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28/06/2013 #1


De la proto a la pcb, posibles fallas
Antes que nada, buenas tardes técnicos ingenieros y amantes de la electrónica.
mi pregunta es la siguiente: ¿cuáles son las principales fallas que pueden existir en una pcb, las cuales no se noten en la protoboard?
estoy fabricando un contador 0-99,999 de excitación externa, incluye 9 botones y un sensor, 4 botones son para seleccionar el tipo de conteo (1 en 1, 2 en 2, 3 en 3 y 4 en 4) 2 botones de suma y resta (por unidad, independientemente el tipo de conteo seleccionado), 1 botón de reset, 1 botón de hold y un botón paralelo al sensor que da el conteo.
ahora bien, el contador funcionó de maravilla en la proto, pero al trasladarlo a la tarjeta pcb, no funciona.
mis hipótesis van desde el ruido, los falsos en las pistas de la pcb hasta los componentes dañados.
el ruido es difícil de componer, ya que casi todo lo genera, he usado el capacitor de desacople entre positivo y negativo pero no he notado diferencia.
en cuanto a los falsos, sí existían, pero los he solucionado todos.
y por el lado de los componentes, de igual forma existían y los he reemplazado, pero aún así no sucede nada.
el pic que utilizo es un 16f877a, con un oscilador externo, cristal de 4mhz, los capacitores son de 15 y 22 pf tal como lo indica la datasheet del pic, por ese lado no hay problema, llevo mucho rato trabajando con este pic.
pues bien esa es la situación, muchas gracias por su ayuda, de antemano
28/06/2013 #2


Escribir en MAYÚSCULAS equivale a gritar, lee las normas.

------------------------X-----------------------

Los posibles problemas (algunos), pueden ser:

1) Componentes al revés
2) Quema de componentes por sobretemperatura
3) Errores en las pistas/islas (conexiones que estén mal diseñadas)
4) Pistas/islas en contacto con otras que no deberían (aunque no se vean)
5) Pistas/islas cortadas (aunque no se vean)
6) Mala soladura
7) Falta de componentes
8) Error al conectar la tensión de entrada, como en los integrados.
8) Todo lo anterior

Revisa bien todo, y compara el circuito teórico (esquema eléctrico), con el circuito real.

Pon unas capturas de ambas caras de la placa para verificar errores, y el esquema.

Saludos.
28/06/2013 #3

Avatar de chclau

Si el circuito esta bien pasado de la proto al pcb y sospechas de ruidos, proba de apantallar distintas partes del pcb con papel de chocolate conectado a tierra.

El plano de tierra es fundamental, si no tenes un plano dedicado a eso tenes que tener muy buenas pistas de tierra por todo el pcb.
28/06/2013 #4


Muchas gracias DJ T3, lo siento por las mayúsculas, acá dejo mis capturas, pero el circuito coincide perfectamente y la programación, hecha en asm, está perfecta y depurada.
De cualquier forma iré a reprogramar el PIC, verificaré mis tiempos de barridos y mi palabra de configuración.
Yo supongo que es una falla de hardware, debida al ruido, subiré el video del contador funcionando casi perfecto ("casi" debido a un problema con el LVP en la palabra de configuración) en la protoboard. Es por eso que supongo que es una falla física y no tanto de software.
En cuanto a mis componentes dañados, fueron reemplazados y aún así el circuito está muerto.
Por el lado del PIC, estos, conforme a mi experiencia, siempre se sobre calientan cuando se dañan, este PIC no se ha calentado en ningún momento y en cuanto a la estática siempre ha estado dentro de su papel aluminio.
Por el lado de las pistas o soldadura, ya he verificado la continuidad de cada una, pista por pista y soldadura por soldadura.
Utilizo transistores TIP41, no son los ideales, pero funcionan de forma correcta.
Creo eso es todo, así que es por eso que me inclino mucho hacia las fallas por ruido, sin embargo ya coloque los capacitores de desacople en ambos lados en cada alimentación, conectados entre positivo y negativo.

*NOTA: en el circuito teórico sobra el display de hasta arriba, sólo no lo consideren.
En la tercer imagen se observa que hice que la pista de negativo fuese muy amplia,
según tengo entendido, esto reduce el ruido que interfiere en el PIC.
En la última captura, es como se ve el circuito de frente

De antemano gracias

---------- Actualizado después de 2 minutos ----------

chclau dijo: Ver Mensaje
Si el circuito esta bien pasado de la proto al pcb y sospechas de ruidos, proba de apantallar distintas partes del pcb con papel de chocolate conectado a tierra.

