Comment créer des points de mesure sur un PCB pour le diagnostic?

Quelle est la meilleure façon de mettre en œuvre un point sur un PCB, où une tension (par exemple la sortie d'un régulateur) pourrait être mesurée avec un multimètre à des fins de vérification de l'assemblage ou de diagnostic en cas de dysfonctionnement (de préférence à Eagle)?

C'est une chose assez courante à vouloir faire, et vraiment utile pour vérifier les tensions.

Un point de test est vraiment juste un trou plaqué, peut-être avec une belle étiquette. Eagle a une bibliothèque appelée testpadqui contient des trous et des tampons de toutes formes et tailles avec un joli symbole schématique.

Lorsque vous placez des points de test, je recommande de les disposer sur une grille globale de 0,1 ", ce qui signifie que si vous en avez plusieurs les uns à côté des autres, vous pouvez utiliser du Veroboard avec des broches pogo attachées pour faire un montage de test simple.

Il existe plusieurs façons de gérer l'ajout de fonctionnalités de testabilité à une carte. Ceux-ci fonctionneront dans n'importe quel package CAO conçu pour les schémas PCB et les illustrations.

1. La première étape consiste à définir un symbole schématique pour représenter un dispositif à une broche appelé point de test.
2. Placez une instance du symbole de point de test conçu sur le schéma, puis connectez-vous au nœud de circuit souhaité. Vous pouvez utiliser des connexions de noeud nommées ou utiliser les lignes de connexion schématiques. Répétez l'opération pour tous les nœuds nécessitant un accès de testabilité.
3. Produisez une liste nette à partir du schéma afin qu'elle inclue les points de test tels que conçus dans le schéma.
4. Concevez un symbole de disposition qui est un composant à une seule broche qui sera votre composant de point de test. C'est là que certaines variations peuvent entrer en jeu.
5. (A) utilisez un pad SMT pour un point de test. L'avantage est qu'ils ne prennent de la place que d'un côté de la planche.
6. (B) utilisez un tampon ThruHole avec un trou plaqué de taille appropriée. Un des avantages d'un coussinet pour trous traversants est qu'il peut faciliter la mise en place d'une sonde multimètre.
7. (C) utilisez un tampon ThruHole plus grand avec un trou assez grand pour accueillir un crochet de capteur ou une sonde de portée. Ceux-ci seraient placés près du bord de la carte de sorte qu'il soit facile de s'y connecter.
8. (D) faire une empreinte pour un composant de point de test commercial réel qui est monté sur la carte. L'empreinte peut être SMT ou THMT selon le type de point de test que vous choisissez. Le principal avantage de ce type de point de test est qu'une sonde de saisie peut être placée et restera connectée pendant votre processus de mesure. L'inconvénient est le contenu de nomenclature ajouté et le coût incrémentiel des composants.
9. Lorsque vous placez des composants sur la carte, incluez le composant de point de test comme tout autre composant.
10. Lorsque vous importez la liste nette dans la mise en page, la connexion des points de test par désignation de référence sera attachée aux nœuds de circuit souhaités.
11. Déplacez le point de test dans la position souhaitée, puis routez simplement une connexion de trace vers le câble du composant cible.

Points de test SMT PAD

Lorsque vous utilisez des électrodes SMT pour la détection de l'oscilloscope, il peut être avantageux de localiser les électrodes GND adjacentes à proximité afin que la référence au sol de l'oscilloscope soit aussi courte que possible. Il existe des fils GND de sonde d'oscilloscope disponibles qui ressemblent à l'image suivante et sont conçus pour être flexibles mais tenir la forme. Planifiez les pads SMT en conséquence.

Idée de point de test de trou traversant

Utilisation des composants du point de test

Parfois, il peut être souhaitable d'utiliser un composant de point de test spécialisé qui permet de brancher directement une sonde de portée. Il s'agit généralement d'un ensemble en deux parties doté d'une broche de prise centrale et d'un clip de mise à la terre à trois ou quatre pattes séparé.

C'est du point de vue de "l'électronique de loisir".

Votre nombre de mains est limité et le débogage nécessite souvent de jouer avec des trucs et d'appuyer sur des boutons tout en tenant des sondes, et quelques minutes plus tard, vous vous retrouvez avec des sondes multimètres entre vos dents. Ce n'est pas bon.

Obtenez un sac de ces en-têtes 0,1 "d'aliexpress pour 2 $.

Maintenant, ceux-ci sont séparables, ce qui signifie que vous avez besoin d'un coupe-fil électronique de haute précision pour les couper:

Maintenant, vous mettez des tampons plaqués sur votre PCB pour les utiliser comme points de test. Votre outil de conception de PCB doit avoir une empreinte de point de test, si ce n'est pas le cas, utilisez l'empreinte pour un connecteur de 0,1 "avec 1 ou 2 broches.

De toute évidence, les seules choses que vous devrez tester seront des nœuds où vous n'aurez PAS ajouté de points de test, mais ces en-têtes de 0,1 "se soudent très bien à certains pads SMD comme des résistances si vous faites attention. Sur un TQFP200, oubliez-le.

Quoi qu'il en soit, procurez-vous ces "câbles de signal Arduino" (souvent appelés câbles "Dupont") qui s'accouplent avec vos broches mâles.

Bien! Essayez de les faire assez longtemps, coupez une extrémité femelle, ajoutez une banane à la place et collez-les dans votre multimètre. Cela libérera vos mains!

C'est pratique lorsque vous devez tester et modifier le code en même temps.

Maintenant, pour des signaux plus rapides (c'est-à-dire utiliser votre oscilloscope), cela ne fonctionnera pas très bien, heureusement une sonde d'oscilloscope se verrouille assez bien sur les en-têtes de 0,1 ".

Pour des signaux plus rapides, un en-tête à 2 broches de 0,1 "avec masse, une résistance SMD MELF de 50 ohms et un peu de câble coaxial à la fin est plutôt sympa. Il n'est pas évalué en GHz mais à des vitesses Arduino ... cela fonctionnera .

Il est également courant d'ajouter des résistances de zéro ohm ou un en-tête à 2 broches 100 mille avec un cavalier sur toutes vos rails d'alimentation. Cela vous permet de mesurer le courant d'un périphérique ou d'un sous-système particulier. Ou caractérisez le convertisseur de puissance en amont.

Les résistances en ligne sur les bus partagés peuvent également être utiles pour le dépannage, car vous pouvez retirer les périphériques du bus.

Si des pinces crocodiles, des sondes de portée ou des pinces sont utilisées, et nous parlons d'un assemblage soudé à la main:

Utilisez deux trous distants de 100 pour chaque point, faites des boucles sur toutes les coupures de fils de vos composants et soudez-les. Essayez de faire un coude rond, par exemple autour d'un petit tournevis, et soudez-les dans la carte en premier lieu, placer le côté composant sur quelque chose de résistant à la chaleur.

Pour les points de test RF, audio de bas niveau ou numérique rapide (TTL et supérieur), créez un point de test au sol TRÈS PRÈS afin de pouvoir connecter un oscilloscope sans capter plus d'interférences de boucle de terre que de signal.