Harakanpesiä, himmeleitä ja jorinaa elektroniikan luotettavuudesta

Lueskelin tässä viikonloppuna vähän teknisiä juttuja verkosta

http://hackaday.com/2014/10/25/use-a-cheap-pin-diode-as-a-geiger-counter/

Sitten katselin ebaystä ryssälässä valmistettuja geigerputkia (suosisin ostamista vaikka Ukrainasta eikä venäjältä)... nohh...  asiasta lisää jossain myöhemmässä postauksessa. (Niin ja putkia joilla voi tehdä röntgeniä :D)

Päädyin myös katsomaan millaisia transimpendanssivahvistimia olisi ebaystä saatavilla.
Silmiin osui tälläinen... siinä oli jopa kytkentäkaavio ja manuaali mukana.. Ja kuva kotelon sisällöstä

http://www.ebay.com/itm/High-gain-transimpedance-photodiode-amplifier-current-to-voltage-converter-/291407017654?hash=item43d93636b6:g:sY8AAOSw0vBUjsgq

Ja ei maksa kuin 2500USD:tä sisältäen toimituskulut minnepäin tahansa maapalloa.

http://hasseb.fi/shop2/index.php?route=product/product&product_id=56
Tai hasseb:in omasta kaupasta 2300euroa, varmaan Espoosta noutaen säästäisi toimituskulut.

Nyt lähtee halvalla ammattilaiselektroniikkaa!!

Mein gott himmel

Mein gott himmel got...    "Minulla on himmeli" kuten sakemanni sanoo :D :D :D

Ei kannattaisi haastaa riitaa tai pilkata.... mutta facepalm..

Mutta kuitenkin erittäin vahva hatunnosto ja peukku ylös kauppiaalle joka esittelee rehellisesti vahvistimen kotelon sisällön valokuvan ja kytkentäkaaviota. Eipä voi kukaan syyttää "huijauksesta" kun ostaja näkee täsmälleen mitä on ostamassa. Ei se tyhmä ole joka pyytää vaan kuka maksaa.

Omat blogissa esitetyt kötöstykseni ovat himmeleitä, koska ne ovat prototyyppejä joita varten en ole tehnyt piirilevyä. Kunnon piirilevyllä, liittimillä ja koteloinnilla lopputuloksesta tulisi nätimpi. (noh minä rakennan itselleni protoa enkä aio myydä sitä kenellekkän)

Noh... tuossa on todennäköisesti kyseessä babbys first pcb. Ja tietenkin speksaus on tehty jonkun käytännön elämästä irtautuneen akateemikon toimesta.

Noh... allekirjoittanut rakensi erikoistyössään virta-pulssi muuntimen.. ja se oli kötöstys

Itsetehty hituvirta-pulssi muunnin vuodelta 2006, Ei ollu varaa kunnon opariin eikä tarpeeksi suureen takaisikytkentävastukseen niin piti improvisoida. Kotelon virkaa käytti filmipurkki.... joo filmirullapurkki. Ei ollu 3d tulostinta kotona silloin..

Palataampas asiaan

Lineaaripoweri. siis.. rengassydänmuuntaja (joita tarvitsee vaihtaa rippuen 115v tai 240v)...diodisilta..+12v ja -12v regut. Täähän on kun jonkun elektroniikan peruskurssin pohjalta rakennettu..  öh.. L.1.1 vs L2.1... kumpikohan noista on sulake?

Toivon että on menty fiksulla ratkaisulla, jossa sulakepesä on osa IEC-poweriliitintä.
Mutta jos ei ole...

(Ja ei puhuta edes siitä että verkkoon päin ei saisi tuottaa häröjä... noh.. eipä tuo boksi nyt häriöitä itsessään tee)

Niks naks sanoo kytkin

JA sitten noi valintakytkimet.. Siellä on kytkin kopan seinässä... kytkimeltä lähteen nippu johtoja (ilman suojavaippaa) piirilevylle.

