4. Il Tester, i Componenti e la Saldatura
Questo manuale, basato sulle dispense create e distribuite dall'Associazione Italiana Radioamatori Ari.it vuole essere un riassunto completo della Lezione 4 del corso ARI CV e HL per l'esame di patente radiooperatore: come funzionano i tester analogici e digitali nelle sue tre funzioni (voltmetro, amperometro, ohmetro), come riconoscere i simboli dei componenti elettronici e come eseguire una saldatura perfetta su circuito stampato.
Lo Strumento di Misura: il Tester
Il tester (detto anche multimetro) è il primo strumento da acquistare per lavorare in campo elettronico. Permette di misurare i volt di una tensione, gli ampere di una corrente e gli ohm di una resistenza, riunendo in un unico strumento le funzioni di voltmetro, amperometro e ohmetro.
Esistono due grandi categorie di tester:
- Tester Analogici — dotati di una lancetta che si muove su una scala graduata. Al loro interno è presente un microamperometro (da 10, 20 o 30 µA) e un commutatore meccanico che collega resistenze in serie (portata voltmetro) o in parallelo (portata amperometro).
- Tester Digitali — privi di lancetta; mostrano il valore su un display LCD a cifre numeriche. Un convertitore analogico-digitale interno traduce il segnale in un numero visualizzato sui segmenti del display.
Scegli sempre un tester analogico con sensibilità non inferiore a 20.000 Ω × V. Più alto è questo valore, minore sarà l'errore introdotto nelle misure su partitori resistivi. Da scartare tutti i tester con sensibilità inferiore a 20.000 Ω × V.
Scegli un modello con almeno 4 display (3 cifre e mezzo) che mostri i simboli Ω, KΩ, MΩ, µV, µA, mA sul display. La prima cifra a sinistra può visualizzare solo il numero 1 (per questo si parla di "3½ cifre"), quindi la portata 200 V mostra al massimo 199,9 V.
Funzione Voltmetro
Per leggere una tensione, il commutatore inserisce in serie allo strumento microamperometro una resistenza il cui valore si calcola con la formula:
R_serie = (Volt / µA) × 1.000.000 − Ri
Dove:
Volt = tensione da leggere a fondo scala
µA = valore in microampere dello strumento
Ri = resistenza interna dello strumento [Ω]Esempio pratico con strumento da 20 µA e Ri = 1.200 Ω, portata 1 V fondo scala:
(1 : 20) × 1.000.000 − 1.200
= 0,05 × 1.000.000 − 1.200
= 50.000 − 1.200
= 48.800 Ω
Sensibilità totale: 48.800 + 1.200 = 50.000 Ω × VPer un tester con 6 portate (1 - 3 - 10 - 30 - 100 - 300 V), le resistenze da applicare in serie sono:
Portata Resistenza in serie
1 V → 48.800 Ω
3 V → 148.800 Ω
10 V → 498.800 Ω
30 V → 1.498.800 Ω
100 V → 4.998.800 Ω
300 V → 14.998.800 ΩSul quadrante di un tester analogico sono presenti due scale CC (0–30 V e 0–100 V) e due scale AC. Ruotando il commutatore sulle portate 0,3 – 3 – 30 – 300 V si legge sulla scala dei 30 V; sulle portate 1 – 10 – 100 V si legge sulla scala dei 100 V, applicando il fattore di divisione o moltiplicazione corrispondente.
Funzione Amperometro
Per leggere valori di corrente più elevati rispetto alla sensibilità dello strumento, si collegano resistenze in parallelo al microamperometro, riducendone la sensibilità. La formula per calcolare la resistenza di shunt è:
R_parallelo = (mA × Ri) / (XmA − mA)
Dove:
mA = milliampere dello strumento
Ri = resistenza interna [Ω]
XmA = milliampere del fondo scala da leggerePer un tester da 20 µA (= 0,02 mA) e Ri = 1.200 Ω, con 5 portate (0,3 – 3 – 30 – 300 – 1.000 mA):
Portata Resistenza in parallelo
0,3 mA → 85,75 Ω
3 mA → 8,05 Ω
30 mA → 1,00 Ω
300 mA → 0,80 Ω
1.000 mA → 0,024 Ω (= 1 A)Funzione Ohmetro
Per misurare resistenze, lo strumento utilizza come tensione di riferimento una pila interna da 1,5 V e misura la corrente che scorre attraverso la resistenza incognita. La formula per la resistenza da porre in serie è:
R1 = (Volt × 1.000) / mA − Ri
Dove:
Volt = tensione della pila (1,5 V)
mA = milliampere dello strumento (0,02 mA)
Ri = resistenza interna [Ω]
Esempio: ((1,5 × 1.000) : 0,02) − 1.200 = 73.800 ΩCome funziona la lettura: cortocircuitando i due puntali, la lancetta va a fondo scala (0 Ω a destra). Applicando una resistenza esterna pari a R1 + Ri (75.000 Ω), la lancetta si posiziona a metà scala. Più alta è la resistenza misurata, meno corrente scorre e più la lancetta deflette verso sinistra (valori alti di Ω). Per questo la scala degli ohm è logaritmica e si legge da destra (0 Ω) verso sinistra (infinito Ω).
