Wie erstellt man Messpunkte auf einer Leiterplatte für die Diagnose?

Dies ist durchaus üblich und sehr hilfreich, um Spannungen zu überprüfen.

Ein Testpunkt ist wirklich nur ein plattiertes Loch, vielleicht mit einer netten Beschriftung. Eagle hat eine Bibliothek namens testpad, die Löcher und Pads in allen Formen und Größen mit einem schönen schematischen Symbol enthält.

Wenn Sie Testpunkte platzieren, würde ich empfehlen, sie auf einem globalen Raster von 0,1 Zoll anzulegen, was bedeutet, dass Sie, wenn Sie mehrere nahe beieinander haben, ein Veroboard mit angebrachten Pogo-Pins verwenden können, um eine einfache Testvorrichtung herzustellen.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, mit dem Hinzufügen von Testbarkeitsfunktionen zu einem Board umzugehen. Diese funktionieren in jedem CAD-Paket, das für PCB-Schaltpläne und Artwork entwickelt wurde.

1. Der erste Schritt besteht darin, ein schematisches Symbol zu definieren, um ein Gerät mit einem Pin darzustellen, das als Testpunkt bezeichnet wird.
2. Platzieren Sie eine Instanz des entworfenen Testpunktsymbols auf dem Schaltplan und verbinden Sie es dann mit einem gewünschten Schaltungsknoten. Sie können benannte Knotenverbindungen verwenden oder die schematischen Verbindungslinien verwenden. Wiederholen Sie dies für alle Knoten, die Testbarkeitszugriff benötigen.
3. Erstellen Sie aus dem Schaltplan eine Netzliste, die die im Schaltplan vorgesehenen Testpunkte enthält.
4. Entwerfen Sie ein Layoutsymbol, das eine einzelne Stiftkomponente ist, die Ihre Testpunktkomponente sein wird. Hier kann etwas Variation ins Spiel kommen.
5. (A) Verwenden Sie ein SMT-Pad als Testpunkt. Vorteil ist, dass sie nur auf einer Seite der Platine Platz beanspruchen.
6. (B) Verwenden Sie ein ThruHole-Pad mit einem plattierten Loch in geeigneter Größe. Ein Vorteil eines Durchgangslochpads besteht darin, dass es einfacher sein kann, eine Multimetersonde an Ort und Stelle zu stecken.
7. (C) Verwenden Sie ein größeres ThruHole-Pad mit einem Loch, das groß genug ist, um einen Greifer- oder Zielfernrohrsondenhaken aufzunehmen. Diese würden nahe am Rand der Platine platziert, damit sie leicht angeschlossen werden können.
8. (D) Machen Sie einen Footprint für eine tatsächliche kommerzielle Testpunktkomponente, die auf der Platine montiert wird. Der Footprint kann je nach gewähltem Testpunkttyp SMT oder THMT sein. Der Hauptvorteil dieser Art von Testpunkten besteht darin, dass eine Grabber-Sonde platziert werden kann und während Ihres Messvorgangs verbunden bleibt. Der Nachteil ist der zusätzliche Stücklisteninhalt und die inkrementellen Komponentenkosten.
9. Wenn Sie Komponenten auf der Platine platzieren, schließen Sie die Testpunktkomponente wie jede andere Komponente ein.
10. Beim Import der Netzliste in das Layout wird die Verbindung der Testpunkte per Referenzbezeichner an den gewünschten Schaltungsknoten angehängt.
11. Bewegen Sie den Testpunkt in die gewünschte Position und führen Sie dann einfach eine Leiterbahnverbindung zum Zielkomponentenanschluss.

SMT-PAD-Testpunkte

Bei der Verwendung von SMT-Pads für Oszilloskopmessungen kann es vorteilhaft sein, benachbarte GND-Pads in der Nähe zu platzieren, damit die Massereferenz des Oszilloskops so kurz wie möglich ist. Es gibt GND-Leitungen für Oszilloskopsonden, die wie im folgenden Bild aussehen und so hergestellt sind, dass sie flexibel sind, aber ihre Form behalten. Planen Sie die SMT-Pads entsprechend.

