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PCB en diseño de probador de circuito

Este dilema se puede resolver de variadas maneras, por lo tanto te enseñamos la solución más completa en nuestra opinión.

Solución:

Sí, este tipo de cosas surgen con regularidad. Nos hemos decidido por un sistema que funciona bastante bien para pizarrones pequeños. He aquí un ejemplo:

La parte superior tiene bisagras en la parte trasera y se balancea hacia arriba. Luego coloque la tabla para probar en la base para ese propósito:

Lo que no puede ver en esa imagen son los pines de pogo que sobresalen del probador debajo del tablero. Cuando la tapa baja, presiona el tablero en puntos cuidadosamente seleccionados. Esto comprime un poco los pines de pogo para que hagan un contacto confiable. Se diseñaron almohadillas en la parte inferior de la placa bajo prueba para este propósito.

Cuando se baja la tapa, un pequeño pestillo se balancea sobre parte del brazo de la tapa:

Esto hace dos cosas. Primero, bloquea la tapa en su lugar manteniendo los pines de pogo comprimidos un poco. En segundo lugar, libera presión sobre un microinterruptor. Este interruptor está conectado al procesador en el probador. Se utiliza como señal para iniciar una nueva prueba.

El diseño general está enlatado, pero los detalles no. Los pines de pogo se mantienen en su lugar mediante la gruesa pieza de plástico atornillada a la placa de prueba. Tiene orificios que hacen juego con las almohadillas de los orificios pasantes de la placa de prueba de abajo. Los soportes de los pines de pogo se colocan en los orificios del plástico desde arriba. Una pequeña pieza de cada soporte sobresale a través de la almohadilla en la placa del probador y luego se suelda desde la parte inferior.

Esta es una forma conveniente de hacer conexiones eléctricas a los pines pogo. Desde el punto de vista de la placa de prueba, son solo componentes de orificio pasante de una sola almohadilla.

Luego, el probador contiene los circuitos que necesita para probar la placa. Esto generalmente incluye fuentes de alimentación controlables con señales de voltaje y corriente que ingresan al micro de control. En este ejemplo, parte del procedimiento de prueba se realizó en una PC y el probador se comunicó con la PC a través de USB. Se utilizó un PIC 18 para ejecutar el probador.

El procedimiento de prueba incluye programar un PIC en este caso. Para eso, generalmente comenzamos con nuestro circuito programador USBProg PIC, pero usamos un PIC más grande para que haya un montón de pines disponibles para la función de prueba. Incluso agregamos 16 comandos reservados al protocolo oficial del programador PIC para admitir probadores que son USBProgs con características adicionales.

Una vez que tenemos los detalles mecánicos de la placa de circuito de prueba, los enviamos a un ingeniero mecánico con el que trabajamos. Luego toma el diseño general del probador y agrega los detalles para ese probador específico. Él diseña la parte inferior de plástico, la tapa, los orificios de montaje exactos, la cubierta superior de plexiglás y cosas por el estilo. Hemos hecho esto varias veces y hemos reducido el proceso a unos pocos $ 1000, generalmente para tres unidades de prueba. Por supuesto, el costo de desarrollar el firmware del probador y el software del host es el mayor gasto.

En general, la figura que el probador tiene aproximadamente el mismo nivel de complejidad que lo que está probando. Debe alertar a la gerencia de esto con anticipación para que sepan que se avecina. Con demasiada frecuencia, piensan que ha terminado con un proyecto cuando obtiene el primer prototipo funcionando en el banco.

Incluso si les ha advertido todo el tiempo, a menudo sigue encontrando gerentes sin experiencia que no quieren tomar 2 meses para desarrollar un probador adecuado, después de haber pasado 4 meses desarrollando un producto que necesita pruebas. La mejor solución que he encontrado es simplemente incluir un probador en el cronograma y el presupuesto desde el primer día, aunque incluso eso no siempre funciona. Los gerentes de bajo nivel particularmente inexpertos tienen una gran capacidad para ser prudentes y tontos.

Respuesta corta: Sí, una cama de clavos es una buena manera de realizar la prueba de su producto.

Descargo de responsabilidad: trabajo como ingeniero de diseño de pruebas creando probadores para este propósito.

Esto es lo que puedo agregar:

Cree una especificación de prueba detallada. Ya sea que usted u otra persona cree un sistema para probar su producto, necesitará documentación clara sobre qué y con qué precisión debe probarlo. También ayuda a aclarar por sí mismo qué elementos del producto desea probar. Una especificación de prueba también detallará a qué puntos de prueba en su PCB desea conectarse con un sistema de prueba.

El tipo de prueba que describe generalmente se conoce como prueba funcional (FCT). Según mi experiencia, hay tres aspectos principales de un sistema FCT:

  1. Accesorio; normalmente una cama de clavos, pero otros accesorios pueden utilizar cables / conectores.

  2. Equipo de prueba; programadores, instrumentación controlada por software (a menudo de National Instruments y / o Keysight) y una PC que ejecuta software que ejecuta y registra los resultados de la prueba.

  3. Software; controladores para comunicarse con instrumentación y programadores y, por lo general, una interfaz de usuario para la persona que ejecuta el sistema de prueba.

Dependiendo de sus recursos, puede comprar un accesorio de cama de clavos, conectarlo a la instrumentación y escribir firmware / software para probar el producto. Muchas empresas que venden dispositivos de prueba también ofrecen soluciones llave en mano en las que trabajarán con usted para seleccionar la instrumentación y desarrollar software para el sistema de prueba.

Diseño PCB personalizados para sistemas de prueba cuando es necesario, pero hay mucha buena instrumentación COTS (comercial, lista para usar) para hacer exactamente lo que usted describe.

Para obtener más imágenes de cómo se ven los accesorios y los sistemas de prueba, la empresa para la que trabajo tiene un par de archivos PDF enumerados en la sección de tutoriales: Tutoriales de verificación de circuitos

Además de la excelente respuesta de Olin, debe capturar todos los resultados de sus pruebas automatizadas, lo que implica que tiene un probador muy capaz; Lo que sigue es útil para explicarle a la gerencia solo por qué necesita una configuración de prueba muy capaz.

En esa nota, el tiempo de prueba manual es muy caro en comparación con el tiempo de prueba automatizado, por lo que una configuración de prueba automatizada capaz ahorrará dinero de forma inherente.

El tiempo de prueba automatizado todavía cuesta dinero, así que después de tener un conjunto de datos razonable (1000 es un buen comienzo), consolide los resultados y ver qué pruebas no han fallado en ninguna unidad.

Estas pruebas deben realizarse por lotes donde el primer elemento y algún otro porcentaje estén sujetos a estas pruebas. (Hay tablas AQL disponibles para determinar cuántas unidades deben recibir estas pruebas).

Tenga en cuenta que la prueba basada en lotes es para garantizar que un lote de unidades o componentes construidos no presente fallas inesperadas; si la línea tiene fallas excesivas, se puede detener antes de acumular demasiadas unidades defectuosas, de modo que sea cual sea el problema, se puede solucionar.

A medida que obtiene más y más resultados de pruebas, puede refinar las pruebas realizadas, lo que puede reducir significativamente el costo y el tiempo involucrados en las pruebas de producción.

Esto es, por supuesto, el Control Estadístico de Procesos y la aplicación adecuada del mismo puede generar ahorros significativos que van directamente a su resultado final.

La última vez que hice esto, logré recortar $ 6 por unidad de la prueba (en promedio) y ejecutar 20k unidades al mes; bueno, queda claro cuando miras los números.

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