Per le portate dell'ohmetro il commutatore introduce 4 fattori di moltiplicazione: ×1, ×10, ×100, ×1000. Se la lancetta indica 18 Ω sulla scala e la manopola è su ×100, il valore è 1.800 Ω.
Ogni volta che si cambia portata ohmetrica, occorre cortocircuitare i due puntali e ruotare il trimmer di taratura fino a portare la lancetta esattamente su 0 Ω (fondo scala destro). Se non si effettua questa taratura, tutte le letture saranno errate.
Non toccare mai i terminali della resistenza con entrambe le mani durante la misura: il corpo umano ha una propria resistenza che si somma al valore misurato. Appoggiate sempre la resistenza su un tavolo di legno e usate i puntali senza tenerli con le dita sulle punte metalliche.
Analogico vs Digitale: Confronto
Svantaggi del tester analogico:
- Scale multiple — occorre scegliere la scala giusta in funzione della portata selezionata e applicare fattori di divisione/moltiplicazione.
- Microamperometro delicato — misurare per errore 100 V sulla portata da 3 V fa sbattere la lancetta sul fondo scala deformandola irreparabilmente. Regola: partire sempre dalla portata massima (300 V o 300 mA) e scendere fino alla portata adeguata.
- Polarità obbligatoria — in CC e per le misure ohmetriche, il puntale rosso (positivo) va nella boccola "+", il nero nella "COM". Solo per le misure in AC la polarità non è rilevante.
Vantaggi del tester digitale:
- Alta resistenza interna (circa 1 MΩ × V su tutte le portate), che riduce al minimo l'errore sui partitori resistivi.
- Lettura diretta — il valore appare in cifre sul display, eliminando l'ambiguità delle scale graduate.
- Nessuna lancetta da deformare in caso di sovraccarico — lo strumento mostra "1" o "OL" (Over Limit) invitando a passare a una portata superiore.
Misurando la tensione ai capi di una resistenza in un partitore resistivo, la resistenza interna del tester si aggiunge in parallelo, abbassando il valore letto. Con un tester da 10.000 Ω/V su un partitore 82kΩ+82kΩ alimentato a 12 V si leggono solo 4,25 V invece di 6 V. Con un digitale da 1 MΩ si legge 5,76 V, molto più vicino al valore reale. Le tensioni indicate negli schemi elettrici sono sempre riferite a voltmetri elettronici.
Simboli e Sigle dei Componenti Elettronici
Ogni componente elettronico è rappresentato negli schemi da un simbolo grafico e identificato da una sigla. Di seguito i principali:
Sigla Componente
R Resistenza
R Trimmer (resistenza regolabile)
R Potenziometro
FR Fotoresistenza (LDR)
C Condensatore ceramico o poliestere
C Compensatore
C Condensatore elettrolitico (polarizzato)
DS Diodo al silicio
DZ Diodo Zener
DV Diodo Varicap
DL Diodo LED
FD Fotodiodo trasmittente
TR Transistor (BJT)
FT FET (transistor a effetto di campo)
SCR Diodo SCR (thyristor)
TRC Diodo TRIAC
F Fusibile
S Interruttore / Deviatore
P Pulsante
RS Ponte raddrizzatore
T Trasformatore
L Bobina / Induttore
JAF Impedenza (choke)
XTAL Quarzo
Batt. Batteria
MIC Microfono
AP Altoparlante
CUF. CuffieTutti i componenti elettronici hanno una tolleranza: le resistenze variano tipicamente tra il 5% e il 10% rispetto al valore nominale. Non bisogna preoccuparsi di questo, perché i circuiti vengono progettati tenendo già conto delle tolleranze. Quando servono valori esatti si usano trimmer o compensatori tarabili sul valore richiesto.
Saldatura: Strumenti e Materiali
La saldatura è l'abilità fondamentale per chiunque voglia lavorare con l'elettronica. È più facile di quanto sembri e richiede pochi strumenti economici.
