Comment optimiser votre conception pour faciliter l'entretien de votre produit

Vous est-il déjà arrivé d'aborder une épreuve en pensant être parfaitement préparé, puis, après avoir échoué, de vous sentir totalement désemparé ? Malheureusement, cela m'est arrivé plus de fois que je ne saurais dire. En particulier quand je commençais à concevoir un produit en vue de faciliter sa maintenance ou les réparations. Plusieurs facteurs sont à prendre en compte avant de décider si votre produit doit être conçu pour faciliter sa maintenance, et il convient de prendre le temps d'envisager leur faisabilité. Si votre conception a pour but de faciliter les réparations, il faut dès le départ inclure des caractéristiques qui rendent votre produit facile à entretenir et à dépanner. J'ai appris de mes erreurs initiales comment optimiser ma conception pour faciliter la maintenance. Je vous livre ici quelques astuces.

1. Ajouter des indicateurs visuels

Assurer l'entretien d'appareils électroniques sur le terrain peut vite devenir ingérable pour l'équipe de maintenance, en particulier si le dysfonctionnement engendre des retards dans les opérations critiques. Avec quelques indicateurs visuels bien placés comme des DEL ou des écrans LCD, vous aiderez l'équipe de maintenance à régler rapidement le problème. Les DEL permettent de savoir si la carte est alimentée, si le microcontrôleur fonctionne ou si la carte transmet et reçoit correctement les données.

2. Étiqueter le circuit imprimé

Si l'équipe de maintenance est équipée des derniers schémas mais que vous n'avez pas correctement étiqueté les composants intégrés, elle passera beaucoup de temps à chercher la bonne pièce. Créez un système pour désigner les composants en fonction de leur module et assurez-vous que les écrans de sérigraphie soient placés à côté des bons composants. Vous devrez également ajouter des étiquettes éloquentes en plus des indicateurs pour les connexions câble-carte. Des étiquettes comme « PC » indiquent clairement aux techniciens qu'un connecteur est relié à un PC. On peut également ajouter les signes de polarité comme « + » et « - » lorsque les connexions entrantes y sont sensibles.

3. Mettre en place un journal des erreurs

Impossible de négliger le journal des erreurs si vous concevez des systèmes embarqués compliqués. Dans la plupart des cas, les problèmes et les bugs qui ont échappé aux essais en laboratoire sont difficiles à suivre sur site. Ces problèmes sont souvent déclenchés par un ensemble de variables et ne peuvent pas être aisément reproduits. Pour ne rien arranger, le système aura peut-être été réinitialisé avant que l'équipe de maintenance ne cible le problème. Au minimum, il faut ajouter un mécanisme de base d'enregistrement des erreurs, impliquant des mémoires non volatiles comme EEPROM (mémoires mortes effaçables électriquement et programmables) ou Flash. Mieux vaut avoir un code d'erreur pour résoudre un problème que jouer aux devinettes.

Plutôt que de faire la chasse aux bugs de matériel ou logiciels, consignez les erreurs lorsqu'elles surviennent.

4. Facilité de mise à jour des micrologiciels

Même si c'est avant tout la responsabilité de l'ingénieur du micrologiciel, c'est utile de savoir qu'en laissant les broches de débogage après la phase de prototypage on aide l'équipe d'ingénieurs à lancer des codes de diagnostic sur site, notamment lorsque cela semble la meilleure solution pour localiser les bugs ou effectuer une mise à jour du micrologiciel sur site. Cela dit, il existe un moyen plus discret : ajouter un circuit de carte microSD afin de mettre à jour le micrologiciel en insérant une carte contenant la dernière version du micrologiciel.

5. Utiliser des connecteurs à branchement

Souvent, le meilleur moyen d'identifier un problème est de déterminer et d'exclure d'autres possibilités. Lorsque le circuit imprimé comporte des dizaines d'entrées numériques et vous ne savez pas exactement laquelle pose problème, vous devez toutes les tester. Les connecteurs à branchement permettent aux techniciens de maintenance de supprimer rapidement une connexion plutôt que de perdre du temps à visser et dévisser chaque câble.

6. Monter les composants sur des connecteurs CI

Ce n'est pas sans raison que certains composants comme les photocoupleurs et les puces de communication série sont facilement accessibles sur les boîtiers DIP en plastique. En effet, dans les applications où votre circuit imprimé est connecté à des câbles exposés à la foudre, les premiers composants entrant en contact avec ces câbles peuvent être endommagés. C'est pourquoi opter pour un boîtier DIP en plastique et placer les composants sur des connecteurs CI vous permet de ne pas perdre de temps à démanteler, désouder et resouder pour remplacer les composants abîmés.

Utilisez des connecteurs CI pour les composants susceptibles de recevoir des surtensions.
 

7. S'assurer que vos composants sont correctement organisés

Organiser les composants de manière judicieuse peut sembler évident à une personne expérimentée, mais ça reste un bon conseil pour les ingénieurs débutants qui conçoivent leur premier circuit imprimé. Ce conseil aidera les techniciens de maintenance à identifier facilement les composants. Par ailleurs, c'est souvent une mauvaise idée de répartir les composants sur toute la carte. Regroupez les connecteurs qui appartiennent au même module. Par exemple, il est préférable de rassembler toutes les entrées des connecteurs pour les photocoupleurs dans une séquence suivie de sorties de relai. De même, il vaut mieux placer tous les composants du module d'alimentation dans un même secteur et ne pas installer une ou deux pièces dans les secteurs analogiques.

Avant de commencer le routage de votre circuit imprimé, vérifiez qu'il est conçu pour être facile à entretenir. Un logiciel professionnel spécialisé en circuits imprimés comme CircuitStudio d'Altium peut vous aider à débuter dans la conception de produits faciles à entretenir.

Une question concernant la conception facilitant les réparations ? Contactez un expert Altium.