El plano de tierra es fundamental, si no tenes un plano dedicado a eso tenes que tener muy buenas pistas de tierra por todo el pcb.
Muchas gracias chclau, tengo algunas dudas, en primera: apantallar con papel de chocolate? no sé como hacerlo, apantallar es como recubrir? y el papel de chocolate es papel aluminio?
Por otro lado, el plano a tierra, eso es lo que he leído, dicen que conviene tener un plano a tierra amplio, para evitar los ruidos, sin embargo aún así no funciona, en la tercer imagen se nota como la parte negativa abarca casi toda mi pcb.

Muchas gracias por la respuesta
Imágenes Adjuntas
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Tipo de Archivo: png Capturapcbvirtual.PNG (33,4 KB (Kilobytes), 38 visitas)
28/06/2013 #5

Avatar de Nuyel

Viendo la representación del PCB pareciera que los transistores están al revés, ya me ha pasado una ves que un transistor me quedó al revés a pesar de que la leyenda de componentes de los demás (y eran el mismo) estaban correctos, según parece el TIP41 tiene la base en el pin 1 pero aquí la veo conectada a tierra, intenta invertirlo y ver si funciona.
28/06/2013 #6

Avatar de SERGIOD

Sube la simulación completa de proteus más la de pcb wizard
29/06/2013 #7


Nuyel dijo: Ver Mensaje
Viendo la representación del PCB pareciera que los transistores están al revés, ya me ha pasado una ves que un transistor me quedó al revés a pesar de que la leyenda de componentes de los demás (y eran el mismo) estaban correctos, según parece el TIP41 tiene la base en el pin 1 pero aquí la veo conectada a tierra, intenta invertirlo y ver si funciona.
Gracias por la respuesta, pero justo como lo mencionas, la configuración del tip 41 es base, colector, emisor, viéndolo de frente, la base viene de una resistencia proveniente del pic, el colector va (o viene) de mi carga, en este caso un display de 7 segmentos, por último el emisor se conecta a tierra (o masa o negativo, como prefieran), para cerrar el circuito del display, el cual es cátodo común.

SERGIOD dijo: Ver Mensaje
Sube la simulación completa de proteus más la de pcb wizard
Gracias por la respuesta, no es que no quiera subir la simulación, pero creo esto es mejor

Es el video del contador funcionando en la proto. Hace falta un display debido a que no lo tenía al momento de grabar, pero cerré el circuito con un led para evitar malos funcionamientos, después lo probé en campo ya con los 5 displays y no me ocasionó ningún problema.
En cuanto el PCB wizard, solo lo utilicé para crear el circuito impreso, no hice ninguna simulación en él, incluso aún no sé usarlo de manera amplia. remarqué bien las pistas, en una de las tarjetas existían falsos e incluso varias pistas se unían, pero corregí eso también, verifiqué la continuidad y todo correcto, inclusó alimenté cada display con voltaje y resistencia en serie para no dañarlos y todos excepto uno encendieron de manera correcta, aún no sé por que, pero lo reemplacé.
He verificado las resistencias con el ohmetro y me marcan valores correctos.

*NOTA: El segmento de hasta abajo, d, proveniente del pin RB3, no enciende porque no desactivé el LVP en los bits de configuración.

También presentó problemas al dar los pulsos, debido al tiempo de estabilización mecánica, pero lo solucioné con un capacitor.

Gracias de antemano.
29/06/2013 #8

Avatar de chclau

Donde esta conectada la alimentacion al PIC? Me refiero a los pines VDD 11 y 32, pareceria que no estan conectados a nada! Tenes que conectarlos y ponerles capacitores de desacoplo de 100 nF a cada uno y tambien uno de unos 10uF tan cercano al PIC como sea posible

Tambien te recomiendo agregar un capacitor de 100nF entre el pin 1 y tierra.
29/06/2013 #9


Hola.
Si ya esta comprobado el codigo del PIC, y el circuito en el proto. solo me quedaria verificar lo siguiente:
Las soldaduras: a veces el estaño lo se adhiere a los pines de cada component, para eso prueba verificar continuidad con un multimetro.
Las pistas: inspecciona visualmente las pistas y verifica la continuidad de las mismas segun el esquema de circuito.
Componentes defectuosos: prueba reemplazar los componentes criticos como el cristal, el controlador.
Y por ultimo debes identificar el problema, es imposible que todo este mal por ello analiza las senales que deberian existir en los componentes primero verifica si el pic esta trabajando midiendo el estado de sus salidas, si es asi analiza el display, los transistors,. etc.
29/06/2013 #10

Avatar de tamasati

chclau dijo: Ver Mensaje
Donde esta conectada la alimentacion al PIC? Me refiero a los pines VDD 11 y 32, pareceria que no estan conectados a nada! Tenes que conectarlos y ponerles capacitores de desacoplo de 100 nF a cada uno y tambien uno de unos 10uF tan cercano al PIC como sea posible

Tambien te recomiendo agregar un capacitor de 100nF entre el pin 1 y tierra.
Hola...

