Sorunun bir bileşen arızasından kaynaklandığını belirlediğinizde, bu aşamaya "bileşen düzeyinde arıza analizi" denir. Bir bileşen arızasını analiz etmek oldukça zahmetli olabilir ve bir Baskılı Devre Kartı (PCBA) üzerinde birçok farklı türde bileşen bulunur. Örneğin, elektrolitik kapasitörler, seramik kapasitörler, tantal kapasitörler, diyotlar, indüktörler, kristal osilatörler, mikrodenetleyiciler, güç sürücü entegre devreleri (IC), protokol arayüz IC'leri ve daha fazlası gibi ayrık bileşenler mevcuttur. Ayrıca, genellikle bir bileşen düzeyindeki arıza analizinde, bileşenin daha derinlemesine incelenmesine (örneğin kapsül açma veya kesit alma gibi) geçilmeden önce mutlaka bir elektriksel düzeyde doğrulama yapılır.
Bir PCBA (Baskılı Devre Kartı) üzerinde birçok farklı arıza türü ve bileşen türü bulunduğundan, arıza analizi kesinlikle basit bir iş ya da süreç değildir. Pek çok kişi, arıza analizi konusunda tezler ve teknik makaleler (white paper) yazmaktadır. Elektronik sektöründe birçok kişi için bu bir meslektir. Makaleleri okuyarak ve arıza analizi mühendisleriyle konuşarak, işlevsel düzeydeki arıza analizinin genellikle bir güç kaynağı, mantık analizörü, osiloskop ve dijital multimetre kullanılarak yapıldığını anlayabilirsiniz.
Bir ürün arızasında donanım bileşeni hataları olabileceği gibi, ürün yazılımı (firmware) ya da yazılım hataları da olabilir. Bu blog yazısı, sistem yazılımı veya ürün yazılımı hatalarını hariç donanım bileşeni hatalarına odaklanmaktdır. Donanım bileşeni hataları şu nedenlerden kaynaklanabilir:
-
Hatalı tasarım: Arızalanan bileşenin, teknik özelliklerinin sınırlarında ya da sınırlarının ötesinde çalışması durumu.
-
Üretim sürecindeki hatalar: Arızalı bileşenlerin yanlışlıkla elektriksel olarak aşırı strese maruz kalması, hatalı şekilde monte edilmesi (örneğin ters polariteyle takılması) ya da zarar görmesi.
-
Giriş kontrol sürecinde ise, düşük kaliteli bileşenlerin bulunduğu bir partinin gözden kaçma ihtimali de vardır.
Aşağıdaki paragraflarda, arıza analizi için kullanılan bazı pratik tezgah testi (bench test) cihazlarına dair örnekleri inceleyeceğiz.
Ayrık bileşen doğrulaması için dijital multimetre kullanımı
Dijital multimetre (DMM), başlangıç seviyesinde ayrık bileşen doğrulaması yapmak için en çok yönlü test cihazlarından biridir. Bunun nedeni; direnç, voltaj, akım ve kapasitans ölçebilmesinin yanı sıra diyot testi de yapabilmesidir. Ayrık bileşenler genellikle oldukça dayanıklıdır; ancak, bazen “pick and place” (al ve yerleştir) gibi üretim süreçleri bu bileşenlere zarar verebilir ve bileşen kenarlarında küçük çatlaklara neden olabilir.
Eğer hasar ciddi boyuttaysa, bileşen açık devre haline gelir. Diyotlar gibi bazı bileşenler ise aşırı strese maruz kaldığında “kaçaklı” diyot haline gelebilir. Şekil 1'de, iyi durumdaki bir diyot ile “kaçaklı” bir diyotun akım-gerilim (IV) eğrisi gösterilmektedir. Bu durum, sanki diyotun üzerinden bir parazitik direnç geçiyormuş gibi bir etki yaratır.
Şekil 1. İyi çalışan bir diyot ile arızalı “kaçak” diyotun IV (akım-gerilim) eğrisi
Arıza tespiti amacıyla pahalı bir IV eğri izleyiciye (IV-curve tracer) ihtiyacınız yoktur. Bir dijital multimetre (DMM), diyot testi veya direnç ölçüm modunu kullanarak bu işi görecektir.
