¿Cómo se ataca un nuevo tablero?

Question

El fabricante te devuelve la placa de circuito impreso. Es un diseño nuevo, por supuesto has hecho un protoboard de todas las piezas principales, pero sabes que va a haber problemas. Hay demasiadas cosas que pueden causar problemas, por ejemplo..:

• Errores en el esquema
• Errores en el trazado, no encontrados por el ERC/DRC
• Piezas mal colocadas durante la soldadura
• Cortocircuitos y similares durante la soldadura
• cualquier combinación de las anteriores

Últimamente he tenido dos placas relativamente complejas en las que básicamente he tenido que despoblarlas enteras después del montaje para localizar el error. Encontré los errores, pero las placas eran chatarra.

He intentado empezar con el mínimo de piezas y las que no se pueden soldar a mano (estoy usando pasta, plantilla y tostadora). Típicamente esto sería la MCU, el conector JTAG y unos pocos condensadores. Luego voy rellenando poco a poco otras zonas mientras compruebo que no tengan problemas.

Este método funciona, pero es muy lento. También tengo que comentar cualquier código que asuma la presencia de algún hardware en particular.

¿Alguien tiene consejos/sugerencias sobre cómo enfocar las placas de circuito impreso de nuevo diseño?

EDIT: Estoy pensando principalmente en el tipo de problemas que deja la placa muerta, como cortocircuitos ocultos en el carril de alimentación, o cualquier cosa que bloquee la MCU.

Answer 1

Lo que han dicho los demás es todo válido, pero me gustaría añadir mis 2 céntimos.

Lo mejor es no cometer errores. Parece una tontería mencionarlo, pero con demasiada frecuencia se pasa por alto. Revise el esquema y el diseño de la placa de circuito impreso. Haz que varias personas revisen tu diseño, incluso ingenieros principiantes. Utiliza los controles de reglas de diseño de tu software. Utiliza cualquier recurso disponible para asegurarte de que tu diseño es bueno. Tenga buenas prácticas de ingeniería para mejorar sus probabilidades de detectar un error.

En los últimos 20 años, y habiendo diseñado docenas y docenas de PCB's (algunas con 14 capas y 2.000 componentes) sólo he tenido DOS pcb's que fueron inutilizables en la primera ronda de prototipos. Por supuesto que he tenido bugs, pero sólo dos placas fueron "bricked".

En todos los casos, los prototipos estaban completamente llenos antes de empezar a depurarlos. Comprobaba los ohmios de los raíles de alimentación para asegurarme de que no había cortocircuitos. Luego hacía una inspección visual con un microscopio. Luego lo encendía. Después de eso, comenzaría una metódica sesión de prueba y depuración, trabajando en pequeñas secciones del circuito cada vez hasta que todo esté probado y funcionando. En la mayoría de los casos, haría un par de cambios y pasaría a la producción en serie con la siguiente revisión de la placa de circuito impreso.

Nada de esto habría sido posible sin grandes esfuerzos para reducir los fallos desde el principio.

Answer 2

En un diseño totalmente nuevo, suelo optar por un enfoque de divide y vencerás.

Intento aislar los principales bloques arquitectónicos y alimentar cada sección de forma independiente mediante interruptores / fuentes de CC / potenciómetros, etc. para simular las dependencias necesarias para que el circuito funcione.

Por lo general, este enfoque no es difícil cuando se trata de fuentes de alimentación - la mayoría de los convertidores sólo necesitan entrada y tal vez unas pocas señales lógicas para empezar a conmutar (y con suerte no liberando el humo mágico del fracaso).

Las tablas que son segundas/terceras vueltas (limpias) no suelen necesitar tanta diligencia. Puede que sólo aísle las partes del circuito que se cambiaron, las pruebe de forma independiente y deje las pruebas del resto de los circuitos para el encendido total.

No olvide su equipo de protección personal. Me resulta muy incómodo encender cualquier cosa con componentes expuestos sin mis gafas de seguridad (y a veces tapones para los oídos...).

Answer 3

Bueno, uno de los primeros pasos para evitar que se produzcan cortocircuitos en las redes es hacer un buen uso de las comprobaciones de las reglas de diseño en el software de la placa. Tanto a nivel esquemático para asegurarte de que las redes no están unidas inadvertidamente cuando no deberían estarlo, como a nivel de PCB para asegurarte de que hay suficiente espacio entre las redes.

Si hay algún elemento de diseño que no se ha probado, en lugar de abordar un diseño completamente nuevo en una placa, intento construir placas de prueba de concepto y de rendimiento en prototipos de PCB baratos (como el servicio BareBonesPCB de Advanced Circuit: dos capas, sin máscara de soldadura, unos 80 dólares por una vuelta de 24 horas).

Incluso cuando hago una placa completa, en las placas de primera generación, me gusta poner muchos conectores. En algunos casos, puedes rellenar dos PCB idénticas, una con la parte "estable", con los pines de la cabecera saliendo por la parte superior; y otra con la parte de "pruebas", con los receptáculos de los pines de entrada por la parte inferior. Si todo va bien, puedes terminar de rellenar las dos placas. O bien, puedes crear nuevas versiones del circuito de "prueba" que puedes intercambiar en su lugar.