• 14 de março de 2023
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Tudo sobre jigas de testes de placas eletrônicas

As jigas de testes são elementos essenciais na produção de equipamentos eletrônicos. O termo vem do inglês “Test jig”, por isso o “jiga” com j — diferente de “giga”, o prefixo do sistema internacional para 10⁹.

Elas são os equipamentos usados para testes de placas eletrônicas. As placas, por sua vez, são componentes elementares de qualquer dispositivo eletrônico, dos mais simples — como calculadoras e controles de garagem — aos mais complexos smartphones e notebooks.

Após a montagem da placa — que é desenhada para atender as necessidades do equipamento ao qual pertence —, é necessário verificar se ela está funcionando de acordo com o esperado. É neste momento que entra a jiga de testes.

As jigas são equipamentos exclusivos para a produção das placas com projeto feito apenas para este propósito e em quantidade limitada. A sua função é testar todas as funções da placa eletrônica. No caso de um notebook, por exemplo, ela simula todos os componentes externos, como o teclado, trackpad, LCD etc.

O objetivo de uma jiga é minimizar o tempo dos testes e as operações manuais realizadas por um operador, garantindo maior eficiência da linha de produção. Quanto maior a automatização dos testes, maior a uniformização da produção e redução das falhas humanas.

As jigas podem ser divididas em dois grupos, de acordo com os testes que realizam:

• Jigas ICT (In-circuit testing ou testes nos circuitos);
• Jigas de testes funcionais (FCT).

Como funcionam as jigas ICT

Em jigas ICT, as placas são testadas sem a necessidade de energização da placa ou apenas de algumas partes dos circuitos. O objetivo desta jiga é garantir que o circuito está OK antes de ser ligado.

Normalmente, a jiga ICT é um equipamento com uma base comum de testes em que é encaixada uma matriz de pinos (fixture) com as ligações especificas de cada placa — comumente chamado de “cama de pregos”. Um sistema de testes automatizado é conectado a este fixture executa as medidas elétricas na placa.

O ICT testa e verifica pontos dos circuitos em curto ou abertos, valores de componentes (resistores, capacitores etc.) ou até mesmo se um sub-circuito está funcionando corretamente, alimentando apenas aquela área para o teste.

As jigas ICT podem incluir sistemas de visão computacional para verificar coisas como correto posicionamento de componentes na placa, inversão de componentes e outras inspeções visuais. Também pode-se incluir nesta jiga a gravação de firmwares (software embarcado) em componentes como memórias e microcontroladores.

Normalmente, a jiga para ICT fica logo após as linhas de montagens, testando as placas antes que processos que exijam mais trabalho manual sejam feitos.

Esse processo, além de garantir segurança aos montadores, visa minimizar a queima de componentes na placa quando ela é ligada, o que pode causar a avaria do equipamento final ou até de equipamentos de testes nas etapas finais de produção.

Como funcionam as jigas FCT

As jigas de testes funcionais (FCT) testam o funcionamento geral da placa energizada. Aqui, são testadas todas as funcionalidades da placa. Por exemplo, em uma placa de TV, devem ser testado se ela apresenta as imagens corretamente em uma tela igual à do equipamento final, se todas as entradas (HDMI, antena, vídeo) funcionam quando um sinal é aplicado, se as portas (USB, Ethernet) estão comunicando corretamente etc.

A automatização de jigas FCT

A automatização em uma jiga FCT apresenta maiores desafios do que a ICT, pela necessidade de conexões externas, como cabos e interações de operadores. Cabos podem precisar ser inseridos ou retirados conforme os testes, o que requer um operador.

Também existem os casos em que o equipamento final possui um teclado ou tela touch-screen, de forma que um operador precisa validar com um toque ou pressionar um botão para realizar os testes.

Nestes casos, para garantir que os testes sejam feitos no tempo correto e evitar paradas desnecessárias, o operador deve ficar atento à jiga FCT em que está trabalhando.

Como a jiga depende da atenção do operador, este não consegue operar mais de um equipamento ao mesmo tempo, ou tem a sua capacidade reduzida consideravelmente, levando mais tempo nos testes de cada dispositivo.

Interações do operador (teclados, touch screens, movimento de mouse etc.) e inserção e retirada de cabos podem ser automatizadas com circuitos eletrônicos e dispositivos eletromecânicos específicos, desenvolvidos para cada modelo de placa a ser testada. Robôs também podem ser utilizados em casos em que é necessário simular uma interação como a de um operador humano.

Benefícios da automatização de jigas FCT

Elevar o grau de automatização de uma jiga FCT traz diversos benefícios:

• Reduz danos por manipulação errada de operadores.
• Aumenta a confiabilidade e os testes passam a ser mais uniformes.
• Permite que um operador atue em várias jigas – redução homem/hora, já operador só irá alimentar e retirar as placas da máquina (no caso de automação ideal);
• Aumenta produção — mais placas testadas por hora, mais testes em paralelo e redução de falhas;
• Melhora a rastreabilidade – a plataforma de testes pode acessar diretamente com os sistemas da fábrica (shop floor) e registrar os dados dos testes. Tudo fica registrado automaticamente.

Desafios da automação e como contorná-los

Ao contrário de uma jiga ICT, em que já existem plataformas comerciais que precisam de menor customização para cada placa, as jigas FCT precisam de desenvolvimento mais abrangente.

Cada produto (placa) apresenta características únicas e é preciso um projeto que envolva o desenvolvimento mecânico, eletrônico e de integração com a produção final.

• No projeto mecânico, precisamos definir as dimensões das jigas, os suportes as placas e circuitos de testes e quais acionamentos — simulações de interação de usuário — serão necessários.
• No projeto eletrônico, devem ser definidos quais funções serão testadas eletronicamente e quais tarefas do operador serão automatizadas com eletrônica embarcada.
• Na integração, deverão ser entendida como será a comunicação do sistema de testes com os sistemas da fábrica do cliente, como os testes serão registrados e como será feita o controle de falhas para ajudar na rastreabilidade.

Como as jigas de testes são inescapáveis na produção de qualquer dispositivo eletrônico, é importante pensar em formas de torna-las o mais eficientes possível. A automatizando de jigas reduz a necessidade de operadores e, consequentemente, o valor de hora/homem dos testes, trazendo grandes ganhos financeiros a toda a operação.

Com atenção aos aspectos listados, automatizar jigas FCT torna-se um processo já mapeado e mais fácil de ser trilhado.

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