Paolo Aliverti

Riparare(quasi) ogni cosa

Imparare a riparare schede elettroniche >> Elettronica, meccanica e stampa 3D >>Processi e strumenti >>Spiegazioni semplici, esempi pratici >>

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Come aggiustare gli oggetti d'uso quotidianocon elettronica e stampa 3D

zeppelinmaker.it

Riparare(quasi)ognicosa

Comeaggiustareglioggettidiusoquotidianoconelettronicaestampa3D

Paolo Aliverti

www.zeppelinmaker.it

Riparare(quasi)ognicosa

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Indice

1. Introduzione 2. Componenti elettronici 3. Misure e struemnti di misura 4. Riparazioni elettroniche 5. Meccanismi e congegni: piccola meccanica di sopravvivenza 6. Riparare con la stampante 3D 7. Conclusione

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Introduzione«IlBuddha,ilDivino,dimoranelcircuitodiuncalcolatoreonegliingranaggidelcambiodiunamoto

conlostessoagiocheincimaaunamontagnaoneipetalidiunfiore.»RoberM.Pirsig-Lozenel'artedellamanutenzionedellamotocicletta

Riparare oggetti non è facile.Questo librononha la “soluzione” a tutti i guasti e neppuredellesemplici“regolette”chepotreteapplicaredivolta involta.Riparareoggettièancoraun’artechenecessitaunperiododiincubazioneprimadivederedeirisultatiapprezzabili.Nonesistonodellericettegiàpronte,anchesehocercatodiraccoglierequellochesapevoinuninsiemediconsiglidaapplicareneivaricasi.Questepaginepossonoaiutarviadapprendereunmetododiriparazionedaapplicaredivoltainvolta.Illibroèfocalizzatosullamiapiùgrandepassione,l’elettronica,anchese tratta di meccanica e stampa 3D perché riparare qualcosa, oggi, è una faccenda abbastanzacomplicata. Un tempo si producevano oggetti pensati per durare il più possibile e per essereriparati.Ogginonèpiùcosì.Untemposiusavamenoplasticaepiùmetallo,siusavanopiùvitiebulloni e meno colle e incastri. Le cose sono molto cambiate e non certo in meglio. Siamocircondati da prodotti più belli ma che durano molto meno di un tempo. Gli oggetti che cicircondano hanno tutti una scadenza e sono destinati a rompersi nei tempi ideati dai loroprogettisti. Com’è possibile? Circuiti e parti meccaniche sono soggetti a usura. Le correntiscaldano icomponenti,gli ingranaggisiconsumano.Perché il frullatorechemiamadreacquistònel1971funzionaancoraequellochehocompratoiol’annoscorsoègiàfinitoindiscarica?Sealpostodiuningranaggiodimetallosenemetteunodiplastica,èscontatochedureràpoco.Seuncircuito èmal progettato o sottodimensionato sarà destinato a bruciarsi. Questo atteggiamentovienegiustificatodalleaziendeperchécosìsimette inmoto l’economia.Se lecosesiromponoenonsipossonofacilmenteriparareseneacquisterannodinuove.Cisiamoabituatiadacquistareelettrodomesticiaprezzivergognosamentebassiequandosiromperannolacosapiùnormaledafaresaràquelladibuttarliconleggerezzanellapattumieraeacquistarnesubitounonuovo.Seunatelevisione costa un centinaio di euro ed è difficile da riparare, di sicuro sarà più convenienteportarla indiscarica che farlaaggiustaredaun tecnico.Tra l’altroperviadiquesta tendenzaalribassoancheitecniciriparatorisonoletteralmenteestinti.Ognitantovedodeinegoziettid’altritempi con scritto “riparazioni TV”. Dietro alle vetrine s’intravvede un bancone polverosodall’aspetto tristeeabbandonato, invetrinaqualche televisorepolveroso.Unveropeccatomaèunalottaimpari.Quantopuòfarsipagareuntecnicoperchélasuariparazionesiaconveniente?Seuna lavatricecosta200euroe la riparazionerichiedemezzagiornata…siamogiàal limitedellaconvenienza.Cosapossiamofareallora?Adeguarciefarcitrasportaredalquestaondatadiconsumoericiclooprovareacambiarelecose?Lenuovetecnologiepossonoaiutarciacambiarequestasituazione.Èverochenellamaggiorpartedei casi non sarò possibile fare nulla e la discarica sarà l’unica possibilità, ma grazie a unastampante 3D, magari, potremo stampare quella parte che nessuno ci venderà perché non èconveniente.Tornarearipararecirestituiràlamanualitàchestiamodatempoperdendoecifaràapprezzareillavoromanuale,spessodisprezzato.Perriparareunoggettosononecessariavoltepiùtentativi,maquandofinalmentegliridoneretelavita,saràungrandemomentoevisentireteveramentesoddisfattiegratificati.

IllibroQuesto libro è quasi un diario di viaggio delle esperienze raccolte in questi anni. Alcuni temirichiedono una competenza non proprio di base se non già avanzata, anche se ho cercato di

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inserire delle pagine introduttive per i profani che volessero provare ad avvicinarsi alla

riparazione. Per anni ho cercato un libro che spiegasse come riparare le cose, ma non homai

trovatonulladisoddisfacente.Nonholapresunzionediaverloscrittoioquestolibromaiscritto,

masperodiaverdato ilmiocontributo.Chihauna formazioneprettamenteelettronica troverà

una serie d’informazioni che raramente si trovano nei libri tecnici o che vengono insegnate a

scuola e soprattutto unmetodo per affrontare le riparazioni. Ogni riparazione è infatti un caso

unicoecometalevaaffrontato.Permeilriparatoreèunpo’comeunMontalbanodell’elettronica

cheraccoglieindizi,fadomande,seguepisteeallafinerisolveilcaso.Riparareèdifficile:agliinizi

sonopiù i danni e le sconfitte che i casi risolti. Ci vuolepazienza edeterminazionedoti cheun

libropurtroppononpuòinsegnare.

Il primo capitolo è introduttivo e cerca affrontare le riparazioni da un punto di vista più

“filosofico”econcettualechepratico.Ilsecondocapitoloaffrontalaparteelettronicapresentein

ogni dispositivo moderno. È un capitolo introduttivo visto, però, nell’ottica della riparazione,

trattandoicomponentifondamentaliecomepotrebberodanneggiarsi.Nelterzocapitoloillustro

gli strumenti necessari per effettuare riparazioni elettroniche e come utilizzarli per verificare i

guasti. Il quarto capitolo spiega come utilizzare gli strumenti per le riparazioni elettroniche e

quindi come saldare, dissaldare e rimuovere componenti oltre che spiegare il processo della

riparazione. Il capitolo cinque introduce alcuni concetti teorici di meccanica, utili per

comprendereilfunzionamentodiognimeccanismoeinfineilsestocapitolospiegacomeutilizzare

unastampante3Dperrealizzareriparazioniinmodorapidoedefficiente.

Avvertenze

Lacorrenteelettricapuòesseremoltopericolosa:èinvisibileesenonsièconsapevoliosicuridi

quello che si fa si può incorrere in incidenti gravi o mortali. Non utilizzate mai per i vostri

esperimentilatensionediretea220volt.Impiegatesolopileobatterie,prestandocomunquela

massimaattenzione.

Inquestolibrosidescrivonoattivitàcherichiedonol’usodisostanzechimichechepossonoessere

pericoloseseutilizzateinmodoimproprio.Seguitesempreleindicazioniriportatesulleconfezioni

eindossateguanti,occhialietutteleprotezioninecessarie.

Senonsietesicurioavetedubbichiedeteaunesperto,unamico,unprofessionista…SuInternetsi

trovanomoltisitiegruppi(anchesuFacebook),anchesenonè facilecapireseunapersonasia

veramenteespertadaquellochescrive.

Neionel’editorepossiamoassumercinessunaresponsabilitàpergliesitichepotrebberoaveregli

esperimentidescrittiinquestolibro.Nonpossiamorenderecontoperincidentiodannisubitida

cose, persone e animali chepotrebbero verificarsi durante gli esperimenti che condurrete. Fate

ognicosaconlamassimaattenzioneecercatediprevedereleconseguenzediciòchefate.

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1. Riparare(quasi)ognicosa«Quelgrangeniodelmioamico

luisaprebbecosafareluisaprebbecomeaggiustare

conuncacciaviteinmanofamiracoli»LucioBattisti-«Si,viaggiare»

Appenaventenneebbilafortunadipoterprenderelapatenteperlamoto.Imieigenitori,forseunpo’esasperatidallemiriadidideplianterivistesulledueruotecheabbandonavoinogniangolodicasa,misponsorizzarono.Purvivendo inuna famigliaabbastanzaagiata,mièstato insegnato ilvaloredeisoldiedellavoro.Nonvolevoquindi“approfittarmi”troppodellagenerositàdifamigliaecercaidiarrangiamiedirisparmiarepiùchepotevo:perlapatentemipresentaicomeprivatista.Studiaisodoeaffrontail’esamenelperiodod’introduzionedellapatenteeuropea.MitrovaiinunostanzonedellamotorizzazionecivilediMilanodovefecianticameraperalcuneore.Mentreeroinattesadellachiamataappresiche l’esamepercuimieropreparatononerascritto,maorale:unveroshock!Mimisi subitoa ripassare la teoriaealla finepassai sia laprovaoraleche laprovapraticaedottennilapatenteA.Persuperarelaprovadiguidamiprestòlamotounmiolontanocuginoacquisito.LamotoeraunaMotoGuzziV35 II rossa. In seguitoacquistaiunaGuzziV35Cazzurra: lamotopiùeconomicaaquei tempi.Avevacirca50.000kmederastata immatricolataneglianni‘80.Iltelaio,inferro,eramoltopesanteerobusto.Costòpocopiùdiunmilionedilire(circa500eurodioggi).Lamotostavainsiemeconil“filodiferro”esempreinvirtùdelrisparmioedellamiaautonomia,imparaidasoloafareunpo’dimanutenzione.Spessogliinterventierano“straordinari” ed era quindi necessario eseguire riparazioni abbastanza coraggioseimprovvisandosimeccanici.M’ispiravoalibricomequellodiPirsigdoveditecnicoc’erabenpoco,anche se ampiamente compensato dallo spirito filosofico necessario per affrontare questeriparazioni.Aitempinonc’eraancoraInternetcomelaconosciamooggi:nessunvideosuYouTubeche ti spiega per filo e per segno come cambiare filtri e pastiglie dei freni. Eri tu, lamoto e lachiaveinglese.Unavolta,diritornodaunmotoradunopresiunabucaecos’siruppeunbraccettodeltelaiochereggevalasellaeilparafango.LamotoGuzzisiprestavavolentieriadessereriparata:lefiancatinelateralisirimuovevanofacilmenteperchéeranoinnestateapressione.Ilserbatoiosiliberavaconun elastico e una volta chiusi i rubinetti e staccati i tubi del carburante, era del tutto libero. Ilmotoresempliceelinearetiinvitavaadentrareaesplorarlo.Quellavoltarimossilasellaecercaiun sistema per fissare il telaio rotto. Mi procurai un tondino di ferro liscio che s’infilassesemplicementeall’internodeitubolarieunavoltaincastratoprocedettiallasaldaturadellepartimetalliche.IltelaiochereggevailV35erainfattidiferro.Operazione“damacellaio”,sevolete,mafattainpienaautonomiaecongrandesoddisfazione.NelgaragedellamiacasanatiadiCerianoLaghettopassavoparecchiotempoaripararelaGuzzioltrecheabicicletteequant’altrosirompeva.Nellamiafamigliac’èsemprestatala“culturadelriparare”: attività una volta normale e quotidiana. I miei nonni, vissuti a cavallo della guerra,eranoabituatiamodificareeripararegliattrezziagricoliperillorolavoro.Iodapiccolo,liseguivoe li osservavo con interesse mentre svolgevano i loro lavori e spesso riparavano cose. Lariparazionedegliattrezziuntempoerafacilitataperchélecoseeranocostruiteconpiùsemplicitàesenzatroppamalizia.Avoltealcuniattrezzieranovendutiapezzi:alconsorzioagrariocompraviunmanicodilegno(oppurerimediaviungrossoramorobusto),lapaladiunavanga,ichiodiperfissarla eprovvedevi all’assemblaggio.Avendo costruito lo strumento, in casodi rottura, sapevigià come fare per ripararlo. Per esempio, ogni tanto era necessario aggiungere dei chiodi perfissare meglio la pala. Non sempre questi interventi producevano oggetti “belli”, ma di sicuro

