7 
0 
La temperatura è il nemico silenzioso di hub, sensori e microcontrollori domestici. Con i dissipatori giusti, la dispersione del calore migliora affidabilità e durata, riducendo blocchi e derating. In questa guida spieghiamo come scegliere tra soluzioni passive, ventole e pasta termica, con criteri pratici e esempi chiari.
Scegli e dimensiona i dissipatori in base a potenza dissipata, aumento di temperatura ammissibile e spazio. Valuta convezione naturale o assistita da ventola, cura le interfacce termiche e verifica in campo con misure affidabili. Così la domotica resta stabile e silenziosa.
Quali tipi di dissipatori esistono per la domotica?
Nei dispositivi domestici trovi soprattutto dissipatori passivi in alluminio, alette basse e compatte, pensati per spazi ridotti e peso contenuto. Per carichi più elevati si usano profili più massicci, a volte con heat pipe o basi in rame.
Come capire quando un dissipatore è sufficiente?
Osserva temperature in servizio: se il componente resta sotto la temperatura massima di giunzione con margine, il dissipatore è adeguato. In caso contrario, serve un modello con minore resistenza termica o una ventola.
I dissipatori passivi sono semplici e affidabili perché non hanno parti mobili. L’alluminio è leggero e costa meno; il rame conduce meglio ma pesa e costa di più. Scegli in base a resa, vincoli meccanici e budget.
In spazi chiusi, il flusso naturale può non bastare: profili ad alette distanziate migliorano la convezione; nei gusci con poche feritoie valuta mini-dissipatori distribuiti su più componenti caldi.
Passi essenziali
- Mappa le fonti di calore e stima la potenza dissipata.
- Calcola l'aumento di temperatura ammesso dal dispositivo.
- Scegli il dissipatore in base a Rθ e spazio disponibile.
- Verifica il flusso d'aria: naturale o con ventola silenziosa.
- Usa interfacce termiche adatte e monta con pressione uniforme.
- Monitora le temperature reali e regola la curva ventola.
- Ottimizza il case: prese e griglie per l'espulsione d'aria.
Come dimensionare un dissipatore?
Parti dal “budget termico”: temperatura ambiente massima prevedibile, più l’aumento accettabile del componente. Collega poi tale aumento alla potenza che il componente dovrà dissipare, così ricavi la resistenza termica richiesta.
Usa la relazione pratica ΔT ≈ P × θJA: se sono previsti 2 W e il sistema tollera +40 °C, serve un percorso termico complessivo intorno ai 20 °C/W.
Valuta i contributi di pacchetto, interfaccia e dissipatore; per misure comparabili esistono standard come la famiglia JESD51.
- Stima la potenza dissipata nel caso peggiore. Usa misure reali o bilanci energetici. Evita stime troppo conservative: gonfiano costi e ingombri.
- Definisci l’aumento di temperatura ammissibile. Considera specifiche di giunzione, ambiente caldo (estate) e margine di sicurezza per invecchiamento e polvere.
- Somma le resistenze termiche note. Pacchetto (θJC/θJA), interfaccia (TIM) e dissipatore si combinano come resistenze in serie: più sono basse, meglio è.
- Scegli il profilo del dissipatore. Alette sottili aumentano la superficie; alette più distanziate aiutano la convezione naturale in spazi ristretti.
- Verifica l’orientamento e il flusso d’aria. Verticale favorisce il moto convettivo; in orizzontale puoi compensare con alette più alte o piccole aperture sul case.
- Valuta il materiale. L’alluminio offre il miglior rapporto costo/peso; il rame riduce gradienti ma è utile soprattutto come base o inserti.
- Curare l’interfaccia termica. Pad o pasta colmano microvuoti. Stendi uno strato sottile e uniforme; serra con coppia adeguata senza deformare PCB o package.
- Prototipa e misura. Usa sensori o termocamere; prova cicli caldi/freddi, polvere e orientazioni diverse. Aggiorna dimensionamento con dati reali.
Gli standard JEDEC JESD51 descrivono metodi e condizioni per caratterizzare le resistenze termiche dei package e dei dissipatori, consentendo confronti affidabili tra prodotti diversi.
Mostra citazione originale
The JEDEC JESD51 series defines methods and conditions for characterizing thermal resistance of packages and heat sinks, enabling reliable comparison across products.
Quando serve aggiungere una ventola al dissipatore?
Se il profilo passivo non raggiunge la temperatura obiettivo, una ventola a bassa rumorosità abbassa la resistenza termica apparente. È utile in quadri elettrici, gateway affollati o carichi continui.
