Inspectie is een cruciaal onderdeel van het assemblageproces. Of je nu gebruik maakt van een externe assembler of een turnkey-service, het is hun verantwoordelijkheid om de PCB's (Printed Circuit Boards) grondig te inspecteren voordat ze beginnen met de assemblage. Als je zelf de borden assembleert, is het belangrijk om de gefabriceerde borden zorgvuldig te inspecteren voordat je begint met het solderen. Er is niets vervelender dan veel tijd te besteden aan het solderen van een bord, alleen om erachter te komen dat er een fabricagefout is, zoals in Figuur 12-6, waar het PCB eigenlijk afgekeurd had moeten worden. Een grondige visuele inspectie onder vergroting kan dergelijke fabricagefouten, zoals kortsluitingen, eenvoudig detecteren.

Wanneer ik een bord ontvang, of het nu geassembleerd is of niet, maak ik altijd een foto van het bord voordat ik iets anders doe. Voor blote borden is een flatbed scanner een uitstekende manier om het bord in hoge resolutie vast te leggen. Zo kan ik altijd terugkijken en zien of er een probleem was toen de borden aankwamen, of dat het tijdens het testen en de opstartfase is ontstaan. Als je een probleem ziet, neem dan contact op met je fabrikant. Ze kunnen helpen bij het diagnosticeren van het probleem. Betrouwbare fabrikanten bieden aan om het ontwerp gratis opnieuw te vervaardigen als ze een fout hebben gemaakt. Het maken van foto’s van de borden voordat er iets aan is gedaan, is ook een geweldige manier om fabrikanten met elkaar te vergelijken. Je kunt hun toleranties, afwerkingen en algehele kwaliteit controleren om zo je toekomstige keuzes voor fabrikanten beter te onderbouwen.

Naast inspectie is testen een ander essentieel onderdeel van het productieproces. Je PCB-fabrikant moet een 100 procent elektrische test uitvoeren voordat de borden worden verzonden. Dit betekent dat ze controleren of de elektrische verbindingen op het PCB exact overeenkomen met de specificaties in de CAD-tekeningen. Nadat je het bord hebt geassembleerd, moet je ook functionele tests uitvoeren om ervoor te zorgen dat alle componenten correct werken en de soldeerverbindingen goed zijn. Als je ontwerp afhankelijk is van keramische condensatoren met een hoge tolerantiespecificatie, moet je minstens 48 uur wachten na de assemblage voordat je de tests uitvoert. Dit komt doordat keramische condensatoren een verouderingsproces ondergaan dat hun capaciteit kan beïnvloeden. De moleculen van het bariumtitaat dat het diëlektricum van de condensatoren vormt, herschikken zich tijdens het verwarmen, en dit proces gaat jarenlang door. Het grootste effect op de capaciteit treedt echter op binnen de eerste 24 tot 48 uur na de verhitting.

Systeemintegratie is een ander uitdagend aspect van de productontwikkeling. Nadat je alle afzonderlijke borden hebt geassembleerd, getest en gecontroleerd, kan het eenvoudig lijken om de verschillende onderdelen samen te voegen tot een werkend systeem. Echter, het proces van het plaatsen van de componenten in een behuizing en ervoor zorgen dat alles nog steeds goed werkt, kan verrassend lastig zijn. Zorg ervoor dat je voldoende tijd in je schema hebt gereserveerd voor deze integratie. Het geheim voor een soepele systeemintegratie is zorgvuldige planning en stapsgewijs testen. Dit begint al bij de vereisten en specificaties van het product, waar je de interfaces en verbindingen tussen de verschillende onderdelen van het eindproduct ontwerpt. Vergeet niet om ook na te denken over kabelbeheer en draadaansluitingen. Het is belangrijk om nauw samen te werken met je mechanisch ingenieur om te ontwerpen hoe de onderdelen in de behuizing passen en hoe ze geïnstalleerd moeten worden.