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funzionanti. Alcunepersone avevanounaparticolare attenzione e capacità nel creare attrezzi onelmodificarli.Tuttoquellocheèstatoprogettatoeprodottoprimadeglianniottantaèabbastanza“accessibile”,nel senso che dispone di viti “a vista” che permettono una facile apertura dell’oggetto.L’introduzione della plastica hamolto limitato le possibilità d’intervento e di riparazione deglioggetti. Benché sia un materiale che può assumere ogni forma e ormai onnipresente, non èresistentecomeunascoccainmetallooinalluminio.D’altrondelaproduzionedimassanonpuòpermettersidiutilizzaremateriecosìpregiatecomeimetalli.Laplasticaèmoltocomoda,rapidaed economica. Le plastiche più diffuse sono le termoplastiche: polimeri che possono essere“formati” con il calore. Ilprocessodi formaturaè ripetibile,masenzagli opportuni strumenti eaccorgimentièdifficileinterveniresuquestioggettiperripararli.Nonsoquantevoltehoprovatoaincollareoggettidiplasticacondellesupercollesperandodirisolvereilproblema.Ormailamiafedeinquestotipod’incollaggièdatemposvanita.Iprimioggettirealizzaticonlaplasticaeranodotatidiviti.Leviticostanoequindiperrisparmiareeperrendereglioggettiancorapiùbellieperfetti,sieliminanoinfavorediincastripensatipernonesseremaipiùriapertiancheperchénonvenesarebberagione.Perchémaidovrestesmontareunprodottononfunzionante?Glioggettimoderninonprevedonolapossibilitàdiessereaperti,ispezionati,néesseretantomenoriparati. Osservate il vostro nuovo smartphone: una saponetta lucida e nera con piccolissimefessure, quasi invisibili. Il vetro dello schermo forma un tutt’uno con il resto della scocca. Labatteria è interna è non può essere estratta. Perchémai dovreste aprirlo? Per esempio perchédurantelasuafabbricazioneilfilodell’altoparlanteèrimasto“pizzicato”edopoqualchemesedifunzionamento il telefono risulta essere inspiegabilmente muto. Mi è capitato veramente econfessodi averpersouna settimanaapensarea cause softwaree apossibili effettidiqualcheaggiornamentodisistema.Soloquandoiltelefonoèstatodichiaratospacciatohoavutoilcoraggiodi provare ad aprirlo. Un’operazione da svolgere con estrema attenzione vista la delicatezza ecomplessità del dispositivo. Sollevando un po’ il circuito stampato si notava uno dei filidell’altoparlantesollevarsilibero…eccoilproblema.Anchel’impossibilitàdisostituirelebatterieèsconcertante.Finoapochiannifatuttiicomputerei telefoni prevedevano una batteria removibile. Le batterie non durano molto e dopo qualchecentinaiodiciclidiricaricasiesauriscono.Mentreprimaancheperilpossessoredell’oggettoerasemplicemente possibile sostituire la batteria con una nuova, oggi l’operazione è fortementescoraggiataafavoredellasostituzionedeldispositivoconunonuovooppureconuninterventodapartedell’assistenza tecnica che si faràpagareprofumatamenteper svolgereun’operazione chefinoapocotempofatuttieranoingradodicompiere.HocompresoinpartelanecessitàdicreareoggettiperfettieinaccessibilileggendolabiografiadiSteveJobs,chenonvolevacheipropriclientiaprisserootrafficasseroconisuoiprodotti. Ilsuoprimo computer venne alla luce in un periodo molto particolare in cui l’elettronica era moltopopolare.Lepersonesiritrovanoperdiscuteredei loroprogettieperraccontarliecondividerlicon gli altri, un po’ come succede oggi con le stampanti 3D. L’Apple II vide la luce in questiambientiederacircondatodapersoneincuriositedaisuoicircuitiedesiderosedimettervimanoper collegare periferiche fatte in casa. Per Steve questo era inaccettabile e fece inmodo che ilprimo“Apple”commerciale fosse inaccessibile,utilizzandopocheviticon la testaspecialeebennascoste.Pericomputerdiquell’epocaeranormaleavereunaportadiespansioneacuicollegareperiferichedi vario tipo, anche auto-costruite, cosa chemancava al computerdi Jobsper sceltaconsapevole.Jobssapevadipoterfareunprodottodiottimaqualitàenonvolevachenessunocimettessemano.Questaposizionehaunasualogicaperchéinquestomodoètuttosottocontrollo.Unsistemachiusohaunhardwarebendefinitoestabileecosìvaleperilsoftwarechecigira.Unsistema di questo tipo è più controllabile e quindi dovrebbe funzionare meglio. In effetti icomputerprodottidallaApplesonocomputerdiottimaqualità.Approccitotalmenteagliantipodi

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sono quelli adottati da Microsoft e IBM. I primi due si allearono per creare un hardwarecomponibileequindiabassocostosucuipotessegirareilsistemaoperativoWindows,adattabileallevariesituazioni.Questohapermessounarapidaemassivadiffusionedeicomputerdatavoloehafattonascerel’amore/odioperWindows,sistemaoperativoonnipresentechedevefareiconticonmigliaiadisituazionidifferenti.IprodottidiApplefuronomoltoinnovativiediriferimentopertuttoilmercato.PerquestoalcunesceltetecnologicheedidesignintrodottedallaApplesonostateinseguitoadottatedamoltialtriproduttori. Un altro esempio d’innovazione che ha segnato il passo è stata l’utilizzo deglialimentatoriswitching,giàesistentidatempo,maintrodottimassivamenteper laprimavolta inun personal computer per volontà di Steve Jobs, perché il computer non doveva disturbarel’utilizzatore con il rumore di una ventola e solo un alimentatore switching poteva funzionaresenzaunsistemadiraffreddamento.Apeggiorare lariparabilitàdellecosesonocomparseanchepraticheabbastanzascorrettecomequelle di inserire dei chip all'interno dei ricambi, cosa abbastanza diffusa in campoautomobilistico e con alcuni macchinari industriali tra cui anche le stampanti 3D. Le parti diconsumohannodeipiccolicircuiti integratichetengonocontodelleorediutilizzoeraggiuntoillimiteoppureunavoltaesauritalacartuccia,richiedonolasostituzionechedeveesserefattaconcartucceericambicompatibilieufficiali.Nonèpossibilericaricareorigenerarequesteparti.Lapresenzadel chip è giustificataperché così si haunmaggior controllo suquello che accade. Lostato di usura delle parti può essere letto da un controllore centrale e in questomodo non sirischiadirestare“inpanne”.AncheilParlamentoEuropeosièaccortodiquestepraticheallimitedella legalità e alcuni anni fa ha approvato una legge, in campo automobilistico, per limitarel'utilizzodiricambi“esclusivi”egarantirelariparabilitàdegliautoveicolipressoqualsiasiofficinameccanicaenonsolopressoquelledellacasacostruttrice.

ImparareariparareNel giugnodel 2017ho aiutato a organizzare aPadovaunmini corsodi riparazione ispirato aiRepair Cafè, cioè un incontro in cui i partecipanti riparano elettrodomestici, oggetti comuni,bicicletteeabiti.Sonoorganizzatiperiodicamente in localiattrezzati, tipopiccoli laboratori,conattrezzi, saldatori, stampanti 3D. Un gruppo di volontari aiuta i partecipanti a eseguire leriparazioni.L'ideadeiRepairCafèèdiMartinePostmachenel2009organizzailprimoeventoadAmsterdam.L'obiettivodiquestiincontrièdiridurreirifiutitecnologici,glisprechiediffonderelacultura del riparare e del riuso, creando dei punti di aggregazione sociale. I Repair Cafè sonoinfatti a carattere “locale” e di quartiere. Dal 2009 l'iniziativa si è diffusa in tutto il mondo.Chiunquepuòaprirneunoaffiliandosieversandounpiccolocontributoperpoterusareillogoeilformat;oggisitrovanodeiRepairCafèancheinItalia,mapurtropposonoancoramoltopochi.Adifferenzadegliincontriufficiali,l'eventochehotenutoaPadovaèstatoorganizzatopresentandoprimaunaparteteoricaepoileattivitàpratiche.Lateoriaèservitaperoffrireuna“infarinaturatecnologica”aipartecipanti,conl'ideadiincamminarlisullastradadellariparazionepiuttostocheoffrirgli un punto di riparazione in città. Nonostante la caldissima giornata e il clima giàvacanziero,ilcentroTosellidiPadovasièriempitodiunadozzinadicuriosi.Hocercatodiguidarliproponendounpercorsoilpiùsemplicepossibile.Loscopodiquestiincontrinonètantoquelloditrovarechitiriparaglioggetti,mapiuttostoquellodiimparareafaredasé,concettoabbastanzadifficile da far comprendere. Ne so qualcosa dopo qualche anno di esperienza con i fablab, chedovrebbero essere ispirati da una filosofia simile: sono una specie di palestra super attrezzatadovechiunquepuòentrareedopoaverimparatoausarelemacchineconsicurezza,procedereacostruire tutto quello che desidera. Purtroppo il più delle volte i "visitatori" pretendono chequalcuno li aiuti a costruire qualcosa risolvendo immediatamente il loro problema, senza perforzadover impararea farselodasoli.L'esperimentodiPadovaprevedevaquindi treore incuispiegareaipartecipanti l'importanzadelriparareedel“saper fare”equindi illustrare lorodelle

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tecniche base per realizzare delle parti con una stampante 3D e semplici tecniche elettronichecomesaldareedissaldareesoprattuttoriconoscereicomponenti. Ilcompitoèveramentearduoquando i partecipanti spazianodallamassaia all'ingegnere, passandoper insegnanti, designer equalcheanzianosignoreincuriositodallacosa!Per riparare qualcosa è necessario capirne il funzionamento. Non si può mettere mano a unmeccanismoo aun circuito senzaavernepreso familiarità eper farlo ènecessario smontarlo eosservare come è costruito e come si muovono le cose al suo interno: ingranaggi che girano,levettechescattano,lucichesiaccendono,relèealtrediavolerieelettricheeelettroniche.Pernonfare danni è importante lavorare con calma, senza fretta per essere in gradodi smontare e poirimontare senza problemi. Per far comprendere il funzionamento generale ho proposto diragionaresulla funzionedell'oggettoedicercaredischematizzarne il funzionamento,magarisuunfogliodicarta.Ognipartecipantehaportatoconséunoggettodariparareconcuifaresubitopratica.Dopoaverselezionatoalcunideglioggettipiùinteressantieconqualcheprobabilitàdiriparazioneabbiamofattotuttiunpo'dipraticaimparandoasaldareedissaldarecomponentielettronici.UnodeglioggettidariparareeraunlettoreCDperDJ.LoabbiamosmontatoperchéeracadutoealsuointernosieraincastratounCDchenonvenivapiùespulso.LosmontaggiononèstatodifficoltosoedopopochiminutipotevamostudiareilcomplicatomeccanismodelcarrellodelCDformatodaun complesso sistema di leve, molle e ingranaggi. Ci accorgemmo che un piccolo dentino diplasticasierarottonellacaduta.Ildentinofacevadaguidaperunaspeciedilevadentatacheorausciva dal suo alloggiamento e incastrava il CD: il guasto erameccanico. Con la stampante 3Dabbiamoprovato a stamparedei piccoli “dentini” che potesseromantenere ferma la leva.DopoqualchetentativoildentinostavanelsuoalloggiamentoeilCDtornòafunzionare.Uninterventononfacilemadigrandeeffettosuipartecipanticherimaserotutticolpitidallarapiditàeflessibilitàd'usodellastampante3D.

