Por unos 790 dólares de materiales se puede armar la Electrical Testing Board, una plataforma de hardware abierto que combina medición, conmutación y pruebas de dispositivos en un PCB modular. La desarrolló un equipo de investigación de la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, en México, según publicó Electronics For You el 23 de septiembre.
Las pruebas automatizadas de ensambles electrónicos suelen depender de equipos industriales que cuestan decenas de miles de dólares. Esta placa ofrece pruebas en circuito y pruebas funcionales a menor costo, y está pensada para prototipado, docencia, laboratorios y manufactura a pequeña escala.
¿Cómo está construida?
La placa es de FR-4 con cuatro capas, mide 187 x 160 mm y usa un conector de borde dorado de 88 pines para montarse en un backplane. El diseño se reparte en tres placas.
- Un PCB principal con los circuitos de prueba funcional.
- Un PCB de relés para conmutar las señales.
- Una placa de microcontrolador enchufable.
El controlador es un Microchip PIC32MX795F512L que corre a 80 MHz. Dos microcontroladores PIC18F4620 manejan las matrices de relés y las entradas y salidas auxiliares.
El sistema tiene 16 nodos de prueba conectados mediante buses conmutados por relés. Esos nodos enrutan señales entre fuentes de poder programables, circuitos de medición, comparadores, redes de pull-up y pull-down, y circuitos de protección. Con esa red de relés, cada ciclo de prueba automatizado toma entre 10 y 50 milisegundos por dispositivo.
¿Qué puede medir?
| Magnitud | Rango |
|---|---|
| Voltaje | 0 a 100 V |
| Corriente | 1 µA a 1 mA |
| Resistencia | 0,5 Ω a 1 MΩ |
| Capacidad | 10 nF a 220 µF |
El voltaje se mide con un ADC de aproximaciones sucesivas de 16 bits y una referencia de precisión. La corriente pasa por varias etapas de ganancia calibradas. Para la resistencia se usa un divisor de voltaje en modo ratiométrico, y la capacidad se calcula observando la carga y descarga del dispositivo bajo prueba.
Contrastada con instrumental de referencia, la placa midió voltaje con errores bajo 1% en los puntos de prueba más altos. En resistencia el error también quedó bajo 1% entre 1 kΩ y 1 MΩ. Los valores bajos de resistencia y capacidad mostraron desviaciones mayores, que son el límite de medir con componentes de bajo costo.
Conexión y escala
La placa se comunica con un computador o con un PLC por RS-232, UART con aislamiento óptico o Ethernet. Un mismo controlador puede manejar hasta 12 placas, así que se pueden probar varios dispositivos en paralelo.
¿Qué no hace?
No reemplaza a un equipo industrial de prueba automatizada de gama alta. Cada placa atiende un solo dispositivo bajo prueba, tiene 16 nodos y trabaja en un ancho de banda práctico que va de corriente continua a 10 kHz. Tampoco mide inductancia ni hace boundary scan JTAG según IEEE 1149.1.
Licencias
El hardware se publica bajo la licencia CERN Open Hardware v2.0, el firmware bajo GNU GPL v3.0 y la documentación bajo Creative Commons Atribución 4.0. Los investigadores dejaron disponibles los archivos de diseño, los esquemáticos, el firmware y la lista de materiales para quien quiera replicarla o modificarla.
