La maggior parte della gente che ha dimestichezza con l’elettronica e realizza progetti particolari (e non il maker medio) spende molto tempo ad analizzare e capire i datasheet. Molti datasheet sono poco autoesplicativi e presumono un ampia gamma di conoscenze tecniche (almeno di base).
Senza i datasheet non si è mai in grado di estrarre le funzionalità che si desiderano dal componente in questione, ma aprire un documento tecnico di 46 pagine può essere estremamente scoraggiante
Ha senso cercare di comprendere tutti i contenuti di una scheda tecnica? Ci sono sezioni che vengono quasi sempre ignorate?
Le schede tecniche possono sembrare lunghe e complicate a prima vista, ma per un progettista esperto contengono le informazioni cruciali sui componenti necessari per un assemblaggio corretto. La corretta comprensione delle schede tecniche ridurrà il rischio di errori all’interno del progetto.
Le schede tecniche sono documenti forniti dal produttore che spiegano cosa fa un componente elettronico, forniscono un riepilogo delle caratteristiche tecniche di un componente e descrivono come e quando utilizzare il componente. Ne varrà la pena dedicare del tempo durante il processo di progettazione alla ricerca approfondita delle funzionalità.
I datasheet, di solito, sono forniti in lingua inglese e in qualche altra lingua asiatica. La documentazione è fornita in forma di libro (databook, che può raggruppare vari datasheet) o in formato “pdf“, che può essere scaricata dal sito del costruttore o su altri siti specializzati.
Se sei neofita nei progetti di elettronica e hai solo giocherellato con i tutorial, potresti non aver mai guardato una scheda tecnica prima d’ora.
Ogni piccolo componente elettronico che ti circonda in questo momento, dal microcontrollore al più piccolo resistore è completamente documentato attraverso la scheda tecnica del produttore.
Per leggere un datasheet avrai bisogno di:
- esperienza
- conoscenza
- Scoprire come affrontare la lettura di una scheda tecnica
- Imparare a isolare e scomporre le informazioni di cui hai bisogno
- Capire come “sintetizzare” la documentazione
- Stampare o non stampare?
Sfortunatamente, questo non è così facile come potrebbe sembrare. Per prima cosa, diversi produttori organizzano le loro schede tecniche in modi diversi. L’obiettivo di oggi è capire quali sono le caratteristiche comuni da cercare.
2) Ok, siamo stati “fortunati” e abbiamo trovato un capitolo dedicato alle informazioni e specifiche di cui avevamo bisogno, ma solo una parte sarà necessaria, quindi si consiglia di rielaborare questi dati, vediamo come.
2.1) Il vecchio metodo di stampa ed evidenziazione: con la stampa del datasheet potremo utilizzare linguette adesive, post-it, evidenziatori, usare matita e penna per rielaborare i dati. Un secondo motivo per cui stampare i datasheet consiste nella portabilità, molto spesso potrebbe tornare utile avere a portata di mano queste schede tecniche e utilizzare un pc (portatile o fisso che sia) non è la migliore delle soluzione. In questo modo avrai tutto a portata di mano.
2.2) La rielaborazione è importante, in questo modo si finisce con pochissime pagine con informazioni condensate (esattamente quelle che ci servono).
3) Una volta superata l’introduzione, il contenuto e l’ordine in cui il materiale viene presentato può variare notevolmente, quindi darò solo una panoramica di ciò che potresti vedere.
4) Ci sarà in genere una sezione intitolata “Caratteristiche” o “Descrizione” (a volte entrambe).
Le caratteristiche sono di solito un elenco dei “punti di forza”, mentre nella descrizione vi è un paragrafo o due che offrono una visione più specifica di ciò che quella determinata caratteristica e a cosa serve.
In entrambi i casi si ha una breve introduzione sulle funzionalità che di solito è sufficiente per spiegare se quel dato necessita di ulteriori indagini. La cosa da ricordare che in questa sezione il produttore inserisci le informazioni che pensa che siano importanti.
Spesso sono presenti immagini o disegni che offrono indicazioni sulle funzionalità descritte in modo generale nelle caratteristiche e descrizioni.
5) Una scheda tecnica è generalmente suddivisa nelle seguenti sezioni:
- RIepilogo
- Specifiche
- pinout
- Valutazioni massime o Valutazioni massime assolute
- Grafici
- Tabelle di verità
- Diagrammi di temporizzazione
- Applicazioni tipiche
- Condizioni operative raccomandate
- Informazioni sull’imballaggio
Riepilogo
La prima pagina è solitamente un riepilogo delle principali funzionalità e delle caratteristiche più importanti. Qui è possibile trovare una descrizione delle funzionalità, le specifiche di base e talvolta un diagramma a blocchi funzionale che mostra le funzioni interne della parte.
Di solito sulla prima pagine troviamo il nome e le possibili variante del componente in questione con eventualmente relativo packaging e pinout; con le principali caratteristiche tra cui , voltaggio, tensione.
Specifiche
La pagina delle specifiche elenca i numeri che descrivono le esigenze e le capacità del componente.
PinOut
Piedinatura (in lingua inglese pinout) è un termine utilizzato in elettronica per descrivere la funzione e le caratteristiche di ogni singolo conduttore in un cavo o di ogni contatto (pin) in un connettore elettrico e nella componentistica elettronica.
La piedinatura è solitamente rappresentata da un diagramma o da una tabella che fa riferimento alle immagini degli schemi dei connettori.
Le tabelle possono includere in ogni riga: il numero del contatto o del conduttore, il colore della guaina, il nome breve, la descrizione della funzione, le caratteristiche elettriche, delle note aggiuntive.