Buenas tardes

En el eschema no se ve la coneción de alimentación, porque la eschema no lo muestra. Eso no es culpa.
29/06/2013 #11

Avatar de chclau

No es solo el esquema, fisicamente en el PCB esos pines no estan conectados.
29/06/2013 #12

Avatar de Nuyel

chclau dijo: Ver Mensaje
No es solo el esquema, fisicamente en el PCB esos pines no estan conectados.
Pues yo si los veo conectados, la tierra va conectada junto con la de los transtistores en la misma linea, por cierto que no lo recomiendo por que las altas corrientes de los transistores podria introducir oscilaciones, de poco sirve el plano a tierra si no es solido y tienes las rutas a tierra separadas (eso es útil en algunos casos pero no en este), la alimentación pasa por debajo del PIC, no veo ningún capacitor de desacople ni otro para almacenar corriente al estar separado de la alimentación, pero voy a imaginar que los pusiste y si no probablemente tengas reinicios aleatorios, tambien voy a suponer que al momento de soldar pusiste los TIP41 al revés de como los muestra la imagen del PCB Wizard (según me dices están bien, pero esa imagen está mal) por que no me das una imagen del circuito real en ambos lados para verlo correctamente.
29/06/2013 #13


chclau dijo: Ver Mensaje
Donde esta conectada la alimentacion al PIC? Me refiero a los pines VDD 11 y 32, pareceria que no estan conectados a nada! Tenes que conectarlos y ponerles capacitores de desacoplo de 100 nF a cada uno y tambien uno de unos 10uF tan cercano al PIC como sea posible

Tambien te recomiendo agregar un capacitor de 100nF entre el pin 1 y tierra.
Muchas gracias por la respuesta. Los capacitores de desacople, según he leído, van conectados entre tierra y positivo, ¿¿es eso correcto?? ¿o van conectados en serie solamente en la pista de positivo?, por otra parte, me recomendaban valores de 0.1nF, probaré con los de 100nF.
Los capacitores de desacople los coloqué entre positivo y negativo, justo a un lado del zócalo del PIC. Más cerca es imposible.
Probaré colocando el capacitor en el Master Clear, supongo que es para evitar rebotes inesperados ocasionados por el interruptor.
De antemano gracias.

---------- Actualizado después de 3 minutos ----------

pabloz dijo: Ver Mensaje
Hola.
Si ya esta comprobado el codigo del PIC, y el circuito en el proto. solo me quedaria verificar lo siguiente:
Las soldaduras: a veces el estaño lo se adhiere a los pines de cada component, para eso prueba verificar continuidad con un multimetro.
Las pistas: inspecciona visualmente las pistas y verifica la continuidad de las mismas segun el esquema de circuito.
Componentes defectuosos: prueba reemplazar los componentes criticos como el cristal, el controlador.
Y por ultimo debes identificar el problema, es imposible que todo este mal por ello analiza las senales que deberian existir en los componentes primero verifica si el pic esta trabajando midiendo el estado de sus salidas, si es asi analiza el display, los transistors,. etc.
Muchas gracias por la respuesta, en cuanto a las pistas y falsos, ya lo he hecho tal y como lo dices, con multímetro y verificando continuidad.
En cuanto a reemplazar componentes, no he podido realizarlo al 100% ya que no cuento con el dinero para el material, pero espero pronto poder hacerlo, después del ruido y el PIC, el cristal es mi tercer sospechoso, investigaré como verificar si está dañado o no y comentaré los resultados aquí.
De antemano gracias.