Preferisci ventole più grandi a bassi giri: spostano più aria con meno rumore e vibrazioni. Progetta una curva della ventola progressiva per evitare on/off frequenti e scegli cuscinetti di qualità per la durata.
Quanto rumore è accettabile?
Per ambienti domestici notturni, resta sotto ~25–30 dBA per sensori in camera e 30–35 dBA per hub in soggiorno. Decoupling meccanico e antivibranti riducono risonanze.
Come scegliere l’alimentazione della ventola?
Valuta 5 V o 12 V in base a disponibilità sull’impianto. Il controllo PWM consente regolazioni efficienti; filtri RC o driver dedicati limitano fischi e interferenze EMI.
Dove posizionare i dispositivi e le prese d'aria?
Il posizionamento cambia tutto: in alto l’aria calda ristagna, vicino al muro si formano “sacche” termiche. Prevedi feritoie in basso (ingresso) e in alto (uscita), guidando il flusso.
Secondo la legge di raffreddamento di Newton, più superficie “vede” aria che scorre, maggiore è lo scambio. Evita ostacoli a 1–2 cm dalle alette; usa griglie a bassa perdita di carico e canalizza l’aria verso i punti caldi.
Attenzione ai sensori: tieni lontano il termistore di controllo dalle uscite della ventola per non falsare la lettura. Se l’involucro è IP, bilancia protezione e traspirazione con membrane specifiche.
Quali errori evitare con i dissipatori?
Applicare troppa pasta termica crea uno strato isolante: uno strato sottile e uniforme è più efficace. Evita vernici sulle superfici di contatto: riducono sensibilmente la conduzione.
Non affidarti solo ai datasheet: condizioni di test e montaggi reali differiscono. Misura sempre sul prototipo. Considera anche la dilatazione termica: viti troppo strette possono stressare il PCB o il package.
Controlla la polvere: nei case chiusi le alette strette si tappano nel tempo. Prevedi filtri facilmente rimovibili o pannelli apribili per una manutenzione periodica rapida.
Domande frequenti sui dissipatori
Dubbi comuni e risposte rapide per orientare scelte e installazioni nella domotica.
Domande frequenti
Meglio alluminio o rame in un hub domestico?
L’alluminio offre ottimo rapporto costo/peso e basta nella maggior parte dei casi. Il rame è utile come base o inserto quando servono gradienti minori con ingombri ridotti.
Quando basta un dissipatore passivo senza ventola?
Se con il carico massimo il componente resta sotto la temperatura di giunzione limite con margine di sicurezza, il passivo basta. In caso contrario, considera un dissipatore più grande o una ventola.
Che pasta termica usare per dispositivi smart?
Pad termici semplificano il montaggio e tollerano variazioni di spessore; paste a base silicone o ceramica offrono conduzione migliore ma richiedono applicazione precisa e pulizia in manutenzione.
La ventola può disturbare sensori o radio?
Sì: vibrazioni e campi elettromagnetici possono interferire con microfoni o moduli radio. Usa supporti antivibranti, cavi schermati e tieni la ventola lontana dai sensori sensibili.
I dissipatori influiscono sulla copertura Wi‑Fi?
Metallo vicino alle antenne può schermare. Mantieni distanza dalle antenne stampate, posiziona le alette lateralmente e preferisci involucri con plastiche trasparenti alle radiofrequenze.
Che manutenzione è consigliata in casa?
Pulisci le alette ogni 6–12 mesi, controlla serraggi e eventuali filtri. Verifica la curva della ventola e aggiorna il firmware se introduce controlli termici migliorati.
In sintesi rapida
- Dimensiona con θ e budget termico
- Preferisci raffreddamento passivo quando possibile
- Aggiungi ventola solo se necessario
- Interfacce e montaggio sono decisivi
- Verifica in campo e regola
La progettazione termica nella domotica non richiede strumenti complessi: servono metodo, misure e attenzione ai dettagli. Parti dal budget termico, scegli materiali e profili coerenti con lo spazio, poi prova in condizioni realistiche. Con piccole ottimizzazioni potrai mantenere silenzio e affidabilità senza eccedere con dimensioni o costi.
Se stai aggiornando un sistema esistente, verifica prima i colli di bottiglia: interfacce termiche, orientamento e ventilazione del case spesso sbloccano più di un nuovo dissipatore. Con un approccio incrementale e dati in mano, i risultati arrivano rapidamente e restano nel tempo.