La protezione del circuito non riguarda solo diodi e fusi. Puoi proteggere i tuoi circuiti da un fulmine con un componente speciale, ma come puoi proteggerli da fattori di stress ambientale come umidità o vibrazioni? Ecco alcuni suggerimenti su come proteggere i circuiti da eventi di tipo non tensivo.
Materiali resinosi
Con "potting" di una scheda o di un componente si indica il versamento di materiale colloso sugli stessi. Seppure non sembri un'operazione particolarmente entusiasmante, presenta i suoi vantaggi.
Impermeabilità
Per i PCB, il potting viene generalmente eseguito in una scatola, in modo che il materiale colloso avvolga completamente il PCB e protegga la sua struttura da tutte le angolazioni. Versare un gel resistente all'acqua su un'intera scheda ha un effetto simile all'avvolgere la stessa con della plastica. Il gel si adatta interamente alla superficie, proteggendone ogni parte dall'umidità e rendendo la scheda resistente all'immersione.
Resistenza alle vibrazioni
Il potting protegge il progetto anche dalle vibrazioni. La saldatura è utile a molte cose, ma non a formare una protezione dalle vibrazioni. Se una scheda di circuito è soggetta a shock e vibrazioni, la saldatura delle giunzioni tende a rompersi e le parti perdono la connessione, o si staccano dalla scheda. Il materiale adesivo con il quale si circondano i componenti (o solo i componenti suscettibili alle vibrazioni) assorbe gli shock e prolunga la vita delle giunture saldate.
Protezione termica
Alcuni materiali di potting sono progettati appositamente per aiutare a disperdere il calore dai componenti e distribuirlo in maniera omogenea in tutto il materiale. Tali materiali possono essere utilizzati per circondare un dissipatore di calore in metallo o per il potting in scatola.
I materiali di potting termicamente conduttivi non servono solo a disperdere il calore dal chip, possono anche essere utilizzati per distribuire il calore dai punti caldi all'ambiente. Se un PCB per il quale è stato eseguito il potting si trova in una scatola nel motore di un'auto, il materiale di potting aiuta a distribuire in maniera omogenea il calore in tutta la scatola, anziché farlo concentrare nelle componenti più vicine al fondo della scatola. Ma se il circuito è pensato per un ambiente molto surriscaldato, i rubinetti del calore in metallo potrebbero non essere sufficienti per gestire la scheda dal punto di vista termico. Il raffreddamento attivo, ad esempio utilizzando una ventola, può abbassare in maniera significativa la temperatura di un PCB, semplicemente mantenendo l'aria in movimento. Il raffreddamento attivo può essere eseguito con sistemi che vanno da una semplice ventola a flusso assiale ai più complicati sistemi di raffreddamento personalizzati che utilizzano gas o fluidi.
Rilascio della tensione
Chiunque abbia provato a saldare un cavo sa quanto possa essere difficile mantenerlo in posizione, quindi si immagini quanto sia difficile posizionarlo in un ambiente dove viene costantemente strattonato per una ragione o un'altra. Con rilascio della tensione si indicano le operazioni di posizionamento sui cavi di qualcosa in grado di assorbire la tensione derivante dalle strattonate. In genere si tratta di una guarnizione che circonda i cavi, nei tratti in cui gli stessi si immettono in un alloggiamento che contiene il resto del sistema. La gomma avvolge i cavi e li mantiene in posizione, in modo che qualunque strattonata non arrivi alle connessioni di scheda strappandole via.
Naturalmente, esiste sempre l'opzione più "povera" per il rilascio della tensione, che consiste nel legare un nodo al cavo che non riesce a passare attraverso il buco di uno dei due lati dell'alloggiamento. Se non si dispone di un alloggiamento che faccia da punto di appoggio, è possibile cercare un connettore montato sulla scheda con rilascio della tensione incorporato.
Se un cavo disconnesso potrebbe provocare seri danni al circuito (come tensione fuori controllo su un commutatore), è possibile optare per una terza opzione che implementa un sensore di deformazione in grado di bloccare l'alimentazione dell'intero sistema qualora la tensione su un cavo ecceda un determinato limite, raggiunto il quale potrebbe essere strappato. Alcuni connettori cavo-scheda, inoltre, sono progettati appositamente per resistere alle vibrazioni, come i connettori Spring Cage di Phoenix Contact. La connessione molla-gabbia esercita sempre la stessa forza sul conduttore, a prescindere dallo stress esterno, garantendo una connessione costante.
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Nel decidere quale sia la soluzione di protezione del circuito più adatta al proprio progetto, quindi, è bene pensare a tutto quello che succede dentro e fuori tutte le componenti del progetto. Queste soluzioni di protezione del circuito fisiche potrebbero determinare la buona o cattiva riuscita del progetto.