione in presenza di sporcizia potrebbe compromettere fatalmente il funzionamento. Il comportamento anomalo dei condensatori ed induttori in funzione della temperatura deve essere preso in seria considerazione.

Di solito ci si accontenta di vedere il prodotto funzionane a temperaura ambiente. Questo è l'errore tipico. Occorre fare prove, anche utilizzando un semplice PHON, a temperature intorno ai 50..60 o 70 gradi se è il caso. La dissipazione di alcuni componenti potrebbe rilevare sorprese spiacevoli. Una immagine ad infrarosso è di obbligo se si intende realizzare una scheda elettronica professionale. Per lo stesso principio estremamente importanti sono le prove sotto lo zero.

Concludiamo questo argomento esprimendo la obbligatorietà di prove climatiche fondamentali, con controllo dei parametri del prodotto in funzione della temperaura.

NON VERIFICARE LA SENSIBILITA' AI DISTURBI ELETTROMAGNETICI

Questa tematica è estremamente complessa. Tuttavia se non si dispone di strumentazione adeguata si possono fare prove di insensibilità della scheda elettronica utilizzando i seguenti metodi

  • 1) generare disturbi creando scintillio con la bobina di un rele in continua. Meglio se la massa di alimentazione è in comune con la alimentazionie della scheda elettronica
  • 2) fare prove di comunicazione con il cellulare tenendolo vicino alla scheda durante il funzionamento
  • 3) utilizzare un modem in funzione, un router, un dispositivo WIFI potente. Analizzare il comportamentoo della scheda
  • 4) azionare un telecomando di un giocattoto, oppure apricancello
  • 5) utilizzare un apprecchio di saldatura ad arco nelle vicinanze
  • 6) se la scheda ha delle uscite digitali, provare a collegare carichi induttivi. Interrompere manualmento il carico staccando il filo

 

Gli esperimenti empirici di cui sopra permettono una prima valutazione sommaria delle resistenza della vostra scheda elettronica ai disturbi elettromagnetici. Risulta anche vero il contrario. Potete verificare se il funzionamento delle scheda interferisce in qualche modo sulle trasmissioni WIFI, radiocomandi o BLUETOOTH. Se tutto funziona reglarmente c'è buona probabilità che avete progettato una buona scheda elettronica.

FARE QUELLO CHE NON FARESTE MAI ALLA VOSTRA SCHEDA ELETTRONICA

Essere i progettisti della scheda elettronica vi induce automaticamente a non eseguire manovre illecite. Ma putroppo una volta che la scheda è in mano al cliente, potrebbe succedere di tutto. Non diciamo che occorre progettare una scheda elettronica a prova di stupido. Ma è lecito pensare ad un buon progetto anche quando si prevedono situazioni che possono succedere frequentemente. Di seguito una lista di banalità o mancate prove che potrebbero compromettere la bontà del vostro progetto scheda elettronica.

1 - verificare cosa succede se si collega tutto tranne la alimentazione

2 - togliere la alimentazione durante il funzionamento. Simulare microinterruzioni di alimentazione.

3 - facilità di invertire le connessioni. Si possono avere ripercussioni sulla sicurezza del prodotto.

4 - facilità di scambiare i connettori (esempio un connettore di alimentazione a 3 poli che possa entrare in un connettore di uscita a 4 poli od altro ancora

5 - terminare con una impedenza gli ingressi. La scheda si danneggia durante il trasporto

6 -  jumper di configurazione che possono essere rimossi troppo facilmente

7 - parti elettroniche troppo esposte a contaminazioni, sporcizia, accumulo di detriti durante il montaggio da parte del cliente

8 - parti elettroniche metalliche esposte che possono recare pericolo di scossa

9 - cavi che potrebbero entrare in contatto con parti metalliche della scheda

10 - scambiare gli ingressi con le uscite

11 - avere dei componenti verticali molto alti non fissati con silicone neutro

12 - non fare avere al cliente la lista delle operazioni da 'NON FARE' (facile fare la lista delle cose 'DA FARE')

13 - dimenticare di mettere sulla scheda una indicazione luminosa di presenza tensione (ove applicabile)

14 - usare fusibili a baionetta di dubbia efficenza. Prediligere le protezioni elettroniche.

15 - sottoporre a scossoni o grosse vibrazioni la scheda durante il funzionamento

16 -  non avere mai fatto prove di shock meccanico per verificare la robustezza dell'insieme

17 - non avre mai fatto prove di temperatura

18 - non avere mai considerato la importanza dell'imballo della scheda da inviare al cliente (non solo sotto il profilo elettrostatico ma anche meccanico)

19 - avere paura di fare delle prove effettive di corto circuito o sovratensione o scambio di fili

20 - temere di fare prove per danneggiare la scheda. Solo danneggiando alcune schede avrete una idea della effettiva bontà del progetto della scheda elettronica.

21 - Se la scheda dispone di interfaccia display e tastiera, provare ad eseguire le manovre più impensabili. Queste sono le manovre fatte con certezza da cliente.

22 - Il cliente non legge mai le istruzioni. Abbiate cura che in qualsiasi condizione la scheda risponda alle normative di sucurezza, non quello che chiede il cliente. In sede legale ne sareste responsabili.

23 - Verificare se è possibile che la scheda sia installata in una nazione con diverse caratteristiche di tensione o frequenza. Verificare se in quella particolare nazione il marchio CE  è sufficiente oppure si applichi un regime normativo in cui sia obbligatoria una conformità particolare dichiarata da un ente terzo (UL per esempio).

24 - Dimenticare di dare un documento scritto che elenca le operazioni da evitare che compromettono la garanzia del prodotto.