Nuyel dijo: Ver Mensaje
Pues yo si los veo conectados, la tierra va conectada junto con la de los transtistores en la misma linea, por cierto que no lo recomiendo por que las altas corrientes de los transistores podria introducir oscilaciones, de poco sirve el plano a tierra si no es solido y tienes las rutas a tierra separadas (eso es útil en algunos casos pero no en este), la alimentación pasa por debajo del PIC, no veo ningún capacitor de desacople ni otro para almacenar corriente al estar separado de la alimentación, pero voy a imaginar que los pusiste y si no probablemente tengas reinicios aleatorios, tambien voy a suponer que al momento de soldar pusiste los TIP41 al revés de como los muestra la imagen del PCB Wizard (según me dices están bien, pero esa imagen está mal) por que no me das una imagen del circuito real en ambos lados para verlo correctamente.
Muchas gracias por la respuesta. Efectivamente, las conexiones de positivo en el esquema del PCB Wizard, no se observan porque están debajo, como se puede mirar en la tarjeta física.
En cuanto a conectar juntas las pistas de tierra de los transistores con las del PIC, esto lo hice así porque sólo uso una fuente de 5v a 500mA para alimentar todo el circuito, es obvio que los 500mA no son mandados al PIC, mi fuente, proveniente de un transformador, solo manda la corriente que el circuito demanda, teniendo como límite los 500mA.
En cuanto a los capacitores de desacople, los coloqué en el zócalo, yo no sabía que se tenían que colocar, incluso en la protoboard no los coloqué y nunca generó problemas, el capacitor para almacenar corriente no lo conocía, sé que equipos como las televisiones lo tienen y les llaman capacitor del principal, pero jamás los he colocado ni necesitado.
En cuanto a los reinicios aleatorios, no los tengo.
Y ahora mismo subo la imagen real del circuito, ya que en el PCB Wizard los coloqué al revés y no lo había notado hasta que me hicieron la observación.

---------- Actualizado después de 6 minutos ----------

Acá les dejo la imagen de la PCB real, se observan los capacitores de desacople puestos de improvisto, es porque no sabía que los llevaba, aún con ellos el circuito sigue sin funcionar, revisaré el PIC y el cristal y veré si funciona o no.
Imágenes Adjuntas
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30/06/2013 #14

Avatar de Ardogan

Aprovecho para remarcar algunos conceptos detrás de las recomendaciones. Para ver la solución a tu problema particular andá abajo de todo, último párrafo.

jairgismo dijo: Ver Mensaje
...Los capacitores de desacople, según he leído, van conectados entre tierra y positivo, ¿¿es eso correcto??
Sí, y siempre cerca de la carga (en este caso, el PIC).

jairgismo dijo: Ver Mensaje
...por otra parte, me recomendaban valores de 0.1nF, probaré con los de 100nF...
Los capacitores de desacople se usan para que las componentes de alta frecuencia de la corriente del PIC no se propaguen al resto del circuito. En alta frecuencia ese capacitor actuará como un cortocircuito (mejor dicho, como una impedancia de bajo valor) y la corriente "ruidosa" circulará por el mismo.
Un capacitor cerámico tipo lenteja suele bastar, pero si tenés alguno de poliester o plástico es mejor, tienen mejores características en frecuencia y son más estables.

Después otra cosa distinta es un capacitor para almacenamiento de energía, normalmente uno utiliza un electrolítico y en algunas placas viejas de tantalio. Hoy en día ya empieza a venir cerámicos de 1 uF, 10uF y más.
¿Cuando es necesario utilizarlos? cuando el PIC maneja "mucha corriente". Por "mucha" entiéndase más de 10 miliamperes (estoy siendo arbitrario, más de algunas decenas de mA, 10, 20, 30, 50 el límite habría que calcularlo bien). Eso pasa por ejemplo si estás encendiendo y apagando 4 o 5 leds a la vez, manejando un buzzer a la par, etc.
En tu caso veo que la energía no pasa por el pic sino por los transistores, probablemente no precises un capacitor de estos.

Los capacitores para el cristal por otra parte, tratá de que sean NP0 (coeficiente de temperatura nulo, vienen con la cabecita negra). Y la masa/GND de los capacitores del cristal tienen que conectarse por el camino más corto posible al terminal de GND del pic que está más cerca de las patas de señal del cristal.
El valor de esos capacitores: está bien seguir las recomendaciones de la hoja de datos del pic, pero el 1ro al que hay que hacerle caso es al fabricante del cristal, ver su hoja de datos y ver si recomienda algún valor particular. A vos ya te andaba en la proto así que eso no debería ser un problema.

Otro error frecuente (incluso en placas de demostración de los fabricantes) es poner los capacitores atrás del cristal . No!!!!, los capacitores tienen que ir entre el pic y el cristal, siempre los capacitores van entre la fuente (de energía o de señal) y la carga.

