Ultima modifica: 15 Luglio 2015

TPSE3

Il laboratorio di Tecnologie e Progettazione di Sistemi Elettronici rappresenta, tra i vari laboratori di area Elettronica, lo spazio di progettazione e di produzione di schede elettroniche e di piccoli sistemi di controllo.

prototipo di inseguitore solare

Inseguitore solare

Il laboratorio è strutturato in due grandi spazi contigui, il primo dei quali dedicato alla progettazione  di circuiti elettronici assistita da personal computer .

spazio 1

Spazio Cad/Cae

La didattica è prevalentemente di tipo problem solving: si parte da un problema reale, se ne propongono le possibili soluzioni utilizzando la componentistica elettronica conosciuta o si cercano su internet componenti più adeguati o idee per le soluzioni al problema posto.

Le varie soluzioni proposte dai gruppi di lavoro (o, a volte, suggerite dal docente) vengono confrontate e alla fine si arriva ad elaborare uno schema elettrico (soluzione grafica del problema) comune da cui poi ogni gruppo realizzerà il proprio circuito stampato (PCB).

Il tutto utilizzando il personal computer e software di CAD/CAE preferibilmente di tipo open source (KiCAD, Eagle, Fritzing…); questa scelta è dettata dal voler utilizzare strumenti software che siano liberamente disponibili agli studenti anche per un uso personale.

pcb

master di stampa e PCB realizzato

La sequenza progettuale si sviluppa quindi prima nella definizione della soluzione rappresentata come schema elettrico, quindi si prosegue realizzando un master per la stampa di PCB che verrà utilizzato come negativo di stampa per il  processo di fotoincisione che porta al circuito stampato fisico.

Queste attività vengono realizzate nel secondo spazio del laboratorio, quello di produzione, dove gli studenti vengono a contatto con le diverse tecniche di realizzazione dei PCB ed imparano ad assemblarli e renderli funzionanti.

Realizzato il PCB si procede alla sua foratura e successivamente al montaggio fsico dei componenti mediante saldatura manuale.

Una volta terminato il montaggio del circuito si passa al suo collaudo: utilizzando la strumentazione più idonea se ne verifica il funzionamento,  evidenziando sugli strumenti i segnali in punti  significativi del circuito.

Se il circuito supera il collaudo è pronto per essere inserito in un sistema di maggiore complessità come elemento funzionale, o ad essere usato autonomamente se è esso stesso uno strumento o un elemento singolo.

digital box lab

esempio di strumento auto-costruito in laboratorio

In generale negli ultimi anni le attività sviluppate in TPSE3 sono sempre più funzionali alla progettazione di sistemi complessi hardware/software e vengono realizzate in collaborazione con il lab. di sistemi automatici, che si occupa della parte di sviluppo del software di sistema.
In alcuni casi, specialmente in quinto anno, si studiano ed assemblano schede in kit da utilizzare proprio come elementi di sistemi automatici più complessi.

kit Usb

USB board in kit assemblata in laboratorio

Da circa due anni è entrato nella didattica dei laboratori di TPSE e Sistemi automatici il microcontrollore arduino uno (primo esempio di open hardware italiano ad estesa diffusione mondiale):  nei video predisposti dagli stessi studenti (come documentazione dell’attività di laboratorio) è possibile vedere alcune attività di base con esso realizzate.

Da alcuni anni TPSE3  si è dotato di una fresatrice CNC per la realizzazione veloce di prototipi di PCB, processo che sostituisce (per piccole serie) il procedimento di fotoincisione.
I video realizzati in laboratorio mostrano la preparazione di alcuni PCB con la nuova macchina.

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