Équipement essentiel pour les débutants en test de PCB

Lorsque vous commencez tout juste vos aventures dans la conception de PCB, vous aurez finalement besoin de tester vos cartes prototypes. La prototypage et les tests sont des tâches très importantes pour tout concepteur, mais vous devez disposer du bon ensemble d'équipements pour vous assurer de pouvoir obtenir des résultats précis.

Dans cet article, je vais passer en revue certains des équipements de test de base que les nouveaux ingénieurs devraient avoir afin de tester et de déboguer leurs cartes prototypes. Nous ne parlons pas ici de construire un grand laboratoire d'entreprise, nous sommes plus préoccupés par vous donner les capacités de base dont vous avez besoin pour tester et vérifier vos premiers projets. Si vous êtes créatif et que vous utilisez des détaillants en ligne, vous pouvez probablement trouver tout ce qui est dans cette liste pour environ 600 $. Cela vous donnera les capacités de base dont vous aurez besoin pour commencer afin que vous puissiez développer vos compétences et votre équipement de test au fil du temps.

Liste d'achats pour le nouvel ingénieur

Multimètre avec plusieurs sondes

Un multimètre de base est l'outil principal de tout ingénieur qui a besoin de sonder et de tester un prototype de PCB. Il existe de nombreuses options de multimètres de base qui fournissent toutes les mesures et plages standard avec une haute précision. Certains permettront également de mesurer la température avec une sonde spéciale.

Votre multimètre devrait offrir différentes options pour les sondes, y compris des sondes à pointe très fine qui permettent de tester des composants très petits. Toucher un composant 0402 ou 0201 avec une sonde large peut être très difficile, donc il est judicieux d'acheter un jeu supplémentaire de sondes à pointe très fine pour votre multimètre.

Pont USB vers série

Pour les passionnés d'embarqué, un développeur aura besoin de communiquer des commandes à un chip sur un PCB, et la manière la plus simple de faire cela est avec un pont USB vers série. Ces dispositifs se branchent sur un port USB et vous permettent d'envoyer des commandes à un dispositif distant via la connexion USB. L'interface est habituellement UART/USART, et les commandes peuvent être envoyées via PuTTy ou TeraTerm. Ces dispositifs sont parfois basés autour d'une simple puce FTDI ; vous pouvez également suivre l'exemple montré dans ce projet récent d'Altium Designer de Zach Peterson.

Programmeur

Si vous développez avec l'IDE d'un fournisseur, alors vous aurez besoin d'un outil du fournisseur pour flasher et programmer le processeur sur votre carte. Cela peut être réalisé avec un outil de programmation du fournisseur. Tous les fournisseurs ne créent pas ces outils, mais il existe des modules tiers qui peuvent s'intégrer à votre conception, et vous utiliserez un logiciel pour transférer un binaire sur le dispositif final.

Par exemple, Microchip a développé leur module MPLAB et logiciel pour programmer des applications sur les microcontrôleurs PIC. Un autre outil populaire est le programmeur PRESTO de ASIX, qui prend en charge une longue liste de microcontrôleurs et de mémoires flash.

Fer à Souder et Fil

Les kits de soudure de base et le fil de petit calibre sont indispensables pour les tests et le débogage. Il est très courant que vous ayez besoin de souder un petit fil, d'enlever un composant ou de remplacer un composant pendant les tests. Procurez-vous un kit de soudure à bas prix avec contrôle de la température et plusieurs embouts. Vous devriez également obtenir du fil de soudure, de la pâte à souder, et un fil tressé pour pouvoir effectuer des retouches, même avec de petits CMS. Avoir plusieurs embouts est également très important pour appliquer de la chaleur dans des espaces restreints et sur de très petits pads.

Oscilloscope Basique

Les oscilloscopes peuvent être très coûteux, surtout lorsqu'ils doivent avoir un très haut taux d'échantillonnage, une large bande passante et des capacités d'analyse intégrées. Pour les concepteurs débutants, ou pour un petit laboratoire qui est juste utilisé pour des tests de mise sous tension, il est judicieux d'avoir un oscilloscope numérique basique à faible coût pour prendre des mesures courantes.

Ici, lorsque nous parlons de "basique", nous entendons vraiment qu'un oscilloscope à faible coût sera suffisant pour de nombreuses tâches. L'objectif est de détecter si le signal AC est présent dans certaines zones d'un circuit, comme être capable de détecter si un circuit avec rétroaction oscille. Cela est largement applicable dans de nombreux circuits d'une conception, tels que les régulateurs de puissance et les circuits d'amplificateur. Un oscilloscope à faible coût (environ 300 à 500 $) pour ces mesures de base jusqu'à ~100 MHz est un excellent moyen de compléter votre premier ensemble d'équipements de test.

Assurez-vous que votre sonde d'oscilloscope dispose de deux options d'atténuation (1x et 10x) afin que vous puissiez détecter différents signaux de sortie. Assurez-vous également que votre sonde a une bande passante supérieure à celle de votre oscilloscope !

Alimentation DC à Limitation de Courant

Enfin et surtout, nous ne pouvons pas oublier une alimentation électrique. Une petite alimentation régulée de laboratoire est indispensable pour tout ingénieur électronicien. Pour la plupart des cartes, vous aurez juste besoin d'une alimentation DC basique qui fournit une tension et un courant de sortie raisonnables.

Vous pouvez trouver des alimentations électriques à faible bruit de 100 à 200 W qui délivrent jusqu'à des tensions assez élevées et des courants modérés (jusqu'à 5 A) pour environ 100 $ sur Amazon ou eBay. Assurez-vous d'obtenir une alimentation de laboratoire avec quelques fonctionnalités de base comme un interrupteur ON/OFF et une limitation de courant, cette dernière étant très importante pour la protection contre les courts-circuits ou les faibles charges.

Au fur et à mesure que vos projets et votre niveau de compétence augmentent, vos besoins en équipement de test nécessaire vont également croître. Eventuellement, vous pourriez avoir besoin de passer à un ensemble d'équipements plus spécialisés pour tester vos prototypes. Cela pourrait inclure :

• Oscilloscope à haute fréquence
• Charge électronique DC
• Mètre LCR
• Analyseur de spectre
• Analyseur logique
• Analyseur de réseau vectoriel à basse fréquence
• Microscope pour la soudure manuelle de petites pièces

Assurez-vous également de consulter cet article de Mark Harris, il contient une liste plus longue de matériaux et d'outils dont vous aurez besoin pour équiper votre laboratoire.

Lorsque vous avez besoin de tester votre carte, vous pouvez facilement faire une corrélation entre les schémas et votre PCB au sein de l'environnement de conception unifié d'Altium Designer®. Pour mettre en œuvre la collaboration dans l'environnement interdisciplinaire d'aujourd'hui, les entreprises innovantes utilisent La plateforme Altium 365™ permet de partager facilement les données de conception et de lancer les projets en fabrication.

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