Durchgangsloch-Testpunkt-Idee

Verwendung der Testpunktkomponenten

Manchmal kann es wünschenswert sein, eine spezielle Testpunktkomponente zu verwenden, die den direkten Anschluss einer Oszilloskopsonde ermöglicht. Diese sind typischerweise eine zweiteilige Baugruppe, die einen mittleren Sockelstift und einen separaten drei- oder vierbeinigen Erdungsclip hat.

Dies ist aus Sicht der "Hobby-Elektronik".

Ihre Anzahl an Händen ist begrenzt, und das Debuggen von Dingen erfordert oft, mit Dingen herumzuspielen und Knöpfe zu drücken, während Sie Sonden halten, und ein paar Minuten später finden Sie sich wieder, wie Sie Multimeter-Sonden zwischen Ihren Zähnen halten. Das ist nicht gut.

Holen Sie sich eine Tüte dieser 0,1-Zoll-Header von aliexpress für 2 $.

Nun, diese sind abbrechbar, was bedeutet, dass Sie einen High-Tech-Präzisions-Elektroniker-Drahtschneider benötigen, um sie zu schneiden:

Jetzt bringen Sie durchkontaktierte Pads auf Ihrer Leiterplatte an, um sie als Testpunkte zu verwenden. Ihr PCB-Designtool sollte einen Testpunkt-Footprint haben, wenn dies nicht der Fall ist, verwenden Sie den Footprint für einen 0,1-Zoll-Steckverbinder mit 1 oder 2 Pins.

Offensichtlich müssen Sie nur Knoten testen, an denen Sie KEINE Testpunkte hinzugefügt haben, aber diese 0,1-Zoll-Stiftleisten lassen sich sehr gut an einige SMD-Pads wie Widerstände löten, wenn Sie vorsichtig sind. Bei einem TQFP200 vergessen Sie es.

Holen Sie sich auf jeden Fall diese "Arduino-Signalkabel" (oft als "Dupont" -Kabel bezeichnet), die mit Ihren männlichen Stiften zusammenpassen.

Gut! Versuchen Sie, sie lang genug zu bekommen, schneiden Sie ein weibliches Ende ab, fügen Sie stattdessen eine Banane hinzu und stecken Sie sie in Ihr Multimeter. Das wird Ihre Hände befreien!

Dies ist praktisch, wenn Sie den Code gleichzeitig testen und optimieren müssen.

Nun, für schnellere Signale (dh mit Ihrem Oszilloskop) funktioniert dies nicht sehr gut, glücklicherweise rastet eine Oszilloskopsonde ziemlich gut auf den 0,1-Zoll-Headern ein.

Für schnellere Signale ist ein 2-poliger 0,1-Zoll-Header mit Masse, einem 50-Ohm-SMD-MELF-Widerstand und ein bisschen Koaxialkabel am Ende ziemlich nett. Es ist nicht GHz-bewertet, aber bei Arduino-Geschwindigkeiten ... es wird funktionieren. .

Es ist auch üblich, Null-Ohm-Widerstände oder einen 2-poligen 100-Tausend-Header mit einem Jumper auf allen Stromschienen hinzuzufügen. Auf diese Weise können Sie den Strom eines bestimmten Geräts oder Subsystems messen. Oder den vorgeschalteten Stromrichter charakterisieren.

Inline-Widerstände auf gemeinsam genutzten Bussen können auch bei der Fehlersuche hilfreich sein, da Sie Geräte vom Bus abziehen können.

Wenn Krokodilklemmen, Zielfernrohrsonden oder Greifer verwendet werden und es sich um eine handgelötete Montage handelt:

Verwenden Sie für jeden Punkt zwei Löcher im Abstand von 100 Tausend, machen Sie Schlaufen aus all Ihren Bauteildrahtresten und löten Sie sie ein. Versuchen Sie, eine runde Biegung zu machen, z. B. um einen kleinen Schraubendreherschaft, und löten Sie sie als erstes in die Platine ein. Komponentenseite auf etwas Hitzebeständiges legen.

Erstellen Sie für HF-, Low-Level-Audio- oder schnelle digitale (TTL und höher) Testpunkte einen Erdungstestpunkt SEHR IN DER NÄHE, damit Sie ein Oszilloskop anschließen können, ohne mehr Erdschleifeninterferenzen als Signal aufzunehmen.