Testowanie prototypów PCB – w rzeczywistości rozszerzonej

| Technika

Podczas testowania i uruchamiania prototypowych płytek drukowanych rzeczywistość rozszerzona (AR, Augmented Reality) może znacznie uprościć pracę i ułatwić identyfikację błędów. Wcześniej podczas pomiarów zawsze trzeba było przenosić wzrok między różnymi widokami schematu obwodu, opisem przypisania pinów w bardziej złożonych komponentach, arkuszami danych oraz samym prototypem. W przypadku drobnych elementów o małych rastrach wyprowadzeń precyzyjne odliczanie nóżek od pierwszego pinu odniesienia do szukanej końcówki jest podatne na błędy. Na szczęście nowe narzędzie inspectAR jest w stanie to zmienić i ułatwić badanie układów na płytkach drukowanych dzięki wykorzystaniu rzeczywistości rozszerzonej.

Testowanie prototypów PCB – w rzeczywistości rozszerzonej

Rozszerzona rzeczywistość to wspomagane komputerowo rozszerzanie percepcji człowieka poprzez wizualną reprezentację informacji, tj. dodawanie do obrazów lub filmów generowanych komputerowo dodatkowych informacji lub obiektów wirtualnych. Przeglądarka inspectAR PCB wykorzystuje taką technologię, a testowany prototyp, końcówki pomiarowe i sondy są filmowane w czasie rzeczywistym za pomocą kamery i wyświetlane na ekranie. Po rozpoznaniu przez oprogramowanie narożników lub widocznych punktów referencyjnych na płytce drukowanej ustalane są wymiary i jej orientacja w przestrzeni, a dane eCAD można dołączyć w wirtualny sposób i również wyświetlić na ekranie. Po kalibracji dane eCAD są nakładane na prototyp, również gdy jest on przesuwany, obracany lub odwracany w celu wyświetlenia drugiej strony. Filtrując nałożone dane i obraz na żywo z kamery, można wyświetlić przydatne informacje w zależności od potrzeby inżyniera.

Wirtualna netlista

Informacje o przebiegu ścieżki na płytce drukowanej, punktach lutowniczych komponentów (padach), przelotkach oraz punktach testowych są dostępne w danych eCAD. Wybierając i filtrując te informacje, można wyświetlić tylko potrzebne w danym momencie dane. Na przykład wyświetlając siatkę połączeń, można szybko dokonać pomiarów lub ustalić przebiegi sygnałów podczas uruchamiania lub analizy błędów na rzeczywistej płytce drukowanej. Sygnały są łatwe do śledzenia, a wszystkie odpowiednie punkty, w których można wykonać pomiary, są widoczne na pierwszy rzut oka. Różne elementy mają różne kolory na różnych warstwach, co dodatkowo pomaga w orientacji. Ponieważ nałożenie danych CAD również podąża za obracaniem, odwracaniem oraz oglądaniem płytki z dowolnej perspektywy, nie traci się orientacji oraz wyświetlonej dodatkowej informacji AR podczas poruszania i manipulowania.

Takie możliwości są najbardziej pomocne w gęsto upakowanych płytkach, gdzie szybko można znaleźć interesujące sygnały, a w razie potrzeby łatwiej dostępne przelotki wykorzystać jako punkty pomiarowe zamiast wyprowadzeń komponentów. Nawet w przypadku bardziej złożonej mozaiki połączeń, szczególnie takiej, która jest umieszczona na różnych warstwach, można łatwo zweryfikować, czy sygnał jest prawidłowo przyłączony do wszystkich wymaganych pinów.

W przypadku bardziej złożonych obwodów symbole komponentów są rozmieszczone na kilku stronach schematu połączeń i połączone ze sobą za pomocą specjalnych symboli. Aby śledzić takie sygnały, często jest konieczne ich zaznaczanie lub podświetlanie w edytorze schematów. InspectAR istotnie to działanie ułatwia. Nie ma potrzeby ręcznego zaznaczania i odznaczania. Piny komponentów są również częścią listy połączeń, więc użytkownik może wybrać, jakie informacje mają być dodatkowo wyświetlane na wyprowadzeniach, np. numer kolejny, jego nazwa czy nazwa sygnału.

Identyfikacja elementów SMD o rozmiarze 0201 lub 01005 jest niezwykle prosta, nawet jeśli poszukiwany podzespół znajduje się w środku dużego zbioru małych elementów i nie ma nadrukowanego oznaczenia. Dzięki funkcji zoomu cyfrowego odpowiedni obszar płytki drukowanej można wyraźnie wyświetlić bez sięgania po lupę. Pozwala to szybko zidentyfikować ewentualny błąd montażowy,

Odpowiednia końcówka jest wybierana szybko i niezawodnie za pomocą sondy, co ułatwia pracę, szczególnie w przypadku elementów o drobnym skoku z wieloma połączeniami. Użytkownik nie musi koncentrować się na liczeniu nóżek oraz ich lokalizacji i może poświęcić się swojemu faktycznemu zadaniu, jakim jest sprawne uruchomienie płytki.

