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Laboratorio Amatoriale per costruzione e riparazione apparati elettronici
Definizione di Laboratorio Amatoriale per costruzione e riparazione apparati elettronici
Il laboratorio è il luogo in cui sono concentrati tutti gli strumenti di misura e gli attrezzi adatti ad operare su apparecchiature elettroniche allo scopo di sviluppare prototipi, montare circuiti ed eseguire tutte le misure adatte a verificarne il funzionamento.
Per "amatoriale" si intende l'utilizzo per hobby.
Un laboratorio amatoriale non è in genere progettato per un utilizzo specifico, quindi deve essere adatto sia allo sviluppo che alla verifica/riparazione.
Quindi, in realtà più completo di un laboratorio attrezzato per un uso specifico.
In genere le apparecchiature presenti in un laboratorio amatoriale sono di livello inferiore di quelle adottate in un laboratorio professionale e frutto quasi sempre di mercatini dell'elettronica e venditori di materiale "surplus", ma mi è capitato di vedere laboratori amatoriali più attrezzati dei laboratori professionali.
Filosofia del laboratorio elettronico amatoriale
Un amatore difficilmente dispone di fondi necessari per realizzare un laboratorio completo, il laboratorio è sempre un cantiere aperto, di volta in volta a seconda delle occasioni (fiere dell'elettronica e altro) si aggiungono strumenti o si auto costruiscono.
E capita sempre un progetto che necessita di un particolare strumento che non possediamo.
Il mio laboratorio è il frutto di tutti i circuiti che nel corso degli anni ho sviluppato e non viceversa.
Ogni progetto per essere realizzato ha richiesto strumenti diversi, fino ai giorni nostri in cui ho quasi tutti gli strumenti che mi occorrono.
E poco importa se una parte di questi sono obsoleti, l'importante è che facciano al caso nostro e che funzionino correttamente.
Come realizzare un laboratorio adatto alla costruzione e riparazione di apparati elettronici
In questo paragrafo cercheremo di fare un po' di luce sugli strumenti di misura e gli apparati di supporto (gruppi di continuità, filtri di rete ecc.) indispensabili in un laboratorio elettronico amatoriale adatto principalmente per le elettroniche ad audiofrequenza.
Niente di esotico o troppo costoso per iniziare.
Poi per i più facoltosi e disposti a spendere le possibilità di miglioramento sono infinite.
Verranno anche illustrati diversi strumenti autocostruiti.
Ovviamente partiremo dal laboratorio che normalmente uso che non è ne all'avanguardia ne troppo povero.
Vi è quasi tutto quello che è indispensabile per non complicarsi troppo la vita.
Molto spesso l'hobbista elettronico può sfruttare solo degli spazi, all'interno della propria casa, che non vengono utilizzati per altro.
Quindi è indispensabile costruire un tavolo di lavoro adatto ad essere collocato in tali spazi.
Quindi con un po' di buona volontà dovremo realizzare anche questo.
Come potete vedere nelle foto sopra, abbiamo realizzato in proprio il piccolo soppalco dove verranno disposti gli strumenti, in legno di pino unito con viti autofilettanti da legno e colla.
Il tutto per evitare il deterioramento dovuto a polvere e umidità, verniciato con una vernice protettiva da legno.
In genere più lo spazio è ridotto più dovremo organizzarlo al meglio per contenere tutto.
Lo spazio non basta mai.
Tipologia delle misure realizzabili
Questo genere di laboratorio ci da la possibilità di realizzare le seguenti misure:
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Misure di tensione
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Misure di corrente
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Misure di potenza
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Misure di banda passante di filtri e apparati ad audiofrequenza
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Misure di distorsione
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Misure di spettro
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Misure di impedenza
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Controlli sui componenti da utilizzare (resistenze, capacità, induttanza, fattore di amplificazione transistor e mosfet)
Il limite di frequenza è dettato dalla banda passante degli strumenti a disposizione.
