Che cosa sono i circuiti stampati e come possono essere utilizzati
Il circuito stampato o in breve PCB può essere utilizzato per molte applicazioni, molto spesso ci sono diversi tipi di progettazione PCB che vengono offerti ai clienti da ingegneri o aziende terze specializzate nella progettazione di PCB, i progetti potrebbero avere requisiti diversi, diverse applicazioni come PCB di elettronica di consumo, PCB industriali e altri ... Mentre tutti ci chiediamo a cosa servono i PCB, in questo articolo discuteremo e spiegheremo diversi esempi di PCB e i tipi di PCB: a cosa servono i PCB, tipi di progetti PCB e la funzione dei circuiti stampati nei computer, nei microprocessori e nei progetti orientati ai microcontrollori.
Applicazioni e settori PCB
Quando un PCB viene prodotto, ha un caso d'uso molto specifico, che può spaziare dall'elettronica di consumo all'industria, dall'aerospaziale alla medicina, dal gaming ai giocattoli, all'automotive e molto altro ancora. Quando inviamo un PCB alla fabbricazione, sappiamo già a cosa serve, come verrà utilizzato e per quale scopo, e a quale settore appartiene. Ogni settore potrebbe avere specifiche e requisiti diversi, come temperatura, umidità, durata di conservazione e altri, che richiederanno una progettazione su misura per ogni applicazione.
1. PCB per elettronica di consumo
L'elettronica di consumo si riferisce principalmente a prodotti che noi, i consumatori tipici, utilizziamo nella vita quotidiana. Può trattarsi di una lampadina, uno schermo LCD, un purificatore d'aria, un computer portatile e altri... anche se non possiamo vederlo chiaramente a causa del fattore di forma del prodotto di consumo, ogni prodotto contiene al suo interno un PCB; queste schede elettroniche garantiscono il funzionamento dell'applicazione e la sua lunga durata. I PCB dei computer e dei laptop sono solitamente utilizzati per l'elaborazione e l'esecuzione di più attività; tali PCB includono componenti aggiuntivi come GPU, CPU, memoria, HDD e altro ancora. Sono tutti componenti elettronici montati o collegati direttamente alla scheda PCB. Un PCB nei laptop/PC di consumo è chiamato "scheda madre", quindi, nonostante il nome diverso, la scheda madre è anche uno dei tanti tipi di PCB o PCB assemblato (PCBA).
Le applicazioni consumer di solito non richiedono al cliente finale di sapere come utilizzare i circuiti stampati o a cosa servono, poiché la scheda viene fornita con un design di prodotto finito adatto e funzionale in base alle esigenze del cliente finale. I PCB elettronici di solito non hanno restrizioni o requisiti elevati come alte temperature, umidità o condizioni ambientali difficili. Il prezzo è un fattore molto importante per consentire al maggior numero possibile di consumatori di permettersi una scheda PCB. Alcuni esempi di PCB per applicazioni consumer che potresti aver visto includono:
A. Elettrodomestici intelligenti, lampadine e interruttori
B. Dispositivi di misura della scala
C. Personal computer, laptop, tablet e smartphone
D. Forni a microonde, forni, frigoriferi e altri elettrodomestici da cucina.
E. Smartwatch e dispositivi indossabili
F. TV, LCD e altri tipi di monitor.
2. Industria, agricoltura e IoT
Non tutti i PCB nascono uguali, mentre l'elettronica di consumo e i PCB costano meno da produrre e richiedono test minimi come temperatura, radiazioni, umidità, ecc. Le applicazioni industriali, agricole e IoT, in generale, richiedono una serie di test per garantire affidabilità e funzionalità costanti per un lungo periodo di tempo.
Nel settore della produzione intelligente, l'IoT e le applicazioni industriali vengono spesso utilizzate per rendere il processo di fabbricazione più produttivo. PCBasic vanta 15 anni di esperienza e diverse tipologie di hardware per rendere il processo semplice, veloce ed economico. Un esempio potrebbe essere un modulo computerizzato con telecamera AI in grado di identificare i tipi di PCB tramite immagini e, in questo modo, individuare difetti nel PCBA e Produzione SMT per inviare un avviso e correggere tali errori prima di consegnare il prodotto finale ai clienti.