Figura1.1–Unmomentodell’eventoRepairCafèdiPadova.

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Figura1.2–LariparazionedelCDJduranteilRepairCafèdiPadova.

Perchériparare?Algiornod'oggièrarotrovaredeiservizidiriparazione.Lamaggiorpartedichi"ripara"inrealtàsostituiscepezziinteri,meccanismioschedeenonosaaddentrarsineidettaglidell'oggettosucuimettemano.Seinviateuncellulareouncomputerrottoauncentrodiassistenza,solitamentesilimiteranno ad aprire l'oggetto rotto e a sostituire in blocco la scheda madre o i moduliprobabilmentedanneggiati.Ilcompitoconsistesemplicementenelrimuovere,conmoltacautela,lepartichepossonoessererimosse:schededicontrollo,sensori,motori,batterie,dischi,schedevideo,moduliWiFiobanchidiRAM.Quasipiùnessunoosaappoggiarelapuntadiunsaldatoresuunadiquesteschedeecisonocomunquemotivazionimoltovalidepernonfarlo.Quandoarrivailtecnicodellalavatriceevelariparasostituendoinbloccotuttalascheda,inrealtànonhaeseguitounaveraepropriariparazione.Ilsuointerventoperòègiustificatodalfattochenonpuòdedicareallavostra lavatriceoreeoreper individuareunguastoe chedovrebbepossedereunnotevolebagagliotecnologicoedesserecompetenteinpompe,correnteelettrica,meccanicaedelettronica.Il suo lavoro è ottimizzato e lui è specializzato solo su una certa marca e un certo tipo dielettrodomestico(conpocheeccezioni).Senonfacessecosìprobabilmentenonarriverebbeafinemese. Più che altro perché intervenendo per sotto-parti e sostituendo interi gruppi come lacentralina,laporta,lapompadiscaricoriduceiltempoeconfinalecompetenzenecessarie.Seperognicasodovessededicaretuttalasuaattenzione,gliservirebberotroppeoredilavoro,cosaperlui proibitiva. Il fatto di limitare l’ambito di competenza ad una solamarca e a un solo tipo diprodottolospecializzaeleggendolocome“esperto”diquelparticolaretipodioggettodicuisapràtuttooquasi.Inquestomodohatrovatounequilibriotrailtempochepuòspendereperripararel’oggettoelesuespeseafinemese.Lepartichesostituiscedisolitohannouncostomoltoelevato,avoltesproporzionato,tantochedifronteaguastigravi(maavoltaanchenontroppo)siaquasiconveniente acquistare un nuovo oggetto piuttosto che ripararlo. Probabilmente indagandomeglio,provandoasmontarequellapompache faunrumoresospettoosostituendoqueldiodobruciato,lalavatricetorneràafunzionare,maquesteattivitàrichiedonomoltotempo,cosacheilnostrotecnicononpuòpermettersi.Perripararelalavatricenoncirestachesceglieretra“subito”,concertezza,maacaroprezzo,oppure“con il temponecessario”, tramilledifficoltàmaabassocosto. Solitamente la scelta cade sulla prima opzione o peggio si valuta la strada “forse non

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convieneripararlo”.Fateattenzioneallafrase“abassocosto”.Cosasignifica?Siriferiscesoloalprezzodelricambioodellapartesostituita.Ilcostodellariparazionedipendequasiesclusivamentedaltempoimpiegatoperrisolvereilproblemaeiltempocostaparecchio,soprattuttosecirivolgiamoauntecnicooaun esperto. Per questo motivo per la maggior parte degli elettrodomestici casalinghi non c’èconvenienzanelripararli.Nonsonoconvenientiamenochelofacciamodanoi.Aquestopuntoèchiaroancheilperchéiricambicostinocosìtanto.Miècapitatodivederedeisempliciinterruttorida cinquanta centesimi, venduti dalla casa madre a decine di euro. Il caso dell’interruttore èabbastanzaestremo,peròingenereilprezzodiunricambioèmoltoelevato.Cisonovarieragioni.IntantoIlproduttoreelaretedidistribuzionedevonotenereamagazzinolaparte.Ilsolofattoditenerlosuunoscaffalehauncostoperchéilpezzochemagarihaunvaloredipochieuroèstatoprodottoequindiqualcunocihagiàspesoocihainvestitosolopertenerlolìaprenderepolvere.Primaopoichiha ilpezzosulloscaffalesperadirecuperareilsuoinvestimentoequindici faràpagarequestosuo“disturbo”.Lepartidiricambiosonosolitamentedifficilidatrovareequindisisachequandounbeneèscarsoilsuoprezzosale.Inpiùaggiungiamolavostrapersonaleurgenza.Non potete permettervi di lavare amano i panni e vorreste risolvere prima possibile il vostroproblema.L’urgenzafaaumentarelavostrapropensioneallaspesaequindieccovilìadaprireilportafoglioepagaretrecentoeuroperunacentralinachevalediecivoltedimeno.Chiriparalofasolitamentepersé,principalmentepermotivieconomici,perrisparmiare.Visièmai rotta la caldaia di casa? Come sappiamo, il tecnico ci proporrà solitamente due opzioni: lasostituzionedi tutta lacaldaiaconunanuova,piùefficiente,conbassiconsumie tanti incentivi,oppurelasostituzionedellascheda.Laschedasolitamentecostasvariatecentinaiadieuroec'èdapagareanche lamanodopera.Ehbe... lacaldaiapoinonècomeunanuova,ha i suoianniepuòdurare ancora un po' ma non si sa quando. Se non avete problemi economici probabilmenteoptereteperl'acquistodellanuovacaldaia,mentresevisembrafollecambiarladoposolicinqueanni, beh allora opterete per la sostituzione della scheda di controllo che alla fine vi costeràqualchecentinaiodieuro.E'comedoversceglieretrauovoegallina.Dovendotirarelacinghiasisceglie la sostituzione della scheda, incrociando le dita e sperando che duri il più possibile. Iltecnico si porta via la scheda che verrà rottamata oppure restituita alla casa madre doveraramentequalcunolariparerà.Sevoi foste ingradodiripararvela,probabilmentenonchiamereste il tecnicoeverifichereste lascheda. A volte i guasti sono cosa da poco (ma solo a volte). Anni fa anche ame era saltata lacaldaia.Primadichiamare il tecnicoprovaiadaprirla (ormai lagaranziaerascadutadaanni)ecuriosai al suo interno tra tubi, pompe e schede varie. Trovai un fusibilema era integro. Nellaparte inferiorec'eraunaspeciedicassettone fissatocondelleviti.Loapriie trovai laschedadicontrollo. Notai subito un secondo fusibile: era bruciato! Lo sostituii immediatamenterisparmiandol'uscitadeltecnicoelaspesaimprevista.Sapermetteremanoallecoseèveramenteunagrancosacheoffregrandissimesoddisfazioni.Èunacompetenzachesipuòapprendereconpazienzaetanti“esperimenti”,maricordatevisempredellaseguenteregola:

Nonapritemaideglioggettiingaranzia!Sesonoingaranzia,rivolgetevialcentrodiassistenzaonelpuntodiacquisto!Ilsecondomotivopercuisiricorreallariparazioneèquandononcisonoalternative.Quandounpezzoèobsoletoefuoriproduzionenoncisonoalternative.Ancheinquesticasisolitamentevieneproposto l'acquisto di un nuovoprodotto a prezzi notevolmente superiori. Se però non ci sonoalternativeenonèpossibiletrovareunrimpiazzo,sideveperforzacercareunmodoperripararequantosièrotto.Gliuominiperil99%dellescimmieeamanocircondarsidioggetti.Avoltesiperdeilcontrollodi

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questo aspetto e si sconfinanell'accumulo seriale.Alcuni degli oggetti chepossediamopossonoavereunvaloreaffettivo importante,magari ci sonostati regalatidaqualcunoenonvorremmobuttarli. Anni fa a unamia zietta si ruppe lamacchinada scrivere. Per tutta la sua vita utilizzòsempreunaOlivettiLettera22eancheinpensioneusavascriverequalsiasicosaconlasuaamatamacchinada scriveremeccanica.Visto che leeromoltoaffezionato,pernon lasciarla senzaunostrumentoperleiimportantissimo,glienecercaiunasuInterneteglielaacquistai.Mitennilasuachepoiconpiùcalmariparai.Ora lamiaziettanonc'èpiùma iohoancora la suamacchinadascriverechemelaricordaognivoltachemicapitasottoagliocchi.Avolteglioggettidiquestotipononhannopiùunvaloreemagari si trovanodeinuovimodelli che sonoanchepiùefficienti edaggiornati,masonocomunqueimportantiperilproprietariocheèdispostoaqualsiasicosapurdiaverliriparati.Unaltromotivochepuòspingereunapersonaa ripararequalcosahaa che fareconmotivipiùprofondi e filosofici. Se acquisto un oggetto, cedo del denaro in cambio della sua proprietà chepassadalvenditoreall'acquirente. Inpraticaquestoscambiononèperfettoperchépuressendoproprietariodiunbeneacquistatononhounacompletaconoscenzadicomeèrealizzatoedicomefunziona.Piùnessunproduttoreconsegnaglischemielettriciedifunzionamentoesilimitaalsolomanualed'uso.Questoèfattoperproteggereleproprietàintellettualiinerentialbeneacquistato.Chi lo ha prodotto ha investito tempo e denaro per creare un oggetto e non desidera che altriarrivino e sfruttando la documentazione fornita per trasformarsi in concorrenti. Un tempocapitavamolto spessodi trovare assieme aimanuali d'uso anche gli schemi elettrici. Oggi sonouna vera rarità. Ci sono movimenti di persone che rivendicano il diritto di poter riparare glioggettiechechiedonoaiproduttoridi lasciarglielo farerealizzandooggetti chesianoriparabili,dotati di sistemi di apertura e che offrano anche le parti di ricambio per poter effettuare leriparazioni. Il "Repair Manifesto" è molto popolare in Rete, soprattutto su siti legati al mondomaker1.LaversionediPlatform212include11punti:1. Allungalavitaaituoiprodotti!-Riparareoffreaituoioggettiunanuovavita-Nonseppellirlo,

rappezzalo! Non buttarlo, rammendalo! Riparare non è contro il consumismo è contro ilcestinamentoinutile.

2. Glioggettidovrebberoessereprogettatiperpoteressereriparati.-Progettista:creaprodottiriparabili e informazioni chiare e comprensibili. Consumatore: acquistare cose che possonoessereriparate,altrimentiscoprireperchénonlosono.Siicriticoecurioso.

3. Ripararenonèsostituire.-Sostituiresignificabuttareviailpezzorotto.QuestoNONèiltipodiriparazionedicuistiamoparlando.

4. Ciò che non distrugge, rinforza. - Ogni volta che ripariamo qualcosa, aumentiamo il suopotenziale,lasuastoria,lasuaanimaelasuabellezzaintrinseca.

5. Riparare è una sfida creativa. - Riparare risveglia l'immaginazione. Usare nuove tecniche,strumentiematerialiintroducenuovepossibilitàalpostodellafinedeglioggetti.

6. Ripararenonèunamoda.-Lariparazionenonriguardalostileoletendenze.Noncisonodatediconsegnaperglioggettidariparare.

7. Riparareèscoprire-Mentreaggiusti lecoseimparicosemeravigliosesucomefunzionanoononfunzionano!

8. Si ripara anche quando non c'è crisi! - Se pensi che questo manifesto ha a che fare con larecessionealloraseifuoristrada.Nonèunfattodisoldi,madimentalità.

9. Glioggettiriparatisonounici.-Ancheunfalsodiventaoriginalequandolohairiparato.10. Ripararerendeliberi-Nonessereschiavodellatecnologia,diventaunmaestro.Seunacosaè

rotta,aggiustalaesaràmigliore.Seseiunmaestro,insegnaaglialtri. 1 Esistono varie versioni del Repair Manifesto tra cui anche quella di iFixit, una startup specializzata nella vendita di kit di riparazione per smartphone e oggetti tecnologici. 2 Trovate una copia del manifesto originale di Platform21 a questo indirizzo: http://www.1000manifestos.com/platform-21-repair-manifesto/

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11. Ripara di tutto, anche le borse di plastica... - ma ti raccomandiamo di prendere una borsadurevoleediripararlasenecessario.