Alimentazione Elettrica
E' fondamentale poter usufruire di una tensione di alimentazione (rete di distribuzione dell'energia elettrica) il più stabile possibile e, priva di distorsione armonica e di picchi di tensione.
Possibili disturbi che si propagano sulla rete elettrica possono falsare le misure.
Eventuali picchi di tensione possono danneggiare gli strumenti.
Per evitare problemi è indispensabile progettare un buon impianto di alimentazione degli stumenti utilizzati in laboratorio ed evitare il più possibile i gruond loop.
- Trasformatore di isolamento. | |
- Gruppi di continuità: Tipologie a confronto. | |
- Modifica Gruppo di continuità commerciale del tipo Line-Interactive ad uso di laboratorio. | |
- Stabilizzatore di tensione. | |
- Prese di alimentazione filtrate. |
Strumenti di misura
- Oscilloscopio analogico. | |
- Oscilloscopio digitale. | |
- Generatore di funzioni. | |
- Tester o multimetro Analogico. | |
- Tester o multimetro Digitale. | |
- Capacimetro, induttanzimetro. | |
- Termometro digitale o termocamera. |
Strumenti autocostruiti
L'hobbista, in genere, sia per divertimento personale che per reale necessità ama costruirsi gli stumenti più semplici.
Io non faccio eccezione, ne ho costruiti veramente tanti nel corso degli anni, quelli elencati di seguito sono quelli più utili.
L'autocostruzione oltre che gli strumenti coinvolge anche i fili di collegamento e altri aspetti non elettronici di un laboratorio, come ad esempio cassettiere, mobili, carrelli ed altro.
Qui veranno presi in considerazione solo quelli strettamente legati all'elettronica.
- Carico fittizio per amplificatori audio di grossa potenza. | |
- Prova batterie. | |
- Monitor audio. | |
- Iniettore di segnale. | |
- Sonda magnetica. | |
- Interfaccia per misure di alta impedenza con Arta Limp. | |
- Decade resistiva. |
Strumenti facoltativi che è possibile autocostruire
Si tratta di strumenti non essenziali, che hanno un utilizzo sporadico e possono essere rimpiazzati in altro modo.
Facoltativi non significa inutili.
Se avete disponibilità economiche o ve li trovate di fronte in una bancarella in un mercatino dell'elettronica a basso prezzo non esitate a portarli nel vostro laboratorio.
Ci sono cose che servono più di rado ma averle è sempre bene.
- Decade Capacitiva. | |
- Decade Induttiva. | |
- Sonda Raddrizzatrice. |
Cavi e morsetti
- Cavi di collegamento per gli alimentatori terminanti con spina a banana e all'estremità opposta pinzetta a coccodrillo. | |
- Cavetti e ponticelli terminanti con pinze a coccodrillo. | |
- Cavi, terminatori e raccordi BNC per il collegamento degli stumenti di misura. |
Computer
- Utilizzo del computer in laboratorio di misure elettroniche. |
Di seguito una lista degli impieghi a cui lo adibisco (che in parte esulano dal mero impiego come strumento):
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Eseguire misure con un oscilloscopio digitale collegato al computer
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Eseguire delle misure utilizzando una scheda audio esterna USB (questo per precauzione, potrei utilizzare la scheda audio interna, in caso di rottura della stessa per una manovra errata dovrei riparare il computer).
Con la scheda audio si possono utilizzare software come Arta Limp per eseguire misure di impedenza o Visual Analyzer per simulare un oscilloscopio e analizzatore di spetto audio.
Ricordiamo che le schede audio hanno una risoluzione minima di 16 bit (in genere 24 bit), quindi avremo delle misure più precise che con un oscilloscopio digitale che ha una risoluzione di 8-12bit. -
Consultare i datasheet che mi interessano e archiviarli per successive consultazioni.
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Tenere un magazzino di tutti i componenti che ho a disposizione e la loro collocazione.
