Introduzione all’elettronica
Tutti i prodotti elettronici che oggi si trovano sul mercato sono realizzati attraverso un processo industriale che prevede la realizzazione di una scheda di supporto, chiamata PCB (acronimo di Printed Circuit Board), sulla quale sono saldati pochi componenti “discreti” come resistenze, condensatori e oscillatori al quarzo e diversi “circuiti integrati”.
Tutta la complessità del circuito elettronico si trova all’interno dei piccoli “chip” di silicio che costituiscono il cuore dei componenti che abbiamo chiamato circuiti integrati.
All’interno di un chip possono esserci anche diversi milioni di componenti elettronici, prevalentemente transistor.
Il PCB, detto anche circuito stampato, è composto da diversi strati. Ciascuno strato contiene delle “piste” di rame che interconnettono i pochi componenti discreti e i molti circuiti integrati.
L’integrazione sui chip di silicio ha permesso di miniaturizzare circuiti molto complessi che avrebbero richiesto spazi enormi per essere realizzati con componenti discreti.
Le leggi fisiche che descrivono il comportamento dei circuiti elettronici, specie quelli realizzati all’interno dei chip di silicio, sono basate sulla meccanica quantistica, disciplina proverbialmente complessa.
I progettisti di circuiti integrati hanno a che fare con fenomeni di tipo quantistico e la prova più importante che la “bizzarra ” teoria, nata agli inizi del ‘900, sia effettivamente un modello valido ed esatto del comportamento delle particelle subatomiche è dato proprio dal funzionamento dei moderni circuiti integrati.
Detto in questo modo, sembrerebbe impossibile che una persona priva di approfondite competenze possa realizzare da sola un prodotto elettronico. Dovrebbe saper progettare un circuito stampato e dovrebbe conoscere bene come utilizzare i diversi circuiti integrati.
Fortunatamente le cose sono diverse.
La maggior parte dei prodotti elettronici moderni sono fortemente basati sui microcontrollori.
Un moderno microcontrollore racchiude tutta la tecnologia e la complessità realizzativa all’interno del suo chip di silicio.
Dopo averlo acquistato, possiamo collegarlo ad un circuito realizzato a mano, con pochi componenti elettronici discreti e programmarlo per svolgere il compito assegnato.
Solitamente, i componenti elettronici aggiuntivi necessari non sono molti e i circuiti di collegamento li possiamo realizzare con strumenti di prototipazione elettronica di facile utilizzo.
Anche se la progettazione di un microcontrollore ha richiesto la conoscenza della meccanica quantistica, la realizzazione del circuito con cui viene impiegato non necessita di tanta accuratezza.
Possiamo facilmente cavarcela con le nozioni di elettricità e circuito elettrico che abbiamo studiato in terza media.
Ripassiamo quindi qualcuna di queste nozioni.
Come hai appena visto, le nozioni che ti servono per realizzare un semplice circuito sono molto semplici ed elementari.
Per realizzare un prototipo con Arduino non avrai bisogno di ulteriori competenze.