Entonces resumo como debería ser la ubicación de capacitores:
  1. De desacople: lo más cerca de las patas del pic que se pueda. Y que esté entre la alimentación y el pic: que sea pista de alimentación -> capacitor -> pic y NO pista de alimentación -> pic -> capacitor
  2. De almacenamiento de energía para consumos "grandes". Cerca de la carga, pero más alejado que el de desacople: pista de alimentación -> capacitor de almacenamiento -> capacitor de desacople -> pic y NO pista de alimentación -> capacitor de desacople -> capacitor de almacenamiento -> pic y MUCHO MENOS pista de alimentación -> pic capacitor de almacenamiento -> capacitor de desacople.
  3. Cristal: NP0, entre el pic y el cristal. Conexión de GND de los capas lo más corta posible hacia la pata GND del micro más cerca de las patas del oscilador.
A veces con un capacitor de 100nF ya se cumple la función doble de almacenar energía y descacoplar, siempre y cuando el pic no consuma demasiado ni trabaje a alta frecuencia.
Si uno tiene el pic trabajando a 40 MHz, o un micro cualquiera a 100 MHz entonces es recomendable agregar otro capacitor de desacople de menor valor (1nF por ejemplo) pero que tenga mejor respuesta en frecuencia (que se comporta más como un cortocircuito a alta frecuencia que el otro). Y siempre un capacitor de desacople entre cualquier pata de alimentación (marcadas como VDD en el pic) y la masa más cercana. También incluye los AVDD si los hubiera.

jairgismo dijo: Ver Mensaje
...Los capacitores de desacople los coloqué entre positivo y negativo, justo a un lado del zócalo del PIC. Más cerca es imposible.
Probaré colocando el capacitor en el Master Clear, supongo que es para evitar rebotes inesperados ocasionados por el interruptor...
Ese capacitor debería ser un valor más o menos bajo; no hace falta que sea de 100 nF, con 1nF ya debería cumplir su función, que es la de filtrar ruidos que puedan activar accidentalmente la pata de reset.
Por qué un valor preferentemente bajo?, porque todos los micros - mejor dicho - todos los micros que he utilizado precisan la pata de MCLR para programarlos. Si uno mete un capacitor de 100 nF en la pata de MCLR puede ser que el programador del micro (pickit, icd, etc) tenga problemas para manejar esa línea (ponerla a 0 o 1 a voluntad).
Con un capacitor de bajo valor uno cumple la función y no le da problemas al programador/depurador.

jairgismo dijo: Ver Mensaje
...cristal es mi tercer sospechoso, investigaré como verificar si está dañado o no y comentaré los resultados aquí.
Ok, una prueba sencilla para determinar si hay problemas con el cristal es bajar la frecuencia de reloj del micro. Pero hace mucho no uso pics, creo que no se puede bajar esa frecuencia por software ¿o sí?.

En todo caso viendo la placa te hago las siguientes recomendaciones (para tu próxima placa):
  1. Comprá y usá flux!!!!: poniendo flux antes de soldar vas a ver que las soldaduras te quedan perfectas, brillantes, y no se forman bolitas de estaño. Y lo más importante aparte de la estética: te olvidás de pensar si alguna soldadura habrá quedado haciendo una mala unión.
  2. Usar plano de masa: me llevaría mucho explicarlo y mi respuesta ya se hizo muy larga. Lo dejamos ahí por ahora.
///////////////////////////
Ignorar esto, viendo tu placa veo que las conexiones son bastante directas
Vamos a la placa que tenés ahora. Uní las dos masas/GND de los capacitores del cristal, y de esa unión lleva un cable directo a la pata de masa/GND del pic más cerca de los terminales de oscilador.
///////////////////////////

Usa 2 capacitores del mismo valor y tipo para el cristal. Creo que ese puede ser tu problema. Usa 2 cabecitas negras si tenés.

Me voy que hay que hacer el asado.
Suerte!!!
30/06/2013 #15


Ardogan dijo: Ver Mensaje
Aprovecho para remarcar algunos conceptos detrás de las recomendaciones. Para ver la solución a tu problema particular andá abajo de todo, último párrafo.
Me voy que hay que hacer el asado.
Suerte!!!
Muchas gracias por tu respuesta. No cito cada aspecto de tu respuesta, ya que son muchos y muy interesantes, lo cual prolongaría mucho mi agradecimiento y análisis de cada aspecto, sin embargo agradezco mucho lo detalladas que fueron tus explixcaciones, en esta semana iré a reprogramar el pic con tiempos y configuraciones en forma, además de realizar la colocación de los capacitores de la forma que me indicas, uniré las pistas que me señalas y obviamente publicaré mis resultados aquí. Soy nuevo en el foro, así que también espero poder subir el informe detallado como aporte.
De antemano gracias.
Respuesta
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