Quando si hanno centinaia o migliaia di componenti è comodo. -
Documentare i progetti che realizzo.
Serve quando dopo anni li devo riparare o per insegnare ad altri come ho eseguito gli stessi.
In genere utilizzo un computer portatile che mi permette di effettuare misure anche in posti diversi dal mio laboratorio e quando viene alimentato dalle batterie è isolato galvanicamente dalla rete elettrica (risparmio un trasformatore di isolamento).
Per l'utilizzo in laboratorio per mia comodità, collego monitor, tastiera e mouse esterni.
Inoltre un portatile ha un consumo ridotto ed è poco ingombrante.
Con una aggiunta di un oscilloscopio USB (alimentato dal computer) o di una scheda audio esterna è possibile realizzare un piccolo laboratorio portatile.
Alimentatori
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- Alimentatore per alta tensione. | |||
- Variac. |
Strumenti per saldatura
- Saldatore termostatato. | |
- Saldatore di grossa potenza. | |
- Dissaldatore o Succhiastagno. |
Attrezzatura varia non elettronica
Quando dovrete smontare un qualsiasi amplificatore per fare delle riparazioni o una radio vi accorgerete sempre che chi l'ha costruito ha utilizzato delle viti che si svitano con l'unica chiave o cacciavite che non possedete!
E questo accadrà molto più spesso di quello che potete immaginare.
Per esorcizzare questa paura in un qualsiasi laboratorio potete trovare tutte le chiavi e i cacciaviti che la fantasia e l'impegno economico di chi ci lavora ha permesso.
Di seguito una lista di tutto quello che non può mancare.
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Set cacciaviti a taglio
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Set cacciaviti a croce
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Set cacciaviti a brugola o altro tipo di chiavi a brugola
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Set cacciaviti torx
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Pinze a becco piatto
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Pinze punta curva
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Tronchesine
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Trapano da circuito stampato
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Trapano a colonna
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Trapano elettrico a mano
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Trapano/fresa tipo "dremel" con accessori
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Martello di gomma di misura piccola
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Martello di gomma di misura media
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Martello di ferro da 100 grammi
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Martello di ferro da 200 grammi
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Bulino di misura media
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Piegareofori per componenti
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Un pennello di media misura di buona qualità per spolverare
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Un avvitatore elettrico completo di inserti
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Una grossa lente di ingrandimento in vetro
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Una collezione completa di punte da trapano per ferro
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Una serie completa di punte da legno
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Una serie di frese al diamante
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Una pistola per colla a caldo completa di colla
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Pinza spela fili automatica
In verità nel mio laboratorio c'è molto altro ma penso che l'elenco precedente per iniziare possa bastare.
Prodotti vari, lubrificanti, solventi ecc.
Sia il lubrificante che il pulisci contatti sono due spray di ampio uso per le parti meccaniche (l'olio) e per pulire i contatti (il pulisci contatti secco). |
Magazzino: Componenti di uso comune e cassettiere
Occorre predisporre un magazzino per stoccare i componenti di uso più comune che è comodo avere a portata di mano.
I componenti vanno dalle serie di resistenze a quelle di condensatori ai semiconduttori di uso frequente.
- Cassettiere porta minuterie di diverse misure | |
- Organizzatore porta minuterie con compartimenti | |
- Componenti di uso comune. |
Documentazione dei lavori eseguiti
Un hobbista che si rispetti documenta sempre i propri lavori, allo scopo di divulgarli o semplicemente per lasciare traccia di quanto si è fatto, preventivando di dover ripetere il lavoro o mettervi mano a distanza di tempo.
Allo scopo occorre una buona macchina fotografica, adatta soprattutto per la macrofotografia e qualche conoscenza di fotografia.
Niente di particolarmente complesso ma neanche banale.
Una buona fotografia può essere fatta anche per caso, tante foto di buona qualità non vengono per caso.
- Macchina fotografica. | |
- Set per illuminazione. |