Einfineilmotto:Nonriciclare,ripara!

Unodeipuntidelmanifestosottolineal'importanzadelriparare,spessoconfusaconilsostituireinteripartidiunoggetto.Lasostituzionediun'interaschedadellacaldaiarottaconquellanuovanonèuna riparazioneedèun'operazionechepuòessereeseguitadachiunque.Cosìdev'esserepermotivieconomiciepratici.Iltecnicodellecaldaienonpuòpermettersidifermarsiinognicasacon una caldaia rotta cercando di ripararla. Voi morireste di freddo e lui non riuscirebbe agarantirsi il necessario numero di interventi per pagarsi lo stipendio. Un altro problema è lamancanzadiriparatori.Unavoltaeranormaleportare il televisorerottoadaggiustare,oggipervia dimolti fattori, si fa prima a buttarlo. Gli apparecchi elettronici oggi costanomolto poco equestofasichesiaanti-economicoripararli.Seunapparecchiocomplessocomeuntelefoninopuòarrivareacostarequalchedecinadieuro,comeèpossibileripararloinmodoconveniente?Questatendenza, unita all'impiego di tecnologie elettroniche e di fabbricazione sempre più spinte eminiaturizzateha fatto letteralmente sparire ilmestieredel riparatoreTVedi elettrodomestici.Oggi è ancora possibile riparare le schede presenti negli elettrodomestici, ma solo a livelloamatoriale e spesso con grandi difficoltà. Spesso i fabbricanti utilizzano parti quasi introvabilioppureusanocancellarelescrittesuicomponentiorivestireleschedeconresinecoprenti.Alcunipezzi, probabilmente prodotti su misura, spariscono dal mercato “ufficiale” dopo pochi mesi esono praticamente introvabili. I designer di Platform21 hanno analizzato i processi diprogettazione e il ruolo di progettisti e consumatori. Il loro manifesto vuol far riflettere chiprogetta per cercare di limitare l'obsolescenza programmata ormai sempre più breve checaratterizza tutti i prodotti che ci circondano, accompagnata dalla spinta al riciclo, cosasicuramentebuonamacheciinduceagettareglioggetticonpiùleggerezza.Daalcuniannianchea scuola insegnano l'importanza del riciclo degli oggetti, ma non tanto del riuso o dellariparazione.Riciclaresignificasemplicementebuttarelecoseoportarleallapiazzolaecologicaelasciare che altri soggetti se ne occupino, sperando che la plastica, il vetro, i metalli siano poiveramenteriutilizzatipercrearenuovioggettidaconsumare.Vienedasospettarecheil"riciclo"chetantociinculcanosiaunlupovestitodapecora,unsistemaingegnosoeperversoperspingerciagettarelecoserotte,senzaneppureprendereinconsiderazionelapossibilitàdiunariparazione.Trailricicloelariparazionetroviamoilriuso,lapossibilitàdidonarenuovavitaadeglioggettidabuttare.Eccochedeibancalisipossonotrasformareintavoliearrediinstile“industriale”,vecchiabiti possono tornare di moda con qualche piccola modifica, ingranaggi e meccanismi sitrasformano in gioielli. Quando poi un oggetto è stato consumato e riutilizzato possiamofinalmente gettarlo nella spazzatura, anche se il sistema di riciclo degli oggetti, soprattutto perquelli tecnologici, ha le sue falle. Non so se avete mai sentito parlare di RAEE (Rifiuti diApparecchiatureElettricheeElettroniche).Probabilmenteavretetrovatoquestavoceaddizionalenellafatturadell'ultimoelettrodomesticocheaveteacquistato.Questaquota,anchechiamata"ecocontributo",serveacoprireicostidelfuturosmaltimentodell'oggetto,unavoltachesaràrottoeda buttare. Serve un contributo extra perché elettrodomestici e oggetti elettronici contengonosostanzeparticolariemetalliecherichiedonospecialiprocedimentiperilcorrettosmaltimento,anche perché sono elementi tossici e pericolosi per l'uomo e per l'ambiente. Un rapportopubblicatoagennaiodel2017dalComitatodivigilanzasuirifiutiRAEEhacalcolatochenel2016abbiamoprodotto,inItalia,283.089tonnellatedirifiutispeciali:quasi5chilogrammiatesta,mapare che la stima sia pessimistica. Il comitato di vigilanza e di controllo del Ministerodell’Ambienterilevacheseielettrodomesticisudiecinonsianosmaltiticorrettamenteebastafare

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ungiro suqualche stradaperifericadelle nostre città per rendersi conto chequesti stime sonoveritiere.Alcunestradedicampagnaassomiglianoadellediscaricheconvereepropriemontagnedielettrodomesticiaccatastati chenonsempresonobuttatidacomunicittadini: spessodietroaquesti discariche ci sono business illegali e ben organizzati. Un altro sistema per far sparire laspazzatura elettronica o e-waste in modo apparentemente più "pulito" è quello di inviarla inAfrica dove viene raccolta in posti comeAgbogbloshie, sobborgo della città di Accra nel Ghanadovec'èunadellepiùgrandidiscaricheelettronichealmondo,con70.000personechelavoranoall'estrazionemanualedeimetalli.Lazonaèsoprannominataanche"sodomaegomorra"ericevemilioniditonnellatedirifiutitecnologiciall'anno3.Ilmanifestonascecasualmenteinunperiododicrisi,dovecertetendenzesonosoloaccentuate.Ilproblemacheevidenziaèche iconsumatorinonhanno ilcontrollodeglioggetticheacquistano.Nonsannocomesonofatti,nonpossonoaprirli,nonpossonoeventualmentemigliorarliequindine sono schiavi. I progettisti e le aziendehannograndi responsabilità inquesto circolo che si ècreato e il manifesto le evidenzia, spronando i designer a realizzare oggetti riparabili e il piùpossibile"aperti",cioèdocumentatieaccessibili.Perchéusareingranaggidiplasticaall'internodiun frullatore? Perché mettere dei componenti sensibili al calore di fianco a parti che sisurriscaldano?Perchésaldareacaldogliinvolucrienonmetteresemplicementedelleviti?Moltioggetti sono realizzati conmalizia e con la data di scadenza già codificata nel loro progetto: sichiama obsolescenza programmata e si dice che abbia origine ai tempi delle prime lampadine,quando tutti i produttori si ritrovarono per costituire un cartello e definire la duratamassimadelle lampadinea1000orequandoalcunediquestepotevanoarrivareanchea2500. Ilcartelloaveva l'obiettivodiuniformare ilpiùpossibile lecaratteristichedeiprodotti, tracuigarantire ladurataminima,cheperòvennedamolti, intesacomeladurataeffettiva.Ogginessunproduttoreammetterebbedifarecosedelgenere,anchesepervarimotivièsempliceintrodurredellerottureprogrammate. Gli stessi componenti elettronici, come per esempio i condensatori elettrolitici,hannounaduratapredefinitachepuòinficiaresulla funzionalitàdiunprodotto. Incasipeggioriquesti guasti “a tempo” possono essere introdotti all'interno del firmware caricato neimicrocontrolloriormaionnipresenti.Èmoltosempliceprogrammarechedopouncertonumerodi ore di lavoro la scheda inizi a presentare dei malfunzionamenti oppure a diminuire leprestazioni.Il consumatore che desidera "salvare il mondo" e quindi è interessato a fini "ecologici" e allasalvaguardiadell'ambientedovrebbecercare, secondo ilmanifesto, soloprodotti chesiprestinoallariparazioneeavereunospiritopiùcritico.Sonoconcettibellissimiechefannoaccendere lanostra scintilla rivoluzionaria,mapurtroppo sonomolto difficili da realizzare.Nessuna aziendaadotterebbemaipolitichedelgenere, soprattutto inperiodidi crisi comequelladiquestiultimianni.IFixitèunsitochedaannipubblicamanualigratuitiperlariparazionediqualsiasitipodioggetto.NatoattornoalmondoAppleèspecializzatonei loroprodotti,maoggiospitaormaicentinaiadimigliaiadiguidediognitipo.TempofaitecnicidiiFixitacquistaronounodeinuovimacbookperanalizzarloecercaredicapirecomeripararlo.Purtroppoillororapportodiriparazionefumoltonegativo.Ilnuovomacbookcondisplayretinaèstatodalorodefinitoillaptopmenoriparabilecheavesseromaivisto.Ildisplayètutt'unoconilvetro,leRAMsonosaldatedirettamentesullaschedamadreenonpossonoesseresostituiteoaumentatee labatteriaè incollata.Purtroppo laApplesegnailpassopertuttiiproduttoridilaptopeconisuoicomputersottilissimitracciaunsentierosucuituttiglialtriproduttorisistannoincamminando.Nelfuturoquindisaràsemprepiùdifficileripararecomputerperchécihannoabituatoavolerlibellissimi,sottilissimienonaggiornabili4. 3 http://www.lastampa.it/2017/02/06/italia/cronache/il-grande-business-della-spazzatura-elettronica-smaltiti-illegalmente-elettrodomestici-su-GzXqsBIRhzcdSVUBpkBlNM/pagina.html 4https://www.wired.com/2012/06/opinion-apple-retina-displa/

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Anoiriparatori,oaspirantitali,nonrestaaltrochecombattereconl'ingegnoperriparareoggetti"a scadenza", realizzati con materiali di bassa qualità e parti non accessibili. Sarà difficile fardiffonderegli idealidelmanifestoe farli giungerealleorecchiedidesignereaziende,mac'èdasperarecheunamanolapossadareanchel'UnioneEuropeaoqualchestatopiùilluminatodialtri,comeperesempiolaSveziadoveèstatapresentataunaleggecheprevedechechifariparareunbene, anziché comprarneunonuovo, pagheràmeno tasse. La legge si applicherebbe a qualsiasitipodioggetto,tecnologicooppureno.Chiriparainvecechebuttarepotràgoderediunariduzionesull'IVA chepassadal 25 al 12%. Inpiù la spesaper la riparazionepotrà essere scaricatanelladenuncia dei redditi. Non ho notizie se la legge sia stata poi effettivamente approvata, ma èimportante rilevare che qualcosa si potrebbe muovere. Di certo se le cose devono cambiare,ognunodeve fare la suaparteenonpossiamoaspettare che simuovano i governi.Ognunopuòiniziareariparareisuoioggettiedareilsuocontributo.[…]

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2.Componentielettronici

«Leggedisattinger-Funzionamegliosesimettelaspina»ArthurBloch–LaleggediMurphy

Nelle prossime pagine di questo capitolo riporterò una panoramica di componenti elettronici

indicando come riconoscerli, descrivendo il loro funzionamento e come solitamente si possono

danneggiare. Oltre ai classici componenti che si trovano su ogni libro di elettronica ho incluso

ancheTRIAC,SCReIGBT,componentisolitamentepocotrattati,mamoltodiffusineicircuitireali

e che vi troverete a riparare. Nella versione completa del libro è presente una trattazione

completadituttiicomponentielettronici.

ResistoriUn resistore (colloquialmente anche chiamato «resistenza») è un componente che serve per

ridurre il flusso di corrente o per suddividere una tensione. La loro controparte idraulica è

rappresentatadauntuboconunastrettoia.Inrealtàleresistenzesonocostruitecondeimateriali

cheoffronounacertaresistenzaalpassaggiodellacorrente.Unmaterialeresistivoè,peresempio,

la grafite, cioè il materiale che si usa nelle mine delle matite. Un valore basso di resistenza

equivaleauntubopocostrettooaunmaterialechenonopponemoltadifficoltàalpassaggiodella

correnteelettrica;unvaloreelevatodiresistenzasihaquandosolopocacorrenteriesceafluire

nelmateriale.Ilsimbolochesiutilizzaperiresistorièunalineaazig-zag,chericordaunpercorso

tortuoso.Avoltepossonoessereanche indicati conunsemplice rettangolo.Vicinoal simbolosi

puòindicareancheilvaloredellaresistenzaeilnomedatodalprogettistaes.:R1.Nelcasosiano

indicatisoloinomi,loschemaelettricoèaccompagnatodaunalistadimaterialiincuidifiancoa

ogninomesonoindicatelecaratteristichedelcomponente.