Zodra alle onderdelen klaar zijn voor integratie, test je ze eerst individueel. Voeg vervolgens de subassemblages één voor één toe en test uiteindelijk het volledige systeem. Deze gefaseerde aanpak helpt je om problemen vroegtijdig op te sporen en voorkomt dat je het volledige systeem moet demonteren om erachter te komen waar het misging. Het kan ook voorkomen dat je per ongeluk een ander onderdeel van je systeem beschadigt als één subassemblage op een catastrofale manier faalt. Het is raadzaam om je subsystemen eerst te testen met een bench-voedingsbron, zodat je kunt controleren of het stroomverbruik is zoals verwacht en alles correct werkt.

Bij de assemblage van elektronische producten is het belangrijk om een grondig begrip te hebben van alle stappen in het proces. Het is niet alleen belangrijk om te weten hoe je de onderdelen soldeert, maar ook hoe je de volledige productie betrouwbaar maakt. Het ontwikkelen van vaardigheid in solderen is essentieel, net zoals in elke andere vaardigheid: oefening baart kunst. Met die vaardigheid kun je ook goed rework uitvoeren, wat tijd en geld kan besparen, omdat je bijvoorbeeld een prototype kunt repareren in plaats van te wachten op een nieuwe versie.

Het testen van een product is essentieel om vast te stellen of het daadwerkelijk werkt zoals het hoort. Er zijn verschillende soorten testen die nodig kunnen zijn, en de keuze en het ontwerp van die tests moet zorgvuldig worden overwogen. Soms kan de verleiding groot zijn om te bezuinigen op testen om zo sneller je product op de markt te krijgen, maar dit zal altijd tegen je werken en een negatieve impact hebben op de reputatie van je product. Grondig testen zorgt ervoor dat je product goed presteert en voldoet aan de vereiste regelgeving. Het testen moet altijd in lijn zijn met de werkelijke omstandigheden waarin het product zal worden gebruikt. Als je product bijvoorbeeld in koude omgevingen moet werken, moeten de testen ook onder die omstandigheden plaatsvinden, met een veiligheidsmarge.

De filosofie van testen draait om de vraag: kan het product doen wat het moet doen, en hoe lang kan het dat blijven doen? Dit helpt niet alleen de betrouwbaarheid van het product vast te stellen, maar ook de levensduur ervan. Het is belangrijk om te begrijpen dat alle componenten een verwachte levensduur hebben, die vaak wordt weergegeven in een zogenaamde "badkuipcurve". Deze curve toont aan dat de faalkans van een onderdeel aan het begin en aan het einde van de levensduur het hoogst is, wat belangrijk is voor de klantondersteuning en het bepalen van het einde van de levensduur van een product.

Hoe Elektronische Fouten te Troubleshooten met Medische Methoden

Elektronische ingenieurs kunnen veel leren van artsen. Artsen lossen problemen op door de patiënt te observeren, testen uit te voeren en te proberen te achterhalen welke onderliggende aandoeningen er mogelijk zijn. Vervolgens kunnen zij een behandelplan opstellen. De problemen en aandoeningen van levende wezens zijn uiteraard heel anders dan die van een elektrisch circuit. Toch kunnen de principes van medische probleemoplossing goed worden toegepast op elektronica. Uiteindelijk is het menselijk lichaam de meest complexe machine die we kennen. Stel je voor dat je een systeem van die complexiteit moet debuggen, terwijl we niet eens volledig begrijpen hoe al die onderdelen werken! De probleemoplossingstechnieken die in de medische wereld worden gebruikt, zijn goed genoeg voor dat systeem, dus het is veilig om te zeggen dat ze ook effectief zijn voor de apparaten die wij ontwerpen.

Artsen gebruiken medische geschiedenis, lichamelijk onderzoek en diagnostische tests om meer te weten te komen over de aandoening die ze proberen te behandelen. Vaak raadplegen zij ook specialisten om gebruik te maken van ervaringen die zij zelf niet hebben. Je kunt dezelfde technieken toepassen bij het troubleshooten van elektronica. Wanneer een storing zich in het veld heeft voorgedaan, verzamel dan zoveel mogelijk informatie over de gebruiksgeschiedenis en de omstandigheden van het gebruik, bij voorkeur rechtstreeks van de gebruikers. Onderzoek zowel de hardware zelf als het gedrag van het apparaat en voer tests uit om de oorzaak van het probleem te achterhalen. Wees niet bang om contact op te nemen met mensen die gespecialiseerd zijn in het vermoedelijke probleemgebied. Als je niemand kent, kun je altijd contact opnemen met een application engineer.

