¿Cómo crear puntos de medición en una PCB para el diagnóstico?

¿Cuál es la mejor manera de implementar un punto en una PCB, donde se puede medir un voltaje (por ejemplo, la salida de un regulador) con un multímetro con el fin de verificar el ensamblaje o el diagnóstico en caso de mal funcionamiento (preferiblemente en Eagle)?

Esto es algo bastante común que desea hacer, y realmente útil para verificar los voltajes.

Un punto de prueba es realmente solo un agujero chapado, tal vez con un buen etiquetado. Eagle tiene una biblioteca llamada testpadque contiene agujeros y almohadillas en todas las formas y tamaños con un bonito símbolo esquemático.

Al colocar los puntos de prueba, recomendaría colocarlos en una cuadrícula global de 0.1 ", lo que significa que si tiene varios cerca uno del otro, puede usar un Veroboard con clavijas de conexión para hacer un accesorio de prueba simple.

Hay múltiples formas de lidiar con la adición de características de prueba a un tablero. Estos funcionarán en cualquier paquete CAD diseñado para esquemas y diseños de PCB.

1. El primer paso es definir un símbolo esquemático para representar un dispositivo de un pin llamado punto de prueba.
2. Coloque una instancia del símbolo del punto de prueba diseñado en el esquema y luego conéctese al nodo del circuito deseado. Puede usar conexiones de nodo con nombre o usar las líneas de conexión esquemáticas. Repita para todos los nodos que necesitan acceso de prueba.
3. Produzca una lista neta a partir del esquema para que incluya los puntos de prueba diseñados en el esquema.
4. Diseñe un símbolo de diseño que sea un componente de pin único que será su componente de punto de prueba. Aquí es donde puede entrar en juego alguna variación.
5. (A) use una almohadilla SMT para un punto de prueba. La ventaja es que solo ocupan espacio en un lado del tablero.
6. (B) use una almohadilla ThruHole con un agujero plateado de tamaño adecuado. Una ventaja de una almohadilla de orificio pasante es que puede facilitar la colocación de una sonda multímetro en su lugar.
7. (C) use una almohadilla ThruHole más grande con un orificio lo suficientemente grande como para acomodar un gancho de agarre o sonda de alcance. Estos se colocarán cerca del borde de la placa para que sea fácil conectarse.
8. (D) haga una huella para un componente de punto de prueba comercial real que se monta en el tablero. La huella podría ser SMT o THMT dependiendo del tipo de punto de prueba que elija. La ventaja clave de este tipo de punto de prueba es que se puede colocar una sonda de captura y permanecerá conectada durante el proceso de medición. La desventaja es el contenido agregado de la lista de materiales y el costo incremental de los componentes.
9. Al colocar componentes en el tablero, incluya el componente de punto de prueba como cualquier otro componente.
10. Cuando importe la lista de red al diseño, la conexión de los puntos de prueba por el designador de referencia se adjuntará a los nodos de circuito deseados.
11. Mueva el punto de prueba a la posición deseada y luego simplemente enrute una conexión de rastreo al cable del componente objetivo.

Puntos de prueba de SMT PAD

Cuando se usan almohadillas SMT para el sondeo del alcance, puede ser beneficioso ubicar las almohadillas GND adyacentes cercanas para que la referencia del alcance del terreno sea lo más corta posible. Hay cables GND de sonda de alcance disponibles que se parecen a la siguiente imagen y están hechos para que sean flexibles pero mantengan la forma. Planifique las almohadillas SMT en consecuencia.

Idea de punto de prueba de agujero pasante

Uso de componentes de punto de prueba

A veces puede ser deseable utilizar un componente de punto de prueba especializado que permita el enchufe directo de una sonda de alcance. Por lo general, se trata de un conjunto de dos partes que tiene un pasador de enchufe central y un clip de tierra separado de tres o cuatro patas.

Esto es desde el punto de vista de la "electrónica de hobby".

Su número de manos es limitado, y la depuración de cosas a menudo requiere jugar con cosas y presionar botones mientras sostiene las sondas, y unos minutos más tarde se encuentra sosteniendo sondas multímetro entre los dientes. Esto no es bueno.

Obtenga una bolsa de estos encabezados de 0.1 "de aliexpress por $ 2.

Ahora, estos son separadores, lo que significa que necesita un cortapelos de ingeniero electrónico de precisión de alta tecnología para cortarlos:

Ahora, pones almohadillas plateadas en tu PCB para usar como puntos de prueba. Su herramienta de diseño de PCB debe tener una huella de punto de prueba, si no es así, use la huella para un conector de 0.1 "con 1 o 2 pines.

Obviamente, las únicas cosas que necesitará probar serán nodos donde NO agregó puntos de prueba, pero estos encabezados de 0.1 "se sueldan muy bien a algunas almohadillas SMD como resistencias si tiene cuidado. En un TQFP200, olvídelo.

De todos modos, obtenga estos "cables de señal arduino" (a menudo llamados cables "Dupont") que se acoplan con sus pines macho.

¡Bueno! Intenta alargarlos lo suficiente, corta un extremo hembra, agrega un plátano y pégalos en tu multímetro. ¡Esto liberará tus manos!

Esto es práctico cuando necesita probar y también ajustar el código al mismo tiempo.

Ahora, para señales más rápidas (es decir, usando su osciloscopio) esto no funcionará muy bien, afortunadamente una sonda telescópica se engancha bastante bien en los encabezados de 0.1 ".

Para señales más rápidas, un encabezado de 2 pines de 0.1 "con conexión a tierra, una resistencia SMD MELF de 50 ohmios y un poco de coaxial en el extremo es bastante agradable. No tiene clasificación GHz pero a velocidades de arduino ... funcionará ... .

También es común agregar resistencias de cero ohmios o un encabezado de 2 pines de 100 mil con un puente en todos sus rieles de potencia. Esto le permite medir la corriente de un dispositivo o subsistema en particular. O caracterice el convertidor de potencia aguas arriba.

Las resistencias en línea en buses compartidos también pueden ser útiles para la resolución de problemas, ya que puede extraer dispositivos del bus.

Si se usan pinzas de cocodrilo, sondas de alcance o agarradores, y estamos hablando de ensamblaje soldado a mano:

Use dos agujeros separados 100 mil para cada punto, haga bucles con todos los recortes de cable de sus componentes y suéldelos. Intente doblar en redondo, por ejemplo, alrededor de un pequeño destornillador, y suéldelos en la placa como primera cosa, colocando el lado del componente sobre algo resistente al calor.

Para los puntos de prueba de RF, audio de bajo nivel o digital rápido (TTL y superior), cree un punto de prueba de tierra MUY CERCA para que pueda conectar un osciloscopio sin captar más interferencia de bucle de tierra que la señal.