Figura2.6-Unresistoreeilsuosimbolocircuitale.

Iresistorichesiutilizzanoneicircuitielettronicihannovalorichevannodafrazionidiohmfinoa

qualche milione di ohm. Il tipo più diffuso di resistore assomiglia a piccolo wurstel con le

estremitàrigonfieecondellebandecoloratecheservonoper individuarne ilvalore.Disolito le

bandesonoquattroeunadellestrisce,quellapostaaun’estremità,èdicoloredorato.Perleggere

la resistenza teniamo la bandadorata alla nostra destra e poi leggiamo le altre strisce colorate

partendodasinistraversodestrausandolatabelladeicolorivisibileintabella2.1.

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Figura2.7–Letturadelvalorediunaresistenzaconicodiciacolori.

Tabella2.1–Codicicoloreperlaletturadeiresistori.

Colore ValoreNero 0

Marrone 1

Rosso 2

Arancione 3

Giallo 4

Verde 5

Blu 6

Viola 7

Grigio 8

Bianco 9

Immaginiamodiaveretralemaniunaresistenzaconlebandedicoloremarrone,rosso,arancione

eoro:

• Afferriamoilcomponentetenendolabandadorataallanostradestra;

• Iniziamoaleggerelebandedasinistraversodestra;

• Laprimabandaèdicoloremarrone;

• Annotiamo«1»suunfoglio;

• Lasecondabandaèrossaequindiscriviamo«2»;

• Laterzabandaèarancione,quindiscriviamo«3»;

• Sulfoglioavremoscritto«123»,chenonèilvaloredellaresistenza!

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Figura2.8–Leggiamolebandedelresistoreeannotiamosudiunfoglioilcodicecorrispondenteaognicolore.

• Cancelliamo la terza cifra e sostituiamola con un numero di zeri pari al valore della cifra.Eliminiamoilnumero«3»escriviamoalsuopostoquattrozeri:«000»;

Figura2.9–sostituiamolaterzacifraconilcorrispondentenumerodizeri.

• Laresistenzavale12.000Ω!Alpostodiscrivere12.000Ωglielettronicipreferisconoperòusare«12kΩ».Inumerifinoa999siscrivonosenzaabbreviazioni.Inumerisopraallemigliaiasiscrivonoconuna"k"chestaperkilo:1kΩ=1.000Ω10kΩ=10.000Ω100kΩ=100.000Ω.Dopo i "k" abbiamo i mega "M". Se abbiamo un resistore da un milione di Ω: 1.000.000 Ω,scriveremo 1 MΩ. A volte il simbolo "k" o "M" si usa anche come virgola! Vediamo qualcheesempiochepotremmoincontrare:2k2=2.200Ω4k7=4.700Ω3M3=3.300.000ΩLostessosistemasiadottaancheperinumeriparticolarmentepiccoliequindi,peresempio,perlecapacitàdeicondensatori.Inquestocasoparleremodi:milli:1/1000o0,001micro:1/1000di1millio0,000001nano:1/1000di1microo0,000000001

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pico:1/1000di1nanoo0,000000000001.Torniamo a parlare di resistenza: l'ultima banda colorata indica la precisione del valore dellaresistenza.Disolitoèsempredicoloredorato,chesignificache ilvalorepuòvariare inpiùo inmenodel5%.Selabandaèdicoloreargento,latolleranzaèdel10%.Esistonoanchecomponenticon precisioni maggiori, all’uno o due per cento: hanno cinque bande invece che quattro e sileggono conunaprocedura simile aquella cheabbiamoappena imparato.Una resistenzaall'unper centoha cinquebande, per esempio: rosso, rosso, nero,marrone,marrone. L'ultimabanda,quellamarrone, indica laprecisione,che inquestocasoèdell'1%.Lealtrequattrobandevannoletteconlasolitaproceduraesiavràilnumero:2201chesitraducein2200ohm.Non esistono resistori di ogni valore immaginabile, perché servirebbero magazzini di notevolidimensioni. Le resistenze, così come quasi tutti i componenti elettronici, si possono acquistaresoloinunaserielimitatadivalori.Ivaloriammessiperleresistenzepiùcomuni,cioèquelleal5%,rispettanoquestascaletta:1,1.2,1.5,1.8,2.2,2.7,3.3,3.9,4.7,5.6,6.8,8.2,10.Nontroveremomaiunaresistenzada20Ω,mada22Ωoda18Ω.Nonesistonocomponentida500kΩ,mada470kΩo da 560 kΩ. I resistori più comuni sono quelli a forma di salsicciotto,ma ne esistono di varieforme e tipi. Le resistenzedi questo tipo sono realizzate utilizzandopolvere di carbonio o altrimaterialiresistivi.Leresistenze,attraversatedaunacorrente,siriscaldano.Selacorrentechevipassaèrilevante, laresistenzapotrebbediventaremoltocaldaeanchedanneggiarsi.Lapotenzadissipata deve sempre essere minore alla massima potenza sopportabile dal componente. Iresistoripiùcomunisonoquellida1/4diwatt.Èpossibiletrovarliancheda1/8diwatt,oppureunpo'piùgrandiperpotenzeda1/2,1o2wattoppureancheresistoricorazzati,conl'involucroinceramicaingradodisopportarepotenzedi5,10finoanchea20watt.

Figura2.10-Diversitipidiresistoriingradodisopportarevariepotenze.

Immaginatedifareuncalcoloediricavarecheinunacertaresistenza,scorreràunacorrenteparia0,01A(10mA).Laresistenzavale220ohmedèdaunquartodiwatt(0,25W),cioèilformatopiùdiffusoperleresistenzeaforopassante.P =V ⋅ I = I 2 ⋅R = 0,01⋅0,01⋅220 = 0,022W < 0,25W

La resistenza dovrà dissipare una potenza di 0,022watt e quindi potendone sopportare fino a0,25 non ci saranno problemi. Probabilmente riscalderà ma non ci sarà da preoccuparsi.Immaginiamodiaumentarelacorrentea0,05A(50mA).Inquestocasolapotenzasarà:P =V ⋅ I = I 2 ⋅R = 0,05 ⋅0,05 ⋅220 = 0,55W > 0,25W

Ora la potenza da dissipare sarà maggiore di quella nominale sopportabile dal componente equindi potrebbero esserci dei problemi. Il progettista avveduto utilizzerà una resistenza da

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almeno un watt per essere “al sicuro” ed evitare danni. Non arrotondate mai in difetto: unaresistenzaconpotenzanominaledimezzoWattlavorerebbeallimiteeprimaopoiriporterebbedeidanni.

Figura2.11–Alcuniresistoridanneggiatidacorrentieccessiva.

Se la potenza da dissipare è notevole, si possono utilizzare anche resistori dotati di alette diraffreddamento.Avoltesitrovanoresistoriconformatianomali:sonocomponenticonparticolaricaratteristiche fisicheo elettrichee chequindinonèpossibile realizzare con i soliti processidifabbricazione.Questidispositivihannoformeparticolariepocoriconoscibili.L'elettronicamodernaèminiaturizzata.Icomponentiutilizzatinelleproduzioniindustrialisonoamontaggio superficiale (SMD - Surface Mount Device). Questi componenti sono molto piccoli,economici,precisierapididamontare.Leresistenzediquesto tipoassomiglianoadellepiccolepiastrelle con due bande argentate alle estremità. Solitamente nella parte superiore delcomponenteèriportato ilvalore.Nontroveremo lebandecoloratemadirettamenteunnumerotipo: 103R per una resistenza da 10000 ohm. La terza cifra indica il numero di zeri. A volte èpossibiletrovareanchenumericonquattrocifre,nelcasodiresistenzeconmaggioreprecisione.Inalcuniraricasialpostodiunadicitura“inchiaro”èpossibile trovareuncodicealfanumerico(EIA-96)chenecessitadiunatabellaperessereinterpretato.Ilcodiceusaduenumeriperindicarelarigadiunatabellaincuièpossibiletrovareilvaloreeunaletterachespecificailmoltiplicatore.

Tabella2.2–CodiciperleresistenzeSMD(EIA-96)Cod. Val. Cod. Val. Cod. Val. Cod. Val. Cod. Val. Cod. Val.1 100 17 147 33 215 49 316 65 464 81 6812 102 18 150 34 221 50 324 66 475 82 6983 105 19 154 35 226 51 332 67 487 83 7154 107 20 158 36 232 52 340 68 499 84 7325 110 21 162 37 237 53 348 69 511 85 7506 113 22 165 38 243 54 357 70 523 86 7687 115 23 169 39 249 55 365 71 536 87 7878 118 24 174 40 255 56 374 72 549 88 806

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9 121 25 178 41 261 57 383 73 562 89 82510 124 26 182 42 267 58 392 74 576 90 84511 127 27 187 43 274 59 402 75 590 91 86612 130 28 191 44 280 60 412 76 604 92 88713 133 29 196 45 287 61 22 77 619 93 90914 137 30 200 46 294 62 432 78 634 94 93115 140 31 205 47 301 63 442 79 649 95 95316 143 32 210 48 309 64 453 80 665 96 976

Tabella2.3–ElencomoltiplicatoripericodicedelleresistenzeSMD(EIA-96)codice moltiplicatoreZ 0,001

YoR 0,01XoS 0,1A 1

BoH 10C 100D 1000E 10000F 100000

Le resistenze SMD sono molto utilizzate in campo industriale perché si possono saldare amacchina e quindi sono più rapida damontare rispetto alle comuni resistenze a foro passante(ThroughHole).Potendoesseretrattatedaunamacchinasipossonotrovareinvariformati,anchemoltopiccoli.Iformatidisponibilisonomisuratiinmils,cioèmillesimidipollice.1mils=0.0254mmDalpuntodivistadellemisuredimensionali, l’elettronicaèunverodisastro.Esistononumerose“convenzioni”cosìchepertradizionealcunecosesonomisurateinmilsealtreinmillimetri.Serveunpo’ditempoperabituarsi!La misura più usata per le resistenze SMD è quella denominata “0603” che significa che ilcomponentehaledimensionidi6x3mils.Quandosilavora“amano”èpreferibileusareformatipiùmaneggevoli come lo ”0805” o il “1210”. L’elencodellemisure standard: 0201, 0402, 0603,0805,1206,1210,1218,2010,2512.

Figura2.12–UnresistoreSMDda1megaohmnelformato0603

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Esistono anche delle resistenze di tipo intermedio: sono a montaggio superficiale ma sono diformacilindricaeriportanoleclassichebandecolorate.LeresistenzediquestotiposichiamanoMELF (Metal Electrode Leadless Face). Grazie al processo costruttivo sono particolarmenteapprezzateper la lorostabilità termica.Esistono trevariantidelpackagechiamate:MicroMELF,MiniMELFeMELFchedifferisconoperledimensioni.Ilfattochequestotipodicomponenti,MELFeSMD,sipossanosaldareamacchinanonescludelapossibilità di utilizzarle anche “a mano”. Con una buona vista o con l’aiuto di una lente diingrandimentoealcunisempliceattrezzipotremoimpiegarlesenzafatica.

