PCB Probes (Bộ probe pogo-pin cho debug PCB)

PCB hiện đại mật độ cao (high-density) giờ khá khó debug bằng probe oscilloscope loại thường. Giữ tiếp xúc tốt với trace, chân IC, hay test-point gần như là không khả thi. Nếu cần đo hơn 1–2 tín hiệu thì rất nhanh là… hết tay.

Dưới đây là một cách để gá PCB lên một khung làm từ nhôm T-slot extrusion. Một bộ 9 probe pogo-pin được dán nhãn rõ ràng, với 3 độ dài khác nhau, có thể trượt và di chuyển trên khung T-slot. Các probe tiếp xúc với board rất ổn và sẽ không bị xê dịch khi bạn di chuyển dây oscilloscope hoặc lỡ tay chạm vào board.

Mình đã dùng các probe này trong công việc từ tháng 3/2021. Đây là phiên bản thứ ba. Chúng giúp mình làm việc hiệu quả hơn và đỡ “đau đầu” khi debug.

Khi lắp khung T-slot, nhớ nhìn kỹ hình minh hoạ. Bạn cần chừa một đầu mở ở mỗi đoạn để có thể luồn T-nut của probe vào và trượt chúng qua lại.

T-slot mình dùng là 30x30 6-series:
https://us.misumi-ec.com/vona2/detail/110302686450/?ProductCode=HFS6-3030

 
Dùng ốc M4 x 12 mm socket head cap screws để bắt trụ (post) vào T-slot,
ngoài ra bạn cần M4 T-nuts phù hợp với profile của T-slot extrusion bạn dùng. Mấy con T-nut này cũng được dùng cho phần gá PCB lên khung.
https://www.grainger.com/product/Socket-Head-Cap-Screw-M4-0-22UC47

 
Mỗi probe bạn sẽ cần 3 con ốc M3 x 10mm socket head screws và
3 brass heat set inserts cỡ M3. Các inserts này cũng dùng cho PCB Mounts (mỗi cái 1 insert).
https://www.adafruit.com/product/4255

 
Pogo pin cũng từ AdaFruit, đây là loại nhỏ nhất mình tìm được:
https://www.adafruit.com/product/2430

Sau khi in xong, làm sạch bavia/cạnh nhám và gỡ support. Sau đó ép brass heat set inserts vào. Lắp ráp Post, Arm1, Arm2 và Arm3. Dùng một cây kim để thông sạch các rãnh (slots) nơi pogo-pin sẽ đi vào, rồi cẩn thận nhét pogo-pin vào.

Dùng dây điện 22 AWG loại stranded hook-up wire. Đi dây trước, rồi quấn đầu dây quanh pogo pin phía dưới Arm3 và hàn cố định. Việc này sẽ ngăn pogo-pin bị trồi lên theo rãnh khi lò xo bị nén. Xem hình để biết cách tuốt dây và đi dây.

Có kèm file nguồn OpenSCAD để bạn chỉnh sửa các chi tiết cho vừa PCB của mình. Phần tên “Mount” nhiều khả năng sẽ phải chỉnh nhất, vì không phải PCB nào cũng có lỗ ở cùng vị trí.

Mình in các chi tiết này bằng PetG, dùng 2 hoặc 3 perimeters, 20% triangular infill, layer 0.3 mm. Canh hướng đặt chi tiết trên build plate cho kỹ nha! Ghi chú trong từng file sẽ chỉ rõ cái nào cần support.