Een andere methode die artsen gebruiken om een aandoening te identificeren, is het zogenaamde differentiële diagnostiek. Dit is in feite een uitgebreide manier om te zeggen "proces van eliminatie". Je maakt een lijst van alles wat mis is, noteert alle mogelijke oorzaken van die problemen en begint met het uitsluiten van de oorzaken. In de geneeskunde wordt deze lijst geprioriteerd op urgentie of gevaar voor de patiënt. Je kunt een vergelijkbare aanpak volgen voor elektronica als het probleem dat je ziet mogelijk veroorzaakt wordt door iets dat gevaarlijk zou kunnen zijn. Als je alles op je lijst hebt uitgesloten, betekent dat ofwel dat je een fout hebt gemaakt en een mogelijke verklaring bent vergeten, of dat het hier gaat om een probleem dat nog nooit eerder is gezien. Zoek op internet, vraag op fora en praat met andere ingenieurs om andere gevallen of soortgelijke verschijnselen van het probleem dat je ziet te ontdekken.

In de geneeskunde wordt een belangrijk onderscheid gemaakt tussen de tekenen, symptomen en de oorzaak (etiologie) van een aandoening. Tekenen zijn observaties die iedereen kan maken. Symptomen zijn ervaringen die de patiënt heeft die afwijken van zijn normale toestand. Etiologie is de onderliggende oorzaak van de tekenen en symptomen. In de elektronica zouden de tekenen van een storing zaken zijn die we kunnen waarnemen op de printplaat, zoals een doorgebrande component of een doorgesneden baan. Symptomen zouden ongewone of abnormale gedragingen van het circuit zijn. En de etiologie zou de onderliggende oorzaak van de problemen zijn, zoals het verkeerd aansluiten van een batterij of het overschrijden van de temperatuurbeperkingen van de printplaat.

Pathologen gebruiken een set verklaringen, de postulaat van Koch, om te bepalen of een bepaald pathogeen een set tekenen en symptomen veroorzaakt. Hier is een aangepaste versie van de postulaat van Koch die je kunt gebruiken om te bepalen of een bepaald mechanisme een probleem veroorzaakt in meerdere eenheden: de veronderstelde oorzaak of oorzaken van het probleem zouden aanwezig moeten zijn in alle gevallen die als defect zijn geïdentificeerd en niet in de eenheden die niet defect zijn. Dit vereist volledige faalanalyse van elk defect apparaat, omdat de tekenen zich soms anders kunnen voordoen in verschillende eenheden, zelfs als ze dezelfde oorzaakinzicht hebben. Bijvoorbeeld, een IC kan catastrofaal falen en duidelijk verbrand zijn, of het kan intern falen en er van buitenaf in orde uitzien. Je zou je kunnen laten misleiden door te denken dat je met twee verschillende problemen te maken hebt, terwijl beide tekenen door dezelfde onderliggende oorzaak veroorzaakt kunnen worden. Faalanalyse voorkomt dit.

Wanneer een probleem is opgelost, zouden de tekenen en symptomen van dat probleem moeten verdwijnen. Als het probleem opnieuw optreedt, zouden de tekenen en symptomen ook weer moeten terugkeren. Als dit gebeurt, heb je waarschijnlijk de werkelijke onderliggende oorzaak niet gevonden en heb je slechts de symptomen behandeld. Als er verschillende nieuwe tekenen en symptomen ontstaan, kun je mogelijk te maken hebben met een nieuw probleem met een nieuwe onderliggende oorzaak. Als je tekenen of symptomen hebt opgemerkt voor een significante storing, of als de tekenen of symptomen verergeren naarmate de vermoedelijke onderliggende oorzaak ernstiger wordt, is de kans groter dat de vermoedelijke oorzaak correct is.