CondensatoriI condensatori sono costruiti con una specie di sandwich formato da due piastre di materialeconduttivo, le armature, che racchiudono uno strato isolante o anche solo dell'aria, chiamato ildielettrico. Il simbolo elettrico del condensatore ricorda la sua costruzione: due piccole lineeparallelecuisonocollegatiidueterminali.[…]

InduttoriUn induttoreè un componentemolto semplice che si comporta inmodo opposto rispetto a uncondensatorechesicomportacomeuncircuitoapertoperlecorrenticontinueelasciapassarelecorrenti variabili. Gli induttori lasciano passare le correnti continue, ma si oppongono allevariazionidicorrente.[…]

TrasformatoriAccoppiando due bobine in modo che il campo elettromagnetico prodotto da una delle duelambiscal’altrasiottieneuntrasformatore.[…]

FusibiliIfusibilisonodeicomponentielettricicreatiperproteggereuncircuitonelcasoincuilacorrenteassorbita sia eccessiva. Nella forma più comune sono costruiti con un cilindretto di vetro cheracchiudeunfilamentochesopportailpassaggiodiunacorrentebenprecisa.[…]

VaristoriUn componente poco noto ai neofiti è il varistore: raramente trattato nei libri di elettronica, sitrovaperòintuttiglielettrodomesticieapparatiindustrialiecommerciali.[…]

DiodiUndiodoèuncomponenteincuilacorrentecircolainunsoloverso.Èundispositivoabbastanzasemplice,anchesemoltoimportanteperchéhamessolebasiperlosviluppodeitransistoredeicircuitiintegrati.

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[…]

LesigleSMDIcomponentiSMDsonomoltopiccoliesullorocorpononc’èmoltospazioperpoterscrivere.Perquesto motivo per diodi, transistor e molti altri piccoli componenti miniaturizzati i produttorihanno deciso di adottare uno standard si marchiatura a due caratteri. Leggendo la sigla di untransistorodiundiodoSMDilpiùdellevoltevi troveretespaesatiperchénontroveretescrittecomuni come 1N4005, 1N4148, BC237 o 2N2222,mamisteriosi codici a due o più lettere. PeresempioilcodiceT4èundiodolacuisiglaturaoriginaleè1N4148.Ilsistemaèpocointuitivoeisolopochidatasheetriportano lamarchiaturaSMDabbreviatadellaparte.Per fortunaesistononumerosetabelledidecodificaonline(gratuite)chepoteteutilizzareperdecifrare icomponentiSMD.Unsitoès-manuals.com(http://www.s-manuals.com/smd/). Icodicidipendonoanchedalformatodelpackagedelcomponente,quindiadunastessasiglapossonofarecapopiùcomponentidiversiasecondacheabbianounpackageSOT-23,SOT-232,SOD-123Fecosìvia.Perdeterminarecorrettamenteilpackageconvienedotarsidiuncalibroemisurareconprecisionelaparte.

Tabella2.6–AlcunecomunisigleSMDMarchiatura Formato Componente

6D SOT-23 BC8176B SOT-23 BC817-25A7 SOT-23 BAV99T4 SOD-123 1N4148Z4 SOT-23 BZX84C6V25B SOT-23 BC807-255B SOT-323 ST6205BS32RG

Figura2.25–DimensioniinmillimetridelpackageSOT-23eSOT-323.

LEDILEDsonoparticolaritipididiodi,chepossonoemettereluce.Sonocomponentidiffusissimie ilnomeèinrealtàunasiglachesignifica“diodoemettitorediluce”(LightEmittingDiode).[…]

TransistorI circuiti elettronici sono disseminati di transistor di vario tipo, con caratteristiche difunzionamentodifferenti,masempreconloscopodicontrollaredellecorrentielevateconpiccoletensioni o altre correnti più deboli. Il transistor più comune, quello inventato nel 1948 è iltransistorbipolareoBJT. Esistonoaltri tipidi transistorcome iFET, iMOSFET,gli IGBTealtridispositiviparticolaricomeSCReTRIAC,moltodiffusinell’elettronicadiconsumoeindustriale.

TransistorBipolare(BJT)

Il transistor bipolare(BJT) è un dispositivo con tre terminali realizzato con altrettanti strati disemiconduttorealternaticheformanounsandwichPNPoNPN.IltransistorBJTèundispositivochepuòcontrollareunagrandecorrenteutilizzandounapiccolacorrenteapplicataaunodeisui

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terminali.

TransistorDarlington

Quando serve un altissimo guadagno è possibile collegare in cascata due transistor in unaconfigurazionechiamata“Darlington”doveicollettorisonounitiel'emettitoredelprimoèunitoallabasedelsecondo.

Figura2.32–DuetransistorinconfigurazioneDarlington.

Transistordigitali

Un transistor digitale è un semplice dispositivo bipolare che contiene al suo interno delleresistenze.

Figura2.33–Schemaequivalentediuntransistordigitale.

Iltransistoraeffettodicampo

I transistor di tipo FET sono praticamente indistinguibili, nell’aspetto esteriore, dai transistorbipolari.Utilizzanoglistessicontenitoriehannotrepiedini,masicomportanoinmododifferente,soprattuttoquandolimisuratepercapiresesonodanneggiatioppureno.

TransistorMOSFET

Il termine MOSFET è in realtà una sigla che significa “transistor a effetto di campo consemiconduttore all'ossido di metallo” (cioè metal-oxide-semiconductor field-effect transistor):moltopiùpraticochiamarloconlasuasigla!IMOSFEThannouncomportamentosimileaquellodeiJFET.

Figura2.35–SimbolicircuitalidiMOSFETacanaleNePditipoenanchmentedepletion.

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LogicLevelMOSFET

UnLogicLevelMOSFETèingradodiraggiungerelamassimaaperturaanchesealgateèapplicatounsegnaledisoli5V.IlMOSFETFQP30N06LèundispositivoenanchementditipoN.

Tiristori

I tiristori sono dei componenti simili a transistor o diodi, ma più adatti per realizzarecommutazioni(switching).Neesistonovarimodellicondiversecaratteristiche.Perchéusareuntiristorequando ci sono transistor eMOSFET?Perché sonodegli switch enonammettono statiintermedi.

SCR

I tiristori o SRC (Rettificatore Controllato, al Silicio) sono diodi controllabili tramite un terzoterminalechiamatogate.Idueterminaliprincipalisonochiamatianodo(A)ecatodo(K).Ildiodonon conduce fino a che non si applica un'opportuna corrente al gate che dipende anche dallatensionepresentetraanodoecatodo.Unavoltaattivatalaconduzione,questaèmantenutafinoachelacorrentedigatenonrestasopraaunacertasogliaminimaecomunqueancheselatensionetraAeKsiinverte.

Figura2.37–StrutturadiunSCR,modelloequivalenterealizzatoconduetransistoresimbolocircuitale.

Triac

Quandoènecessariocontrollareunatensionealternataèpossibileusareunrelèoppureapplicareun controllo più sofisticato e rapido utilizzando un TRIAC. I TRIAC hanno tre terminali e sonosimiliadeitransistordipotenza.Itreterminaliprendonoilnomedigate,MT1eMT2.Applicandounatensionealgate, ilTRIACsiattivae lacorrentepuòscorretetraMT1eMT2inentrambe ledirezioni.Togliendolatensionedalgate,ildispositivos’interrompe.

Figura2.39–SimboloestrutturadiunTRIAC.

Diac

IlDIACèundiodoperlacorrentealternatachesipuòconsiderarecomeunTRIACsenzagate.

IGBT

Gli IGBT (Insulated gate Bipolar Transistor – transistor bipolari con gate isolato) sono dei

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transistor particolari che hanno al posto della base un terminale di gate, isolato dal resto delcomponente. Solitamente gli IGBT sono collegati in parallelo per poter gestire correnti moltoelevate

ReléUnrelèèuninterruttorepilotatoelettricamente.Siutilizzapercontrollare(accendere/spegnere)uncircuitodipotenzautilizzandocorrentietensioniabassolivello,tenendoisolatiiduecircuiti,permotividisicurezza.

Figura2.42–Unrelèeilsuosimbolo.

OptoisolatoriUn optoisolatore è una specie di relè che utilizza la luce generata da un LED per pilotare untransistorchecontrollailflussodicorrentecheloattraversa.Gliopto-isolatoriassomiglianoadeipiccolichip:racchiudonounLEDeunfoto-transistorpostiunodifronteall’altro.

CircuitiIntegrati[…]

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3.Misureestrumentidimisura«L'incertezzadellaconoscenzanoneradiversadallasicurezzadell'ignoranza.»

CharlesBukowski–TaccuinodiunvecchiosporcaccioneInterpretareilcomportamentodellacorrenteelettricanonèunaquestionesemplice.Lacorrenteè invisibileenonè immediato intuirequellocheaccade inuncircuito,soprattuttoseè ignotoenon si conosce neppure il suo schema elettrico. L'unicomodoper raccogliere qualche indizio èquellodieffettuaredellemisurazioniconvaritipidistrumenti.Èpossibilestudiareuncircuito“afreddo”,cioèsenzachesiaalimentatooppure“acaldo”equindifornendoglienergiaemisurandotensioni e correnti. Ovviamente il secondo tipo di misurazioni comporta maggiori rischi per ilriparatore e per il circuito che può danneggiarsi ulteriormente. Gli strumenti che storicamentesonopresenteinognilaboratorioelettronicosonoiltesterel'oscilloscopio:neparleròinquestocapitolo, illustrando anche altri attrezzi che sono utili al riparatore oltre che alle procedure diverificadeicomponenti.

TesteremultimetriNeilibridielettrotecnicasipresentaperognigrandezzaelettricaunospecificostrumentoadattoalla loro misurazione. Per misurare i voltaggi serve un voltmetro, per la corrente c’èl’amperometro, per la resistenza l’ohmmetro e così via. Se le cose fossero veramente così,dovremmo girare con una valigia piena di questi strumenti per effettuare tutte le misurenecessarie. In realtà è possibile trovare degli strumenti di misura singoli solo in situazioniparticolari,comeall’internodipannellidicontrollo,oabordodiqualchemacchinario,doveservemisurare continuamente e precisamente una corrente, una tensione o qualche altra grandezzaelettricapresente.Perpraticitàèpossibileacquistareuntester“universale”ounmultimetrocheriesconoamisuraregrandezzedivario tipo.Questi strumenticostanopochedecinedieuro, sonopiccoli, compattiesolitamentemisurano tensioni, correnti e resistenze.Esistonomultimetriportatili edabanco, alancettaedigitali,automaticiomanuali.Unmultimetropuòincutereunpo’disoggezioneperchésembra un aggeggio abbastanza complicato con numerose scritte a volte poco chiare. Con unminimo di pratica vedrete che non sono affatto complicati da utilizzare e sono i più fedelicompagnidelriparatoreeprogettistaelettronico.Imodellipiùcomuniassomiglianoaunaspeciedi calcolatrice, conundisplaydigitaleacristalliliquidiesolitamentedotatidiunamanopolarotante.Nellaparteinferioresitrovanodueotreforiincuiinserirelesonde.Ildisplaydigitalepuòvisualizzarealcunecifrechiamate“digit”.Ilnumerodicifrevisualizzateèlegatoallaprecisionedellostrumentoeusaunadicituramoltoparticolare,peresempio“tredigitemezzo”.Significacheildisplaypotràvisualizzaretrecifre“complete”(cioètutti i numeri da 0 a 9) e una cifra, la prima, inmodo parziale (a volte solo un semplice “1”).Bizzarria dei costruttori di display e multimetri. Un display da 3,5 cifre può visualizzare almassimoilnumero1999.Iforinellaparteinferioredellostrumentosiutilizzanopercollegarelesondechesonoformatedauncordonedotatodiunconnettoreaunaestremitàediunpuntalesuquellaopposta.Lesondesonosempreunadicoloreneroe l’altrarossa.Lasondanerasicollegasolitamenteallaboccolaconladicitura“COM”,cheindicail“COMune”oilpolonegativo.Solitamentecisonoalmenoaltridueforicerchiatidirosso,incuièpossibilemetterelasecondasonda.Unodeidueforisiutilizzapermisurare correntidi forte intensità. Suunodeimiei strumenti questo ingressoèmarchiatocon “10A”, a significare che la massima corrente misurabile dallo strumento, utilizzando quelcollegamento è di 10 ampere. L’altra boccola, sempre di colore rosso, è quella comunemente

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utilizzataeservepermisuraretensioni,correnti(conamperagginontroppoelevati),resistenzee

continuità.Attornoalforosipuòtrovareunascrittatipo“V/Ω/mA”eavolteancheilsimbolodiundiodo.

