{"id":52119,"date":"2026-07-23T10:08:51","date_gmt":"2026-07-23T02:08:51","guid":{"rendered":"https:\/\/pcbcool.com\/?p=52119"},"modified":"2026-07-23T11:10:45","modified_gmt":"2026-07-23T03:10:45","slug":"trackside-axle-counter-sensor-pcba-case-study","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/pcbcool.com\/it\/case-studies\/trackside-axle-counter-sensor-pcba-case-study\/","title":{"rendered":"Studio di caso: PCB del sensore contatore assiali di tracciato"},"content":{"rendered":"
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In un sistema di segnalamento ferroviario, un contata sbarre utilizza sensori a bordo binario per rilevare il passaggio delle ruote e aiutare a determinare se una sezione di binario \u00e8 occupata o libera. Il PCBA in questo progetto si trova all'inizio di tale processo, dove sono essenziali un'affidabile rilevazione delle ruote e l'elaborazione del segnale.<\/p>

PCBCool<\/a> Recentemente abbiamo lavorato su un circuito stampato per un sensore di rilevamento ruote a bordo pista per questo tipo di sistema di conteggio assali. Abbiamo selezionato il progetto come caso di studio rappresentativo per mostrare come \u00e8 progredito dallo sviluppo del prototipo al successivo programma di produzione.<\/p>

Nota: questo studio di caso \u00e8 pubblicato con il permesso del cliente e il cliente lo ha revisionato prima della pubblicazione.<\/p><\/blockquote>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Contesto del progetto<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Il cliente \u00e8 una filiale europea indipendente di un gruppo tecnologico ferroviario globale fondato nel 1938, con oltre 50.000 dipendenti in tutto il mondo. Il gruppo fornisce infrastrutture ferroviarie e apparecchiature di segnalamento, inclusi sistemi di conteggio degli assi, circuiti di binario, segnali ferroviari e sistemi di controllo degli scambi, ai principali operatori ferroviari in tutta Europa.<\/p>

Per questo progetto, il cliente ha selezionato il servizio chiavi in mano di PCBCool. La collaborazione \u00e8 iniziata con 20 prototipi assemblati e successivamente si \u00e8 estesa a un programma continuo di 800 schede PCBA, coprendo otto varianti di schede correlate utilizzate all'interno dello stesso sistema di segnalamento.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Specifiche PCB<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Parametro<\/th>Specifica<\/th><\/tr><\/thead>
Progettazione PCB<\/td>Scheda PCB a 6 strati progettata in Cadence Allegro 25.1<\/td><\/tr>
Formato bacheca<\/td>Scheda sensore lunga e stretta a lato binario con pad di terminali su entrambe le estremit\u00e0<\/td><\/tr>
Materiale di base<\/td>FR-4 ad alta Tg, Tg \u2265170\u00b0C<\/td><\/tr>
Spessore finito<\/td>1,6 mm tipico<\/td><\/tr>
Peso del rame<\/td>strati esterni da 1 oncia; strati interni da 0,5\u20131 oncia<\/td><\/tr>
Finitura superficiale<\/td>ENIGMA<\/td><\/tr>
Minimo Traccia \/ Spazio<\/td>5 mil \/ 5 mil (0,127 mm)<\/td><\/tr>
Dimensione minima trapano<\/td>0,2 mm<\/td><\/tr>
Tolleranza di foratura<\/td>\u00b10,05 mm<\/td><\/tr>
Processi Speciali<\/td>Via-in-pad e controllo dell'impedenza<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Riferimenti alla progettazione ferroviaria<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Standard<\/th>Applicazione<\/th><\/tr><\/thead>
EN 50125<\/td>Condizioni ambientali per le apparecchiature ferroviarie<\/td><\/tr>
EN 50121<\/td>Requisiti di compatibilit\u00e0 elettromagnetica ferroviaria<\/td><\/tr>
EN 50155<\/td>Requisiti delle apparecchiature elettroniche utilizzate come riferimento di progettazione del progetto<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Componenti principali della distinta base<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Funzione<\/th>Componente<\/th><\/tr><\/thead>
ACU<\/td>ST STM32U073RCI6<\/td><\/tr>
Convertitore buck<\/td>TI TPS62840DLC<\/td><\/tr>
Sensore magnetico<\/td>Sensore a effetto Hall 3D TI TMAG5173A2-Q1<\/td><\/tr>
Sensore di temperatura e umidit\u00e0<\/td>TI HDC3022QDEFRQ1<\/td><\/tr>
Traduttore di Livello<\/td>Traduttore di livello TI TXU0104RUTR a 4 bit<\/td><\/tr>
Protezione del circuito<\/td>Array TVS Littelfuse SC3051-04HTG<\/td><\/tr>
Orologio<\/td>Cristallo Abracon da 32.768 kHz<\/td><\/tr>
Condensatori<\/td>Murata condensatori da 4,7 \u00b5F, 10 \u00b5F e 100 nF<\/td><\/tr>
Induttore<\/td>Induttore da 2,2 \u00b5H<\/td><\/tr>
Resistori<\/td>Resistenze Vishay<\/td><\/tr>
Distinta base<\/td>16 righe di articoli<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Requisiti di assemblaggio<\/h3> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Parametro<\/th>\nRequisito<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Approvvigionamento Componenti<\/td>\nApprovvigionamento di componenti chiavi in mano 100%<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Processo di assemblaggio<\/td>\nassemblaggio SMT<\/a>, inclusi pacchetti senza piombo BGA, QFN e altri<\/td>\n<\/tr>\n
Rivestimento protettivo<\/td>\nRivestimento conformale per la protezione ambientale dei bordi pista<\/td>\n<\/tr>\n
Assemblaggio connettore<\/td>\nSaldatura a onda selettiva per connettori a foro passante<\/td>\n<\/tr>\n
Ispezione<\/td>\nAOI<\/a> e Ispezione a raggi X<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Test<\/td>\nTest elettrici prima della spedizione<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Sfide del progetto<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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La difficolt\u00e0 di questo progetto non \u00e8 derivata da una singola specifica tecnica, ma da diversi vincoli che si sono presentati contemporaneamente.<\/p>