De faalmodi die worden afgeleid uit je observaties zouden consistent moeten zijn met de bekende faalmodi van die componenten. De tekenen en symptomen van de storing zouden reproduceerbaar moeten zijn als je de vermoedelijke onderliggende oorzaak doelbewust creëert in een werkende eenheid. Iedereen die bekend is met de oorspronkelijke postulaat van Koch zal weten dat deze hier sterk zijn aangepast, maar de onderliggende logica voor probleemoplossing is waardevol en werkt ook buiten de geneeskunde. Sommige postulaat lijken misschien voor de hand liggend of elementair, maar het is belangrijk ze te herinneren. Het is heel gemakkelijk om "verdwaald in het bos" te raken tijdens het troubleshooten en in cirkels te gaan lopen of de basisprincipes te vergeten.

Wat gebeurt er wanneer je meerdere problemen bovenop elkaar hebt? Of wat als een teken of symptoom slechts een toevalligheid is, een eenmalig voorval? Je zou kunnen proberen intensieve observaties te maken en gedrag te correleren met tekenen, of zoeken naar een statistisch verband tussen gedragingen. De aanbevolen werkwijze in de medische wereld is echter om experimenten uit te voeren. Dit komt omdat het lang kan duren om voldoende observaties te verzamelen voor een zinvolle analyse, en zelfs dan kun je niet met absolute zekerheid zeggen of je de oorzaak correct hebt geïdentificeerd. Het uitvoeren van experimenten betekent meestal dat je het vermoeden van de onderliggende oorzaak corrigeert en kijkt wat er gebeurt. Dit kan ook betekenen dat je het apparaat wijzigt of verstoort om een beter begrip te krijgen van de "regels" van de symptomen en tekenen.

Wanneer je eenmaal begrijpt hoe symptomen werken (of bepaalde symptomen altijd of nooit samen verschijnen, onder welke omstandigheden, enzovoort), noemt de medische gemeenschap dit een syndroom. Een syndroom kan het gevolg zijn van één enkele onderliggende oorzaak of een reeks oorzaken die elkaar opvolgen. Voor de laatste situatie is er een troubleshooting-techniek genaamd "vijf keer waarom vragen". Dit is een concept dat wordt gebruikt in het Toyota Productiesysteem, waarbij je vijf keer vraagt "waarom?" wanneer je een probleem tegenkomt om tot de werkelijke oorzaak te komen. Waarom gebeurde A? Vanwege B. Waarom gebeurde B? Vanwege C. En ga zo door. Als je iets onterecht identificeert als de onderliggende oorzaak van een probleem, terwijl het eigenlijk maar één schakel in een keten is, zal het probleem uiteindelijk opnieuw optreden.

Houd er rekening mee dat sommige onderliggende oorzaken tekenen en symptomen kunnen hebben die onderhevig zijn aan een promoter. Met andere woorden, de tekenen of symptomen worden pas zichtbaar wanneer ze worden getriggerd door een gebeurtenis of verandering van omstandigheden die zelf niet de onderliggende oorzaak zijn. Bijvoorbeeld, als enkele van je apparaten beginnen te falen telkens wanneer de printplaat in de behuizing wordt geïnstalleerd, is de onderliggende oorzaak niet de installatie van de printplaat in de behuizing. Na verdere analyse kun je uiteindelijk bepalen dat de printplaat een beetje wordt gebogen wanneer deze in de behuizing wordt geschroefd, en die buiging veroorzaakt een open circuit door een slechte soldeernaad. Dit is een voorbeeld van een probleem dat al bestond, maar pas zichtbaar werd toen iets de uitdrukking van het probleem vergrootte (in dit geval door het in de behuizing te schroeven). Het buigen van de printplaat is niet de onderliggende oorzaak van het syndroom, maar de slechte soldeernaad is dat wel. Het buigen van de printplaat is slechts de promoter.

Hoe Thermische Beweging van DNA Moleculen de Dynamiek en Denaturatie Beïnvloedt
Hoe draagt de herhaling in Trump’s toespraken bij aan de inclusie en het politieke discours?
Hoe de Ontwikkeling van Waterstofopslagsystemen de Toekomst van Duurzame Energie Vormgeeft
Hoe Evangelische Opvattingen over Seksualiteit en Geslacht Sociale Normen Beïnvloeden