Figura3.1–Alcunitesteremultimetripresentinelmiolaboratorio:ilprimohalaselezionedellaportataautomatica,ilsecondoeilterzosonodigitaliel’ultimoèanalogico.

Il commutatore rotante dello strumento serve per impostare il tipo di misura che si desidera

effettuareelaportata.Glistrumentipiùsemplicimisuranotensione,corrente,resistenzaespesso

anchediodiecontinuitàelettrica.Permisurareunatensionecontinuadoveteruotarelamanopola

inmodocheil“cursore”siasullaposizione“V”.Fateattenzioneperchéesistonoduezone“V”:una

per le tensioni continue e una per quelle alternate. Solitamente si distinguono per la presenza

dellasiglaDC(oilsimboloconlineacontinuaetratteggiata)eAC(oilsimboloconlineaondulata).

Per le tensioni continuedovete impostareVDC.Conunmultimetronondovetepreoccuparvi se

aveteinvertitolesonde,equindilapolarità;saràlostessostrumentoaricordarveloaggiungendo

ilsegno“-“primadellalettura.

Imultimetrieconomiciperognitipodimisurariportanopiùvaloripossibili.Peresempio,perla

misuradellatensionetroverete:2V,20V,200V,2000V.Saretevoiadoversceglierequalesaràla

portatamassimada impostarenello strumento.E se si sbaglia?nessunproblema, ilmultimetro

andràafondoscalamanonsidanneggerà.Cosacambiadaunaportataall'altra?semplicementela

precisioneottenibile.Senonaveteideadellatensionechedovretemisurare,partitedaunvalore

grande, per esempio 200V o 2KV, fate una primamisura ed eventualmente riducete la portata

ruotando il selettorecentrale.Quando lostrumentovaa fondoscala,alpostodiuna lettura,sul

display vedrete una scritta tipo “1-” o “0L” (comunque una dicitura “strana”). Imultimetri più

avanzati individuano in automatico la portata da impostare e voi dovrete semplicemente

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impostareiltipodimisuradaeffettuare.

Figura3.2 –Permisurareuna tensionecon il testerè sufficienteappoggiare le sondesuipunti che interessanodelcircuito.Solitamentelasondanerasiappoggiasuunamassaounpuntoa0volt.

Per lamisura della corrente le posizioni del selettore da utilizzare sono quella contrassegnatedalla lettera“A”(chestaper“ampere”).Ancheper lacorrentesonodisponibilivarivaloriper laportataesivaascalareperottenerelacorrettaprecisione.Permisurarelacorrentediuncircuitoè necessario interrompere il filo o la linea che interessa e inserirvi, in serie, lo strumento. Lacorrenteloattraverseràcompletamente,esefosseelevata,c'èilrischiodidanneggiarlo.Bisognaquindifareattenzioneecercaredicapirequalèilsuovaloreprimadicollegarelostrumento.Incasodidubbiomeglioutilizzarelaportatamassima,inserendolasondanell'appositaboccola.

Figura 3.3 – Per misurare una corrente è necessario interrompere il circuito e inserire il tester impostato comeamperometro.

LeresistenzesimisuranoutilizzandoleposizionicontrassegnatedaunaRescegliendolaportataappropriata. Misurare il valore di una resistenza è molto semplice: è sufficiente appoggiaresaldamente ipuntalidelleduesondesui terminalidel componente.Se i terminali sonoossidati,sporchi o comunque opachi, cercate di ripulirli per assicurare che facciano contatto. Prima dimisurare il componente provate a unire i puntali della sonda rossa e nera e verificate che lo

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strumentoindichi“0”.Selaresistenzanonè“libera”,maèsaldatainuncircuitosarànecessarioliberare almeno uno dei suoi terminali per poter ottenere una misura affidabile. A volte ècomunquepossibileazzardareunamisuraconilcomponentecollegato,tantopercercaredicapireseèdanneggiatooppureno,maovviamentelamisuranonsarà“certa”.

Figura3.4–Permisurareilvalorediunaresistenzaimpostateilmultimetrosu“R”eappoggiateipuntalidellesondeaiterminali.Nonimportailverso.

Figura3.5–Permisurareunaresistenzasaldatasuunascheda,primaènecessariodissaldareunodeisuoiterminali.

Oltreallemisuredicorrenteetensionecontinueèpossibileeffettuaremisuredivalorialternati.Ilprocedimento è analogo e valgono tutte le considerazioni fatte per la portata. Per correnti etensionialternatelapolaritàhapocosensoperchésiinvertecontinuamente.PereseguirequestotipodimisuredovreteruotareilcommutatoredelmultimetronelleposizionidiIeAconafiancounapiccolaondinacherappresentalacorrentealternata(oconlascrittaAC).

TesteranalogiciVisaràcapitatoditrovare inqualche laboratoriodeitestera lancetta.Questimodelliesistevanoprima deimultimetri digitali e nonostante sembrino un po' retrò, sono ancoramolto utilizzati.Esistonomodelliditipomoderno,impostaticomeunmultimetro:hannouncommutatorerotativoelesolitetreboccoleperinserireipuntali.Alcunimodellisonopiùspartani:hannosolounaseriediforienonhannouncommutatore:saretevoiacollegarelesondeneiforiopportuni.[…]

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Figura 3.6 – Un tester analogico: non c’è nessun selettore ed è l’utilizzatore a scegliere la portata e a doversipreoccuparedieventualipolaritàefondo-scala.

ContinuitàelettricaUna funzione utilissima e molto utilizzata in ogni tester o multimetro digitale è quella per laverificadellacontinuitàelettrica.Perutilizzarla,collegatelasondaneraaCOMelarossaaV/I/Rdovetrovereteancheilsimbolodiunpiccolodiodoodiunpuntocondeipiccoliarchi.Troveretelostessosimboloanchesullaghieradelselettore:ruotatelaperselezionarequestaposizione.Oraprovateaunirelepuntedelleduesonde:lostrumentodovrebbeemettereunsuonocontinuo.Inquestomodopotreteverificarese traduepuntiesisteuncontattoelettrico.La funzionesembraquasibanalemainfasediriparazioneèmoltoutileperchéquandosiaffrontaunaschedaignotaènecessariocapirechie collegatoacosae l'unicosistemaper farloèquellodi “curiosare”con lesondeutilizzandoilsuonoperidentificareicontatti.Nonutilizzatequestafunzioneseilcircuitoèalimentatoperchépotrestedanneggiare lo strumento.A volte lamisuradi continuità si utilizzaanchepertestareidiodiecoincideconlafunzioneprova-diodi.

Figura3.7–Multimetroutilizzatocometesterdicontinuità.

Leprovedicontinuitàsipossonofareancheconuntesteranalogico:impostatelocomeohmmetroecontrollatelacontinuità,semplicementeverificandochelaresistenzatraduepuntisiaparia0ocomunquemoltobassa.Quandosianalizzauncircuitomoltocomplessopuòcapitarediperdereiltracciatodiunapistaedi non capire più dove finisca. Questo capita soprattutto con circuiti stampati multistrato, chehannodeilivelliinterninonaccessibilienonvisibili.Inquesteschedecapitacheauncertopuntola pista incontri una “via” e quindi sparisca dentro il circuito per riaffiorare chissà dove. Un

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sistemaperricercarevelocementeilpuntodi“riaffioramento”dellapistaèquellodicostruireunapiccolascopacondeifilielettrici“atreccia.[…]

OscilloscopioLo strumento più affascinante e ambito di tutti è l'oscilloscopio. Quando ero piccolo nel miolaboratorio, gli unici strumenti a mia disposizione erano un tester a lancetta e unmultimetro.Nulla di più per costruire e provare i miei primi circuiti. Di certo le cose non sono facili,soprattutto quando si cerca di far funzionare una radio o qualche circuito più complesso. Hosempredesideratoavereunoscilloscopiomaneglianni‘80e‘90,quandononc’eraancoraebay,icostieranotroppoelevatienonhomaiosatochiederneunoaimieigenitori.Hofinalmentepotutoacquistarneunopocotempoaverfondato lamiaprimastartupchiamata“FrankensteinGarage”.Ai tempi, nel 2012, sebbene fossero a disposizione sia strumenti analogici che digitali, dopoessermiinformatoalungo,preferiiunanalogicosiapereconomicitàcheperiltipodiprestazioni.Unoscilloscopiononènulladipiùdiunvoltmetroingradodivisualizzareisegnalisuunpiccoloschermo.Glioscilloscopiservonoperfarsiun'ideaapprossimativadeltipodisegnali, infattinondannomisureprecisissime,mapiuttostoditipo“qualitativo”.Sonodotatidiunaopiùsondeeleregolazionifondamentalisonodiduetipi:l'amplificazionedelsegnaleeiltempodiscansione,cioèquanto ingrandire e quanto veloce leggere. Toccando con la sonda gli elementi di un circuitoalimentato, è possibile “vedere” i segnali che vi circolano. La traccia è creata da un pennelloelettronicochecolpisceuncinescopio (loschermodeivecchiTV,anchechiamatoCRToTuboaRaggi Catodici). Quando la traccia arriva in fondo allo schermo, deve ripartire da capo,ritracciando il segnale. Per tenere il segnale centrato e visibile serve un meccanismo diallineamento, chiamato trigger (o grilletto). Il trigger, solitamente impostato in modalitàautomatica,controlla ilsegnaleequandoquestoè inunafaseparticolare,dailviaal“pennello”,perdisegnarlosulloschermo.Unadellecaratteristichepiùimportantidiunoscilloscopioèlasuabanda,espressainMHz,chedàun'indicazione sulla velocità dei segnali che lo strumento può visualizzare. Un oscilloscopioanalogico “abbordabile” ha una banda da 20, 30, 50MHz; quelli più pregiati arrivano anche alcentinaio diMHz con costi proporzionali alle prestazioni. Gli strumentimoderni sono digitali esolitamente hanno un costo più elevato. Ancora oggi gli oscilloscopi analogici sono apprezzatiperché il segnale pilota direttamente il fascio che “spennella” l'oscilloscopio, senza alcuntrattamentointermedio.L'oscilloscopio più semplice è dotato di una sola traccia, anche se ormai la norma sono glistrumenti con almeno due tracce e quindi dotati di due sonde indipendenti. Lo schermodell'oscilloscopioèsuddivisoinunagrigliacheforniscedeiriferimentiperlamisuradeisegnali.Lesuddivisioniorizzontalipermettonodimisurarel'intensitàdeisegnali,quelleverticaliservonopermisurarneladurata.Ovviamentelemisurenonpossonoesseremoltoprecise,anchesealcunistrumenti,ancheanalogici,fornisconounsistemadicursoripermisuraretempieampiezze.Di fianco al display dell'oscilloscopio troviamo una serie spaventosa di manopole e comandi,simile a quelle che si trovanonella cabinadi pilotaggiodi un aereo! Fortunatamente i comandifondamentalisonopochiesemplici.Aognicanaleèdedicataunasezioneverticale.Troviamopoiunasezionedestinataalcontrollodeitempieunacolonnapercontrollareiltrigger.[…]

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Figura3.9–Ilpannellofrontalediunoscilloscopio.

Alimentatore

Figura 3.11 – Due alimentatori da laboratorio: il primo arriva a 15 volt con corrente massima di 2 A, il secondoraggiungei30voltconcorrentedi10A.