Nelle applicazioni agricole, ad esempio, alcune schede elettroniche PCB saranno installate all'esterno per anni; in questi casi, i componenti e i materiali del PCB devono essere scelti con cura per garantire un tasso di guasto minimo durante il ciclo di vita del prodotto. Le schede elettroniche industriali sono solitamente più costose, ma allo stesso tempo più affidabili e adatte a lavorare in condizioni difficili, sia in interni che in esterni. Gli strati e lo spessore dei componenti elettronici del PCB sono progettati per garantire un segnale chiaro in condizioni di alta tensione e corrente. Alcune applicazioni agricole e IoT includono:
A. Sistema di monitoraggio intelligente del giardino
B. Stazione di monitoraggio meteorologico
C. Monitoraggio e controllo delle serre
D. Raccolta intelligente dei rifiuti e dei rifiuti, e molto altro ancora.
3. Reti e telecomunicazioni
Tra i più richiesti Applicazione PCB Si tratta di reti e telecomunicazioni, che possono essere utilizzate sia in ambito consumer che industriale. Ad esempio, i consumatori utilizzeranno più spesso router, modem, ripetitori o punti di accesso per accedere a Internet tramite il provider di servizi Internet (ISP), mentre per uso industriale si utilizzeranno server, dispositivi NAS (Network-Attached Storage) e altri tipi di apparecchiature industriali. Tutti gli esempi sopra riportati implementano PCB personalizzati per scopi e applicazioni specifici. I sistemi PCB sono disponibili in piccole dimensioni per i consumatori e in grandi e ingombranti pacchetti, spesso presenti nei dispositivi di telecomunicazione per uso industriale. Alcuni sistemi PCB possono essere più complessi e potrebbero richiedere più PCB impilati o collegati tra loro in un modo o nell'altro. Alcuni componenti elettronici per PCB di rete e comunicazione includono:
A. Router e switch di rete
B. Punti di accesso, modem e ripetitori
C. Dispositivi di archiviazione collegati alla rete
D. Server e stazioni dei fornitori di servizi Internet
4. Industrie mediche
Se avete avuto la sfortuna di recarvi in ospedale o da un medico in determinate circostanze, potreste aver incontrato diversi tipi di dispositivi, computer e monitor che gli ospedali e i medici utilizzano per svolgere il loro lavoro. Tutti questi dispositivi incorporano schede elettroniche stampate all'interno o in PCB (circuiti stampati). I PCB elettronici consentono ai dispositivi medici di salvare vite umane, monitorare i pazienti 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX e, come potete immaginare, un singolo difetto di progettazione può costare la vita a molte persone. Per questo motivo, i settori e le applicazioni mediche hanno rigorosi requisiti di progettazione dei PCB e ogni progetto, quando viene immesso sul mercato, deve essere sottoposto a decine di test per garantire che possa svolgere le funzioni per cui è stato progettato.
Alcuni esempi di dispositivi elettronici PCB utilizzati nel settore medico:
A. Pacemaker cardiovascolari.
B. Risonanze magnetiche e TC.
C. Apparecchiature di supporto e monitoraggio cardiaco.
D. AKG e macchinari a raggi X. Supporto vitale,
E. Defibrillatori e altri tipi di apparecchiature essenziali per la vita.
5. Applicazioni militari
Un settore meno popolare tra i consumatori normali, ma che non può essere ignorato, è l'industria militare. Spesso, quando vorremmo esprimere quanto sia straordinario il design di un PCB o quanto sia durevole, duratura e di alta qualità, potremmo definirlo un progetto di "livello militare", ovvero per sottolineare l'eccellenza della progettazione e della produzione della scheda elettrica PCB. I PCB elettronici all'interno di dispositivi e applicazioni militari sono sicuramente un aspetto da tenere d'occhio, i chipset utilizzati sono spesso riservati e la possibilità di reperire i componenti può essere concessa ad aziende e produttori autorizzati per uno scopo e una linea di distribuzione ben specifici. I PCB elettronici nelle applicazioni militari sono resistenti, durevoli e progettati per resistere a condizioni difficili, come la pressione atmosferica e gli sbalzi di temperatura elevati.