Obsługa wielu formatów CAD

Wszystkie popularne programy do projektowania obwodów drukowanych, takie jak Cadence Allegro, OrCAD, Siemens Xpedition, PADs, Altium lub Zuken, mogą eksportować dane projektowe w formacie IPC-2581. W ten sposób można je łatwo odczytać w narzędziu inspectAR. Klikając komponent na obrazie na żywo, można wyświetlić dodatkowe informacje. Karta katalogowa podzespołu również może być dołączona i wyświetlona. W wersji bezpłatnej jako aplikacja na smartfony lub tablety z systemem iOS i Android obsługiwane są dwa natywne formaty danych Eagle i KiCAD.

Rozwiązanie lokalne i chmurowe

Dostęp całego zespołu projektantów do danych CAD można zapewnić na centralnym, wewnętrznym serwerze firmy dostępnym w sieci LAN. Dzięki wsparciu rozwiązania serwerowego, dane, komentarze, kalibracje kamer i inne informacje związane z projektem mogą być udostępniane członkom zespołu na różnych platformach w tym samym czasie.

W przypadku aplikacji działającej w chmurze dostępna jest bezpłatna wersja przeglądarki w Apple App Store lub Google Play Store. Jeśli dane zostaną przesłane do chmury inspectAR, a nie na serwer to zamiast kamery internetowej można użyć smartfona lub tabletu i w kolejnym kroku informacje projektowe można wyświetlić praktycznie w dowolnej lokalizacji na świecie. Jest to bardzo wygodne w celu instalacji, uruchomienia i, jeśli to konieczne, do rozwiązywania problemów w każdym miejscu bez względu na miejsce pobytu techników serwisowych, którzy mogą analizować obwód za pomocą telefonu, bez schematów i mogą usuwać lub identyfikować ewentualne błędy na miejscu.

InspectAR to ponadto idealne narzędzie do testów funkcjonalnych małych serii, które zwykle przeprowadzają sami projektanci czy programiści. Rozmieszczenie komponentów i połączenia można testować krok po kroku, a uruchamianie jest znacznie uproszczone.

Jak to działa?

Dzisiejsze kamery mają wysoką rozdzielczość, dzięki czemu obraz jest odpowiednio wyraźny nawet na płytkach drukowanych HDI. Interaktywne wybieranie komponentów na ekranie pozwala wyświetlić powiązane z nimi informacje. Arkusz danych komponentu można wyświetlić za pomocą kolejnego kliknięcia. Ścieżki są wyświetlane na wszystkich warstwach. Daje to przeglądającemu szybki przegląd podłączonych komponentów. Dzięki przeglądarce rozszerzonej rzeczywistości płytki drukowane mogą być kontrolowane, analizowane, debugowane. Kilka osób może jednocześnie uzyskać dostęp do danych w projekcie, współpracować i zostawiać komentarze. Jeśli płytka drukowana jest obracana lub odwracana, wirtualnie nałożone dane i układ ścieżek podążają za jej ruchem.

Zintegrowane narzędzie do oznaczania zrzutów ekranu

Jak wiadomo, obraz jest wart tysiąca słów. W celu komunikacji między współpracownikami lub udokumentowania błędów zdjęcia płytki drukowanej są często opatrzone komentarzami w oddzielnym narzędziu do rysowania. InspectAR zintegrował już narzędzie do oznaczania zrzutów ekranu z typowymi funkcjami graficznymi. Rysunki odręczne można tworzyć za pomocą wirtualnego pędzla lub pióra. Poza tym dostępne są takie narzędzia jak gumka, tekst, prostokąty, etc. Wraz z wyświetlanymi informacjami i fragmentami ścieżek problem jest dokumentowany w ciągu kilku sekund i może być wysłany do współpracowników jako zrzut ekranu.

Wszystko na pierwszy rzut oka

Dzięki inspectAR nie są konieczne uciążliwe przejścia oraz iteracje między schematami obwodów drukowanych, narzędziami EDA, luźnymi arkuszami danych oraz fizyczną zmontowaną płytką drukowaną. inspectAR gromadzi wszystkie dane w jednym miejscu – wartości, arkusze danych, netlisty oraz informacje o komponentach, które można sprawdzić od ręki. Ważne informacje z danych projektowych są wyświetlane w formie nakładki na rzeczywistej płytce drukowanej. Jeśli w danych PCB nie ma arkusza danych dla komponentu, narzędzie może automatycznie wyszukać arkusz danych w serwisie firmy Digi-Key.

Aby zrozumieć zasadę, wystarczą przykłady w aplikacji na smartfonie, a zamiast prawdziwej płytki drukowanej można trzymać wydrukowany obraz przed kamerą.

Rozszerzona rzeczywistość pozwala zaoszczędzić czas i wydajnie testować projekty dzięki zaawansowanej technologii.


Tomasz Górecki

FlowCAD
www.FlowCAD.pl

Dostępne nowe wydanie
Pobierz bezpłatnie