Subito di fianco all’oscilloscopio, sul mio banco da lavoro ho due alimentatori regolabili dalaboratorio. Per alimentare ogni tipo di circuito è necessario disporre di una fonte di energiaflessibile e potente. Potete costruirvi un alimentatore variabile seguendo qualche schemareperibile su Internet, ma se volete far fronte a ogni evenienza è consigliabile disporre di unostrumento potente e affidabile. Un alimentatore regolabile puòmodificare la tensione continuaprodotta e la quantità massima di corrente erogata. I vari modelli differiscono per il valoremassimoditensioneecorrentechepossonooffrireeovviamenteavalorimaggioricorrispondono

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prezzi più alti. La regolazione può avvenire con una manopola singola oppure con due

potenziometri, unoper la regolazionegrossolanaeunoperquelladiprecisione. La regolazione

dellacorrenteèutilissimaevipermettedievitaredanniaicircuitichealimenterete.Anchese il

mioalimentatorepuòarrivarefinoa10ampere,raramentelascioimpostatalacorrentesuvalori

così alti, infatti in presenza di un corto circuito, l’alimentatore non avrebbe problemi a far

circolare tutti e dieci gli ampere di corrente provocando gravi danni. Impostando alminimo il

valoredicorrente, ilcircuitoerogheràsolopochedecineocentinaiadimilliampere,attivandoil

limitatore di corrente in caso di sovraccarichi. In presenza di cortocircuiti o di componenti

danneggiateèquindipossibilefermarsiprimachesiatroppotardi.

Peralimentarealcunicircuitiservonoinvecedelletensionialternatecheuncomunealimentatore

stabilizzato non può fornire. Potete quindi tenervi a portata dimano qualche trasformatore. È

molto utile un trasformatore a 24 volt alternati perché è una tensione molto usata in ambito

industriale.Lasoluzionemiglioreèquelladiacquistareunvariac,cioèuntrasformatorevariabile.Il variachaunamanopolinaper impostare apiacimento la tensionealternata inuscita chepuò

andareda0adunvaloremassimodi250/270volt.Varimodellipossonofornirevariepotenze.

Figura3.14–Ilvariacèuntrasformatorevariabilechepuòprodurreunqualsiasivaloreditensionealternata.

Frequenzimetro[….]

Generatoredisegnali[…]

AnalizzatoreLogico[…]

Chiptester[…]

ProgrammatoreUniversale

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6.Riparareconlastampante3D«WhatIcannotcreate,Idonotunderstand»

RichardFeynman

LaApple cura i suoi prodotti in ogniminimo dettaglio. Quando c'era ancora Steve Jobs, era luipersonalmente a preoccuparsi dell'aspetto e della funzionalità di quanto usciva dalle lorofabbriche con atteggiamento quasi maniacale. Non era raro che a pochi mesi del lancio di unnuovoprodottochiedessedirivedernecompletamenteildesign.Ogniaspetto,ancheminimoeraimportante, così come l'alimentatore “Magsafe” dei macbook che è stato curato nell’aspetto eancheneimateriali.Purtroppoildiavolofalepentolemanonicoperchi…ecosìilcavocheescedall'alimentatore presenta una rigidità particolare che lo rende non troppo flessibile. Forse uncavodi questo tipopuòduraremolti anni,manon se vienepiegato e ritortodi continuo, comeaccade nel punto d'ingresso degli alimentatoriMagsafe. Se avete uno di questi prodotti sapetebenechedopoalcuniannilaguainadelfilosilaceraeilcavosirompeinunpuntodifficilissimodariparare.L'alimentatoreinquestioneèditiposwitching,quindisenzatrasformatore,enonsipuòaprire perché è incollato. Se il cavo si rompenon resta altra soluzione che gettare ilMagsafe eacquistarneunonuovo,amenodiarginare ildannoconcerotti,resine,collantienastroadesivocercandodicontenereildanno.InsommaunlavorodaMerdLab6.

Figura 6.1- Il cavo dell’alimentatore Magsafe si spezza sempre nel medesimo punto. (Foto di Neil Turner -https://www.flickr.com/photos/neilt/3922918719)

Con una stampante 3D è possibile intervenire sul Magsafe in due modi: prevenire il dannocreandodellestruttureche“accompagnano”ilcavoelimitanoisuoimovimenti,oppureadannocompiuto,ricostruireilpassacavochedeveessererimossopereffettuarelariparazione.Nellafotodifigura6.1.sipuòvederecomeunodiquestialimentatoriconilcavodanneggiato.Quandoilmiosi è rotto,per curiosità,ho controllatoon-line il suoprezzoenonappenavista la ciframi sonodeciso immediatamentearipararlo:circa80euro! Ilmioalimentatoreha impiegatocinqueanniper rompersi perché conoscendo l'esistenza del problema ho provveduto immediatamente acrearealcunepartistampatein3Dpercontenerelesollecitazionisulcavo.Lacosahafunzionatobene,poinegliultimimesi l'ultimaprotezionecostruitasiè frantumataeanche ilmiocavosièrotto.Hodovutoquindiripararlo.

6IlMerdLabèunlaboratoriodovelecosesifannounpo'cosìcomeviene,comelefacciamo“tuttiigiorni”,senzaprestaretroppaattenzioneoppuresenzacercaredirisolvereognicosautilizzandounastampante3DcomeaccadeinmoltiFabLabnati inquestiultimianni. IlMerdLabnonesisteveramenteedè solounapaginaprovocatoriadiFaceBookcreatadalgenialeFrancescoRanuccidettoFranux.

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Figura6.2-Strutturastampatain3Dperprevenirelarotturadelcavodell’alimentatoreMagsafe.

L’aperturadell’alimentatorenonèun’operazionesemplice:noncisonovitiperchéleduemetàdelcontenitore esterno sono incollate tra di loro. Prima di combinare qualche pasticcio ho cercatodelle informazioni su Internet. Su molti video di YouTube il Magsafe viene aperto usandosemplicementeunpaiodipinze.Aquestopuntoserveunpo’dicoraggioeforzafisica.Sullatodacuiesceilcavodialimentazionesonopresentiduealetteapribili.S’inserisceilbeccodellapinzanell’alloggiamento delle alette e poi la si apre con forza. Dopo qualche tentativo i due guscidell’alimentatoresisepareranno.Sipuòevitarediaprirecompletamentel’oggettoeconunpo’diattenzioneèpossibiledissaldare i capidel filo anche con l’alimentatore semi-aperto.Dopoaverliberatoifilielettrici,horimossoilpassacavoingomma,tagliatoilcavodialimentazione,staccatouncentimetrodiguainaedopoaverspelatoestagnatoiduefilicentrali,lihorisaldatisulcircuitostampato.

Figura6.3–Peraprirel’alimentatoresipuòusareunapinza.

Figura6.4–Unavoltaaperto,èsemplicedissaldareiduefilidelcavodialimentazione.

Rimaneorailproblemadelpassacavo:quellooriginalenonèpiùutilizzabileenonèfaciletrovareun passacavo che possa andare bene. Possedendo una stampante 3D ho pensato di creare unpassacavo su misura. Ho misurato con un calibro il passacavo, quindi con 123D Design, unprogramma di modellazione 3D, ne ho progettato uno nuovo. Ho dovuto creare un passacavodivisoinduepartiperchéilgiornoseguenteavevounapresentazioneel’alimentatoremiservivasubito,altrimentisarebbestatomegliocreareunpassacavounico,incuiinfilare,alcentro,ilfilo.

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Figura6.5-Progettazionedelnuovopassacavoconunsoftwaredimodellazione3D.

La stampa richiede una decina di minuti per ogni metà dopodiché il Magsafe personalizzato èprontoall’uso.

Figura6.6–IlnuovoMagsafeconpassacavopersonalizzato.

Il risultato ottenuto non è certo meraviglioso e la persona che lo ha inizialmente progettatopotrebbe rigirarsi nella tomba, ma così ho risolto il problema in modo rapido, con granderisparmio e soddisfazione. Tutto questo è possibile grazie alle nuove tecnologie che stannoarrivandosullenostrescrivanie.Lapiùnotatratutteèlastampa3D.

Stampanti3D[…]

IlprocessodistampaFDM[…]

Riparareconlastampa3DA giugno del 2017 ho allestito una piccola sessione di riparazione in collaborazione con illaboratorio PGLabs di Padova. Il primo evento contava pochi partecipanti, anche perché si ètenutoinuncaldissimopomeriggiodigiugnoconletemperaturechesuperavanoi35°C.Primadiiniziareilavorihospiegatoaipartecipantiletecnologieehodatoun’infarinaturateorica.Lapartechepiùdituttehaaffascinatoipartecipantièstataquellasullastampa3D,nontantoperlanovitàdellostrumento,ormainotaa tutti,maper larapiditàe lapraticitàd’applicazione.Homostratodellefotodialcunemieriparazioni“in3D”esonorimastituttistupitieaffascinati,forseancheperaver intuito veramente le potenzialità di questi strumenti. Ai partecipanti era stato richiesto diportareconsequalcosadirottodariparare.TraivarioggettipresentatièarrivatounlettoreCDda DJ (CDJ appunto) che era caduto a terra il giorno precedente: in seguito all’urto, una voltainserito un CD, non lo espelleva più. All’interno della finestrella del lettore si scorgeva il CDbloccato.Premendo il tasto “eject” siudivasolounripetutosuonomeccanicosenzachenulla simuovesse.Perprimacosaabbiamocercatodicapirecome liberare ildisco. I lettoriCDdisolitoprevedonounforellinoincuiinserirequalcosadiappuntitoperpoterestrarreidischibloccati.IlCDJ è dotato di una speciale chiavetta posta sul lato inferiore da infilare in un foro frontale:abbiamo così estratto il disco. Restavano i rumori inquietanti e il fatto che il dispositivo nonaccettava più dischi. Fortunatamente con sole cinque viti è possibile rimuovere la calotta

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superioreeaccedereallaparteinternadellettore.Aprendolocisiamosubitoaccorticheunalevainplasticapresentavaungiocoanomalo.Lalevaeraincernierataaunaseconda,maacausadiunforteurtoleduepartisieranoseparate,unadelledueavevapersoundentino,equestoimpedivailcorrettofunzionamentodelcaricoautomaticodeidischi.Comefareperincernieraredinuovoledueparti?Inizialmenteabbiamopensatodiristampareperinterounadelledueleve,mailpezzoera troppo complesso. Per fare un buon lavoro sarebbe stato necessario estrarre la leva emisurarla precisamente. Abbiamo notato vicino a una delle estremità del pezzo, un foro chepotevaessereusatoperinserireunaguidaounfermocheavrebbetenutolalevanellaposizionecorretta.Misurandoapprossimativamentecon il calibroabbiamodisegnatounaspeciedi “C”dainfilarenella levarotta. Ilpezzodiricambioèstatoprogettatocon123DDesign,semplicementetracciandoilsuoprofiloedestrudendolo.L’operazioneharichiestomenodi10minuti.Ilmodelloesportato in STL è stato poi trattato con Slic3r e stampato in PLA arancione, alla massimarisoluzione (100micron), conunapiccola stampante3D.Dopounquartod’ora eravamoprontipertestareilCDJ.Lapartestampataèstataincastratainunpiccoloforodellalevaefunzionavaadovere.LaslittaperaccogliereiCDentravaeuscivacorrettamente.Questoèunesempiodicomepuò essere efficace e potente una riparazione eseguita con questi mezzi. Ovviamente non èsempretuttocosìfacile.Avolteènecessariorisolvereproblemimeccanici,elettronicieanchedialtranaturaedèrichiestamoltainventiva.

Figura6.41–IllettoreCDperDJ“CDJ”riparatoduranteunasessionediriparazionetenutasiaPadova.

Plasticaarmata[…]

Figura6.52 -Laruotacondadometallicostampataconuninfilldel40%perdaremaggiorerobustezzaalpezzo.Senecessarioèpossibileportarel'infillancheal100%.

Stampietecnichediformatura[…]

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Figura6.55-Dopoaverinsaponatolostampo,siversailsiliconeesiattendequalcheoraperchéiltuttosiindurisca.

Fusionedimetalli[…]

Figura6.59–Lafibbiadapirataprontapersolcareisettemari!

Vetroresine[…]

Figura6.74-Lareplicadelteschiopuòesserelavorata,levigataeverniciatasenzadifficoltà.

Sperocheillibrotisiapiaciuto.Laversionecompletasiacartaceachedigitale,prodottadaLSWR,saràdisponibiledagennaiodel2018.Potraiacquistareillibroinlibreriaosuimaggioribookshopon-line.Paolo Aliverti www.zeppelinmaker.it

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