Sistem düzeyinde doğrulama için doğru akım (DC) güç kaynağı ve osiloskop kullanımı
Birçok elektronik cihaz, özellikle elektrik motor sürücülerine sahip olanlar, genel devre kartını besleyen 5 V hattından ayrı olarak 12 V'luk bir hatta ihtiyaç duyar. Arıza analizlerinde, bazen elektronik cihazların düzgün şekilde açılmadığı ya da en kötü senaryoda bir güç entegresinde (power IC) kilitlenme (latch-up) meydana geldiği durumlarla karşılaşabilirsiniz. Bu tür bir arıza, harici bir aşırı gerilim kaynağının neden olduğu ürün tasarım hatasından veya bir bileşen arızasından kaynaklanabilir.
Modern bir doğru akım (DC) güç kaynağı, birden fazla DC kaynağını çeşitli zamanlama dizilerinde çalıştırmanıza yardımcı olabilir. Keysight’ın EDU36311A DC güç kaynağı kullanılarak, birden fazla DC kaynağı programlı bir şekilde farklı açılış zamanlamalarıyla çalıştırılabilir ve bu sayede ürünün dayanıklılığı test edilebilir (Şekil 2).
Şekil 2. Keysight EDU36311A DC güç kaynağındaki güç açma sırası ayarlarına örnek
Bir osiloskop ile birlikte kullanıldığında, giriş akımlarını (in-rush currents), güç raylarındaki gürültüyü ve hatta minimum veya maksimum tetikleme seviyeleri ayarlayarak güç dalgalanmalarını izleyebilirsiniz.
Sistem seviyesinde doğrulama için fonksiyon jeneratörü ve osiloskop kullanımı
Fonksiyon jeneratörü, sinüs, kare, ramp, darbe, üçgen ve hatta herhangi bir rastgele dalga formu gibi birçok temel dalga formunu üretebilen çok kullanışlı bir test sinyali üreticisidir. Bu dalga formlarını, test ettiğiniz cihazı uyarmak için kullanabilirsiniz ve ardından osiloskop ile cihazın yanıtını ölçüp analiz edebilirsiniz.
Ayrıca, fonksiyon jeneratörünü test sinyallerinize gürültü veya ani darbeler eklemek için kullanarak ürün arızasına yol açabilecek olası durumları simüle edebilirsiniz. Şekil 3’ün üst yarısında, bir osiloskop ile ölçülen bir EKG sinyali ve fonksiyon jeneratörü tarafından üretilen rastgele bir gürültü sinyali gösterilmektedir. Bu iki sinyal, alt yarıda görülen gürültülü EKG sinyalini oluşturmak için birleştirilmiştir.
Şekil 3. Tıbbi cihazların sağlamlığını test etmek için gürültü sinyali eklenmiş simüle edilmiş bir EKG sinyali
Keysight’ın Sorun Giderme İhtiyaçlarınız İçin Smart Bench Essentials Serisi
Keysight Smart Bench Essentials Serisi, tek bir güçlü PC grafik arayüzü ile birleşen, genel amaçlı bir masaüstü test sistemi portföyüdür. Sistemi paket halinde veya çözüm bazında satın alabilirsiniz. Smart Bench Essentials Serisi aşağıdakilerden oluşmaktadır:
-
EDU36311A üç çıkışlı DC güç kaynağı
-
EDU34450A 5 basamaklı dijital multimetre
-
EDU33211A / EDU33212A tek ve çift kanallı fonksiyon jeneratörü
-
EDUX1052A/G 50 MHz, çift kanallı osiloskop
Güçlü Keysight PathWave BenchVue uygulama yazılımı, tüm cihazlarınızı kontrol etmenizi ve test sonuçlarını tek bir monitörde görüntülemenizi sağlar; böylece ürünlerinizi verimli bir şekilde sorun giderip hata ayıklayabilirsiniz. PathWave BenchVue uygulama yazılımı ile verileri yakalayabilir, ekran görüntüleri alabilir, sistem durumlarını görebilir, ölçümleri kolayca görselleştirip analiz edebilirsiniz. Ayrıca, geçmiş sonuçları karşılaştırarak ölçüm analizleri geliştirebilirsiniz. Sonrasında, endüstri standartlarındaki veri dışa aktarım formatlarını kullanarak proje raporlarınızı hızlıca tamamlayabilirsiniz (Şekil 4).
Şekil 4. Veri kaydı gerçekleştiren PathWave BenchVue uygulama yazılımı
Her Smart Bench Essentials çözümü (Şekil 5), KeysightCare servis ve desteği ile birlikte gelir — ürününüzü kaydettiğinizde kapsamlı bir destek veritabanına, uzman teknik danışmanlara ve proaktif destek bildirimlerine erişim sağlar.
Şekil 5. Keysight Akıllı Tezgah Keysight Smart Bench Essentials Serisi ve PathWave BenchVue uygulama yazılımı
