La manipulation de pinces crocodile, grip-fils et autres sondes de mesure s’avère souvent délicate lorsqu’on teste, répare ou calibre un circuit. Dans de nombreux cas, en particulier avec les composants montés en surface (CMS), accrocher une pince sur une broche est impossible, et maintenir une pointe de touche sur un point de contact étroit accapare autant la main que l’attention. Quant à l’autre main, si elle n’est pas en train de maintenir en place le circuit, probablement est-elle en train de manipuler l’instrument de mesure. Et c’est bien évidemment lorsqu’on souhaite mesurer simultanément plusieurs points d’un circuit que l’on se retrouve bêtement à court de mains. Les outils mains libres de Sensepeek se montrent à cet égard fort utiles puisqu’ils permettent de se concentrer sur la mesure plutôt que sur le maintien d’une sonde ou d’une carte.  

La solution Sensepeek

Les broches des composants traversants offrent généralement un bon point d’attache et un bon contact électrique à une pince ou à une pointe de touche. Il en va tout autrement avec les CMS. Leurs broches n’offrent aucun point d’ancrage, ou alors elles sont si proches les unes des autres que le recours à toute pince, fût-elle appelée mini-pincette, risque de provoquer un court-circuit entre deux broches. Il existe bien des pointes de touche très fines pour CMS, mais il faut les maintenir en place soi-même en gardant à l’esprit que le moindre dérapage risque là aussi d’entraîner un court-circuit.

Fabricants et électroniciens n’ont évidemment pas manqué d’imaginer toutes sortes de systèmes mécaniques promettant à la fois le maintien autonome d’une pointe de touche et la fiabilité de son contact électrique. Parmi tous ceux que j’ai essayé au fil des ans, celui de Sensepeek me semble le plus robuste et le mieux pensé.

Fixation magnétique de la carte

Une mesure « mains libres » exige le maintien préalable de la carte à tester. La technique d’immobilisation inventée par Sensepeek s’appelle PCBite, un plateau métallique permettant de positionner quatre plots aimantés et d’y pincer une carte (fig. 1).

Figure 1. Une carte arrimée entre les quatre plots aimantés du plateau PCBite.

PCBite (« mord-carte ») peut immobiliser des circuits imprimés de formes et de tailles différentes. Les « mâchoires » des plots mobiles comprennent des anneaux en plastique qui protègent et isolent la carte, et le plateau en acier peut également être isolé avec un fil de plastique auto-adhésif fourni avec le kit.

Rien dans les mains, tout dans la tête

Le kit Sensepeek comprend quatre sondes SP10 (atténuation 1/1) « ordinaires » et deux sondes d’oscilloscope SP200 (200 MHz, 1/10). Chaque tête de sonde est tenue en place par un bras flexible en col de cygne porté par un pied aimanté. La mobilité des pieds garantit un positionnement précis des sondes au-dessus de la carte. La fixation d’une tête de sonde au bout d’un bras est assurée par un pas de vis, et le cordon de mesure relié à une tête épouse la courbure du bras grâce à des porte-câbles. De huit couleurs différentes, ces porte-câbles facilitent l’identification du canal de mesure utilisé et maintiennent les cordons à distance de la carte (fig. 2).

Figure 2. Des sondes SP10 reliées à un multimètre. Les cordons sont identifiés par des couleurs.

Les bras en col de cygne vous rappelleront sans doute ceux servant à orienter certains micros ou lampes, mais les bras conçus par Sensepeek sont beaucoup plus flexibles. Cette flexibilité m’a d’abord surpris, mais en fin de compte elle sert parfaitement le rôle des bras. Sur chaque sonde, l’aiguille faisant office de pointe de touche est pourvue d’un ressort. Immobiliser une sonde en un point d’un circuit est dès lors étonnamment simple : positionnez-la au-dessus d’une broche, comprimez légèrement le ressort du contact de l’aiguille contre ladite broche, puis relâchez. Sans doute aurez-vous à déplacer le pied aimanté pour obtenir un positionnement parfait de la sonde, mais cela aussi est facile. Trop simple pour être vrai ? J’ai testé, ça marche (fig. 3), et même bien mieux qu’avec les autres sondes mains libres que j’ai essayées. Rien ne bouge, ni la carte, ni les sondes, même si vous heurtez et déplacez par mégarde le plateau (pas d’un mètre bien sûr).

Figure 3. Une pointe de touche sur la soudure d'un boîtier LQFP64.

Le kit comprend des pointes de rechange dans un petit sac refermable (qu’il vaut mieux ouvrir délicatement pour ne pas se retrouver à quatre pattes en position de chien policier). Remplacez toute pointe émoussée, son bon fonctionnement en dépend.

Sondes SP10 et SP200

D’après le manuel, les sondes SP10 à atténuation 1/1 (fig. 4) sont adaptées aux mesures de signaux et à l’analyse d’interfaces série à haut débit (SPI, CAN, USB, JTAG, I2C, UART…) Elles peuvent aussi servir à mesurer des résistances et des tensions, et à tester les alimentations et masses de dispositifs CC de 2 A max.

Les sondes d’oscilloscope SP200 à bande passante de 200 MHz (fig. 5) ont un rapport d’atténuation fixe de 1/10. Leur construction mécanique est identique à celle des sondes SP10, autrement dit leur pointe de touche se positionne et se fixe de la même façon. Comme toute sonde d’oscilloscope 1/10 « normale », elles possèdent un ajustable de compensation de fréquence pour leur calibrage avec le signal de test de l’oscilloscope, ainsi qu’un fil de masse à connecter, dans l’idéal, aussi près que possible du point de mesure ; et comme avec les sondes classiques, il faut parfois trouver un compromis pour cette connexion à la masse s’il n’y a aucune broche GND proche sur la carte. Les sondes SP200 sont fournies avec un fil de masse court doté d’une pince miniature, et avec un fil plus long qui peut être connecté sur une broche GND. Toutes les caractéristiques électriques et mécaniques des sondes SP10 et SP200 sont spécifiées dans les manuels [1] et [2].

Travaillez l’esprit et les mains libres avec le kit Sensepeek

Même les sondes relativement basiques SP10 du kit ont droit à une fiche technique dressant leur portrait complet. Je sais, nous autres techniciens ne lisons (presque) jamais ce genre de documents, mais leur présence est le signe du sérieux et du grand soin apportés par Sensepeek à la conception de ses outils. Le kit est cher, certes, mais vaut son pesant d’euros. PCBite s’avère un assistant parfait pour le maintien des cartes, et mes mains ne sauraient plus se passer de ses sondes mains libres !