Les erreurs et les défaillances de composants sont une réalité. Les cartes de circuits imprimés contiennent des erreurs, les composants sont soudés à l'envers ou dans la mauvaise position, et les composants se détériorent, ce qui rend le circuit inefficace ou ne fonctionne pas du tout. Le dépannage des PCB peut être une tâche monumentale qui impose à la fois la volonté et l’esprit. Heureusement, il existe quelques astuces et techniques qui peuvent considérablement accélérer la recherche de la «fonction» problématique.
Dépannage des PCB
Les cartes de circuits imprimés, ou PCB, sont une masse d'isolants et de traces de cuivre qui relient des composants compacts pour créer un circuit moderne. Dépanner un circuit imprimé multicouche est souvent un défi, car des facteurs tels que la taille, le nombre de couches, l'analyse du signal et les types de composants jouent un rôle important dans la résolution des problèmes. Certaines cartes plus complexes nécessiteront un équipement spécialisé pour résoudre correctement les problèmes, mais la plupart des problèmes peuvent être résolus avec un équipement électronique de base permettant de suivre les traces, les courants et les signaux traversant le circuit.
Outils de dépannage des circuits imprimés
La plupart des problèmes de base liés aux circuits imprimés peuvent être résolus avec quelques outils seulement. L’outil le plus polyvalent est un multimètre, mais en fonction de la complexité du circuit imprimé et du problème, un compteur à LCR, un oscilloscope, une alimentation et un analyseur logique peuvent également s'avérer nécessaires pour approfondir le comportement opérationnel du circuit.
Inspection visuelle
Une inspection visuelle des PCB peut détecter plusieurs problèmes potentiels. Une inspection visuelle approfondie permet de retrouver facilement les traces superposées, les composants grillés, les signes de surchauffe et les composants manquants. Certains composants brûlés, endommagés par un courant excessif, ne sont pas facilement visibles, mais une inspection visuelle grossie ou une odeur peut indiquer la présence d'un composant endommagé. Le gonflement des composants est un autre bon indicateur d’une source de problème, en particulier pour les condensateurs électrolytiques.
Inspection physique
Une étape au-delà d'une inspection visuelle est une inspection physique sous tension avec alimentation appliquée au circuit. En touchant la surface du circuit imprimé et les composants sur la carte, les points chauds peuvent être détectés sans l'utilisation d'une caméra thermographique coûteuse. Lorsqu'un composant chaud est détecté, il peut être refroidi avec de l'air comprimé en conserve pour tester le fonctionnement du circuit avec le composant à des températures plus basses. Cette technique est potentiellement dangereuse et ne doit être utilisée que sur des circuits basse tension avec les précautions de sécurité appropriées.
Lorsque vous touchez physiquement un circuit alimenté, plusieurs précautions doivent être prises. Assurez-vous qu’une seule main entre en contact avec le circuit à tout moment. Cela évite qu'un choc électrique ne traverse le cœur, un choc potentiellement mortel. Garder une main dans votre poche est une bonne technique lorsque vous travaillez sur des circuits sous tension pour éviter de tels chocs. Il est également essentiel de déconnecter tous les chemins de courant potentiels vers la terre, tels que vos pieds ou une bande de mise à la terre non résistive, afin de réduire le risque de chocs.
Toucher diverses parties du circuit modifiera également l'impédance du circuit, ce qui peut modifier le comportement du système et peut être utilisé pour identifier les emplacements du circuit nécessitant une capacité supplémentaire pour fonctionner correctement.
Test des composants discrets
Les techniques les plus efficaces pour le dépannage des cartes de circuit imprimé consistent souvent à tester chaque composant. Le test de chaque résistance, condensateur, diode, transistor, inductance, MOSFET, LED et composants actifs discrets peut être effectué à l'aide d'un multimètre ou d'un compteur LCR. Les composants ayant une valeur inférieure ou égale à la valeur de composant indiquée, le composant est généralement bon, mais si la valeur du composant est supérieure, cela indique que le composant est défectueux ou que le joint de soudure est défectueux. Les diodes et les transistors peuvent être vérifiés en utilisant le mode de test de diode sur un multimètre. Les jonctions base-émetteur (BE) et base-collecteur (BC) d'un transistor doivent se comporter comme des diodes discrètes et être conductrices dans un sens uniquement avec la même chute de tension. L'analyse nodale est une autre option qui permet de tester des composants sans alimentation en appliquant de la puissance à un seul composant et en mesurant sa réponse tension / courant (V / I).
Test de circuits intégrés
Les composants les plus difficiles à vérifier sont les CI. La plupart des circuits intégrés peuvent être facilement identifiés par leurs marquages et beaucoup peuvent être testés de manière opérationnelle à l'aide d'oscilloscopes et d'analyseurs logiques, mais le nombre de circuits intégrés spécialisés dans diverses configurations et conceptions de circuits imprimés peut compliquer les tests. Une technique souvent utile consiste à comparer le comportement d'un circuit à un bon circuit connu, ce qui devrait permettre de distinguer un comportement anormal.