Alcune delle applicazioni che l'esercito utilizzerà durante la produzione di schede elettroniche PCB saranno:
A. Veicoli senza pilota.
B. Sistemi di navigazione robotici e di difesa.
C. Sistemi di comunicazione e controllo.
D. Mortai e artiglieria.
E. Apparecchiature di sicurezza e crittografia.
6. Industrie automobilistiche
L'industria automobilistica è cambiata e si è sviluppata negli ultimi decenni. Eravamo soliti guidare auto semplici quando i dispositivi radio erano considerati di lusso, oggi la maggior parte delle auto è alimentata da computer ultra-intelligenti e alcune auto, come quelle di Tesla, sono completamente elettriche. Col passare del tempo, vediamo le applicazioni automobilistiche diventare più popolari e intelligenti con tecnologie come Lidar, 5G, intelligenza artificiale e sempre più integrate in ogni aspetto dell'auto che guidiamo. Oggi alcune auto hanno persino una modalità di pilota automatico integrata che consente ai conducenti di rilassarsi mentre l'auto si occupa di loro, il tutto alimentato, come avrete indovinato, da una scheda elettronica PCB. Queste schede PCB sono progettate per uso industriale per garantire la sicurezza come priorità assoluta: un singolo guasto al sistema informatico di bordo può causare un disastro catastrofico. Realizzando schede PCB di alta qualità con componenti affidabili possiamo garantire un viaggio sicuro sulla via del ritorno a casa.
Le applicazioni dei PCB elettronici per l'industria automobilistica includono:
A. Sistemi relativi alla trasmissione del motore
B. Controllo intelligente della temperatura e dell'umidità
C. Display, altoparlanti e sistemi audio
D. Antifurto e allarme
E. Meccanismo di controllo di sicurezza dell'airbag
F. Accensione e avviamento dell'auto
G. Sistemi di allerta per il rilevamento degli ostacoli e altro ancora
7. Aerospaziale ed esplorazione spaziale
L'ultimo ma non meno importante settore di cui parleremo oggi è l'industria aerospaziale. Potremmo non avere familiarità con questo nome o con le sue applicazioni, ma l'industria aerospaziale e l'esplorazione spaziale ci sono utili ogni giorno; infatti, tutti i cellulari e le applicazioni di cui abbiamo parlato sopra non sarebbero possibili senza i satelliti che appartengono all'industria aerospaziale.
I PCB e i componenti elettronici utilizzati nell'industria aerospaziale e in particolare nei satelliti che utilizziamo quotidianamente appartengono ad applicazioni di livello militare e industriale, in quanto i PCB si trovano nello spazio dove le radiazioni e le temperature raggiungono livelli diversi da quelli a cui siamo abituati e conosciuti qui sulla Terra.
Altre applicazioni riguardano aerei e velivoli, sistemi di navigazione, GPS e controllo del pilota automatico, utili quando dobbiamo spostarci da un luogo all'altro ad alta velocità. Sapevate che i Boeing 737 sono composti da circa 367,000 componenti elettronici? Sembra quasi incredibile, ma ogni applicazione, come sappiamo, richiede componenti elettronici PCB, a dimostrazione di quanto sia cruciale il processo di PCB e... Fabbricazione di PCBA è per ogni singolo settore.
Alcune delle applicazioni utilizzate nel settore aerospaziale sono:
A. Monitoraggio delle radiazioni
B. Gestione termica e monitoraggio dei processi dei materiali
C. Controllori di volo e sistemi di pilotaggio automatico
D. Sistema GPS e Nano SAT e satelliti
E. Monitoraggio dei sensori di segnale
F. Reti elettriche, sistemi di comunicazione radio e altro ancora