La conoscenza delle piedinature consente la costruzione o la riparazione di cavi per l’interconnessione di vari dispositivi elettronici nonché la stesura dello schema elettrico un circuito in progetto.
Valutazioni massime assolute
Questi dati sono tabelle dettagliate delle specifiche elettriche. Queste tabelle indicano spesso le valutazioni massime assolute che un componente elettronico può sopportare prima di essere danneggiato. In genere, queste valutazioni includeranno tensioni, correnti e temperature massime. I dati vengono solitamente forniti sotto forma di tabella. Non superarli mai! Tutti i componenti elettronici a stato solido al silicio hanno dei limiti massimi da non superare.
Un esempio banale che può mettere in crisi un principiante riguarda la corrente massima che un microcontrollore può fornire su un determinato Pin. Già perché ad un pin di un microcontrollore non posso collegarci direttamente lo scaldabagno, questa che è una certezza per molti vi posso assicurare non lo è per tutti.
Grafici
Alcune parti avranno uno o più grafici che mostrano le prestazioni di una determinata caratteristica del componente rispetto a vari criteri (tensione di alimentazione, temperatura, e così via.). Cerca il range in cui è garantito un funzionamento affidabile ed ottimale. Onestamente non tendo a concentrarmi su di loro troppo spesso. L’esame dei grafici non rientra nelle mie analisi di lavoro standard durante la lettura dei datasheet.
Alcuni dispositivi possono tollerare parametri di funzionamento superiori a quelli specificati nel datasheet ma solo in regime impulsivo. Se il componente è pensato per questo uso ci sarà una descrizione più o meno dettagliata. Potreste anche trovare più di un grafico che mostra gli effetti del superamento di uno o più parametri correlati tra loro.
Tabelle della verità
Le Tabelle della verità vengono usate in elettronica digitale per descrivere il comportamento di circuiti con N ingressi (A, B, C) ed un uscita (X).
Sugli ingressi vengono riportate tutte le possibili combinazioni, mentre sull’uscita viene impostato lo stato che il circuiti deve assumere.
Diagrammi di temporizzazione
Lo stile dei grafici di temporizzazione dipende dal tipo di temporizzatore.
Quelli che seguiranno sono degli esempi di base per comprendere la loro lettura.
La maggior parte dei grafici di temporizzazione comprende numerosi elementi che riportiamo nel seguente elenco:
– Stato dell’alimentazione.
– Segnale di riassetto (o reset).
– Segnale di comando.
– Segnale d’uscita.
– Indicatore del tempo restante.
– Indicatore di funzionamento.
Gli esempi non possono essere applicati direttamente a tutti i tipi di temporizzatori, ma i principi restano gli stessi.
Una comprensione dei diagrammi vi darà la capacità di determinare il significato delle maggior parte dei grafici di temporizzazione.
E’ importante capire che le scale di temporizzazione che sono le stesse per tutti i segnali relativi al funzionamento di un singolo dispositivo.
Applicazioni tipiche
La maggior parte dei componenti presenta questa sezione che ti aiuta a mostrare i circuiti tipici in cui puoi trovare il componente.
Condizioni operative raccomandate
Queste condizioni potrebbero includere tensione e intervalli per varie funzioni, informazioni sui tempi, intervalli di temperatura, indirizzi bus e altre informazioni utili sulle prestazioni.
Dimensioni fisiche
In genere include dimensioni minime/tipiche(massime, posizioni e dimensioni dei contatti.
Dati meccanici della confezione
Alla fine di molte schede tecniche è possibile trovare informazioni sull’imballaggio, che forniscono dimensioni accurate dei pacchetti in cui è disponibile una parte.
Consigli su dove reperire i datasheet
Analog Devices in particolare dispone di un’eccellente gamma di documenti tecnici e anche Analogue Dialogue è una grande risorsa.
Ctrl+F è tuo amico
Quando si confrontano componenti, si cercano menzioni di applicazioni o si cercano specifiche, non aver paura di usare Ctrl+F per trovare parole chiave importanti in un foglio dati. Potrebbe essere necessario provare più parole chiave per ottenere alcune informazioni utili, ma puoi consultare rapidamente un enorme datasheet con Ctrl+F.
Esempi Random
Dopo aver esaminato lo schema di esempio e letto le descrizioni, passo direttamente alla sezione sui valori massimi assoluti. Spesso, proprio sotto quella sezione ci saranno anche “Condizioni operative consigliate”. Controllerò entrambe le tabelle, assicurandomi di non aver intenzione di superare queste valutazioni. In genere sto cercando la tensione massima su ciascun pin e la corrente massima che l’IC/pin può generare/affondare.
Guardando la figura, vediamo le valutazioni massime assolute del SiC45x. È fondamentale capire che questi rating non sono necessariamente ciò a cui dovrebbe/può essere operato. È invece una guida a ciò a cui non dovresti mai sottoporre la parte. Ad esempio, la tensione di ingresso massima assoluta è elencata a 28V. Le condizioni operative consigliate indicano che la tensione nominale massima è effettivamente di 20V. Non eseguirei questa parte da un’alimentazione a 24 V CC. Tuttavia, lo farei funzionare a 20 V, con uno schema di protezione da sovratensione a monte che blocca la tensione a 24 V. Se ci sono dei transitori momentanei a 24 V, la parte dovrebbe essere OK.
Nel prossimo articolo leggeremo insieme un datasheet!
Arrivederci.
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Simone Candido
Simone Candido è un ragazzo appassionato del mondo tech nella sua totalità. Simone ama immedesimarsi in nuove esperienze, la sua filosofia si basa sulla irrefrenabile voglia di ampliare a 360° le sue conoscenze abbracciando tutti i campi del sapere, in quanto ritiene che il sapere umano sia il connubio perfetto tra cultura umanistica e scientifica.