Il circuito stampato utilizzava una costruzione a 6 strati con strutture via-in-pad e piste e spaziatura di 5 mil. Complessivamente, queste caratteristiche richiedevano un livello di controllo di processo che si avvicinava a Produzione HDI<\/a> e aumentato il rischio di produzione. Poich\u00e9 alcune vie erano posizionate direttamente nei pad dei componenti, qualsiasi perdita di saldatura nella via o irregolarit\u00e0 sulla superficie del pad poteva influire sull'alloggiamento del componente e sulla coerenza delle giunzioni saldate. Con un ordine iniziale di sole 20 schede, c'era anche poco margine di resa.<\/p>

Il BOM di 16 righe ha aggiunto una sfida di approvvigionamento separata. Includeva sensori qualificati per l'automotive e diversi componenti con disponibilit\u00e0 limitata o incerta. Ogni componente doveva corrispondere alle specifiche approvate, rimanere tracciabile e arrivare in tempo per l'assemblaggio. L'approvvigionamento dei componenti non \u00e8 stato quindi un compito amministrativo separato; \u00e8 diventato parte integrante del programma di produzione.<\/span><\/p>

I prototipi dovevano anche arrivare entro la finestra di collaudo fissa del cliente. Progetti a basso volume e con breve preavviso spesso comportano tempi di consegna pi\u00f9 lunghi e premi per piccoli lotti, soprattutto quando la fabbricazione e l'assemblaggio dei PCB sono gestiti da fornitori diversi.<\/p>

Questo era il modello che il cliente stava davvero testando:\u00a0<\/p>

Se un partner potesse gestire produzione ad alta affidabilit\u00e0, produzione a basso volume e tempi di consegna rapidi senza dividere la fabbricazione e l'assemblaggio di PCB tra fornitori separati.<\/p><\/blockquote>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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Soluzione ingegneristica<\/h2> \n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Dopo aver esaminato queste sfide, il nostro team di ingegneri ha adottato le seguenti misure:<\/p>