Strumenti necessari:
- Saldatore elettrico — la punta metallica si scalda fino a circa 200°C. Un modello a forma di matita è sufficiente per iniziare (~12 €). Per chi salda spesso, una stazione saldante con regolazione della temperatura è l'ideale (~50 €).
- Supporto per saldatore con spugna bagnata (~5 €) — per appoggiarvi il saldatore caldo in sicurezza e pulire la punta dagli ossidi.
- Tronchesine (~5 €) — per tagliare i terminali in eccesso dopo la saldatura.
- Pinza a becco lungo (~4,5 €) e spelafili (~8 €) — accessori utili ma non indispensabili.
- Occhiali di protezione (~2 €) — consigliati durante il taglio dei terminali.
Lo stagno giusto: per i montaggi elettronici usare esclusivamente stagno 60/40 (60% stagno, 40% piombo) con anima di disossidante non corrosivo. Fonde a circa 190–195°C. Il 50/50 e il 33/67 non sono idonei per l'elettronica. Lo stagno è reperibile in filo da 1 mm (professionale) o 2 mm (comune); 500 g bastano per anni (~25 €).
1. Non toccare mai la punta del saldatore: raggiunge ~200°C. 2. Il piombo è velenoso: lavate le mani accuratamente dopo aver saldato. 3. Quando tagliate i terminali, tenete sempre il filo con una mano per evitare che i mozziconi volino verso gli occhi. Usate occhiali protettivi.
Il fumo prodotto durante la saldatura proviene dal disossidante (flux) che brucia e contiene sostanze chimiche nocive. Non respirare i fumi. Soffiare delicatamente per tenerli lontani dal viso. Per saldature senza piombo, assicurarsi che l'ambiente sia ben ventilato.
Tecnica di Saldatura Passo per Passo
I circuiti stampati (PCB) sono basette isolanti con piste in rame che collegano le piazzole (pad) forate dove si inseriscono i piedini dei componenti. I componenti vanno montati sul lato superiore (dove non ci sono le piste) e saldati sul lato inferiore.
Procedura di saldatura (12 step):
1. Prepara la punta: quando il saldatore è caldo, stendi sulla
punta un sottile strato di stagno 60/40 (stagnatura iniziale).
Il disossidante brucia gli ossidi e rende la punta lucida.
2. Inserisci il componente nel PCB, piega i piedini a 45° sul
lato inferiore per tenerlo fermo mentre capovolgi la scheda.
3. Pulisci la punta sfregandola sulla spugna bagnata prima di
ogni saldatura — gli ossidi isolano termicamente la punta.
4. Appoggia la punta PULITA (senza stagno) sulla piazzola E
sul terminale contemporaneamente per ~1 secondo per
riscaldare entrambi.
5. Avvicina 1–3 mm di filo di stagno SOTTO la punta
(non sopra). Lo stagno deve sciogliersi a contatto con
il metallo caldo, non con la punta del saldatore.
6. Togli il filo di stagno.
7. Mantieni la punta sulla piazzola e sul terminale per
~1 secondo in più, per permettere al disossidante di
bruciare gli ossidi e allo stagno di fluire uniformemente.
8. Togli il saldatore. Non muovere il giunto per ~1 secondo
mentre lo stagno si raffredda e solidifica.
9. Osserva la saldatura: deve essere argentata e lucida,
coprire tutta la piazzola con un piccolo rigonfiamento
attorno al terminale. Se è grigia e opaca → rifai la
saldatura (saldatura fredda).
10. Pulisci subito la punta sulla spugna/feltro per togliere
lo stagno bruciato (privo di disossidante).
11. Taglia i terminali in eccesso con la tronchesina,
posizionandola con la superficie piatta parallela al PCB,
sopra la saldatura. Tieni il filo con l'altra mano.
12. Se lo stagno è piatto o vedi il foro della piazzola →
aggiungi altro stagno. Se c'è un ponte tra piazzole →
appoggia la punta sul rigonfiamento e sbatti la scheda
sul tavolo per rimuovere lo stagno in eccesso.Una saldatura perfetta si presenta di colore argento brillante, copre uniformemente tutta la piazzola e crea un piccolo rigonfiamento liscio attorno al terminale. Una saldatura fredda (imperfetta) è grigio opaca con superficie granulosa simile alla buccia di un'arancia: va rifatta.
Un PCB monofaccia ha le piste in rame su un solo lato della basetta isolante (vetronite). Il PCB a doppia faccia ha piste su entrambi i lati, collegati tra loro tramite fori metallizzati. Sul lato dei componenti è sempre presente un disegno serigrafico che indica la sagoma e la sigla di ogni componente (R1, C2, DS1, TR1, ecc.).