Katsotaampa skemasta tuota signaaliketjun ensimmäistä oparia. Oparin negatiivisesta inputista vedetään karva valitsinkytkimelle ja siitä joko 100Megan tai 1Gigan takaisinkytkentävastukselle ja siitä IC1:n outputtiin..

ÄHH... alottelijan virhe. Inputit ovat korkeaimpedanssisia, tarkoittaen sitä kyseistä inputtia pystyy heiluttamaan hyvinkin herkästi Siihenhän nappaa pörinät. vaikkapa boksiin seinästä tuotu 50Hz:n häiriösignaali. (Pääasiallinen kytkeytymistapa on kapasitiivinen.. jota on yritetty taklata kotelon sisäisellä ohuellakin metallilla 50Hz surppalähteen ja vahvistinlevyn välissä.. Jos taas johdinta alkaa olemaan voi kytkentä napata induktiivisia häiriöitäkin)

IC1:n outputti on jäykästi ajettu (koska se on outputti) johon häröt ei nappaa kiinni (oparin lähtöimpendanssi).  Kytkennästä olisi tullut paljon parempi jos gain-valintakytkin ja vastukset olisivat vaihtaneet paikkaa.ja kaistanrajoituskonkat ja takaisinkytkentävastukset olisivat mahdollisimman lähellä IC2:n  - inputtia. Näin korkeaimpedanssisesta netistä (oparin -input karva) olisi tullut mahdollisimman lyhyt ja helposti suojattava.

Onhan siellä perkele guard ringikin, mutta oleelisimmat on unohtunu

Laadukas ja luotettava

Tuo vahvistin on varmasti monen mielestä laadukas. Valitettavasti moni nimenomaan moni ajattelee (tutkija joka ei ymmärrä elektroniikasta tai joku johtaja).

"Tavallinen ihminen ajattelee" näin..
 Jämäkkä boksi, Asialliset teippaukset. Oikeat mekaaniset kytkimet.. nuppi josta vääntää niin kuuluu naks.. Myynti-ilmoituksen listassa lukee "EMI filter", joten "aasia kunnossa" niinkuin Jankon betonilla.

Todella laadukas ja hyvää jälkeä. Ei mitään linuxeja, pytoneita,nodejs:iä, golangia tai mikrokontrollereita,, ADC:tä DAC:ia tai muuta missä on aina jotain bugeja ja nörttien easter-eggejä.
Ja mitä enemmän releitä, kytkimiä ja juttuja joista tavalliset ihmset ymmärtää sen parempi.

Helppokäyttöinen, että kaikki osaa... Ja ennenkaikkea laitteeseen saa käyttöohjeen ja dokumentaation..eli jos papereita löyty niin kaikkihan on kunnossa ja vielä kotimaassa valmistettu eikä missään vinkuintiassa tai vinosilmä-hikipajassa.

Olen myös törmännyt "laadukaaksi" mainostettuun ison valmistajan x86 atom teollisuus-pc:hen joka oli laadukas.. Paino paljon, maksoi paljon... paksu musta kotelo massiivisella jäähdytysrivalla. Kuumeni oikein kunnolla eikä niinkuin joku "harrastelija" raspberry1/2 joka ei kuumene.. Ja poweri 24v vihreällä luotettavalla phoenixin liittimellä.... Asialliset dokumentaatiot (mitat..paljonko syö sähköä..muistin määrä  yms aika itsestäänselviä asioita mutta ei mitään diipimpää) ja CE-merkit yms...

Ihan muuten hyvä paitsi kyseisessä purkissa ei ollut kunnollista brownout resettiä. Räpsyttämällä käyttöäsähkölinjaa, pc:n sai jumiin nin että ainut mikä boksissa toimi oli virtaledi. Kunnes resetoi pc:n riittävän rauhallisella noin reilu sekunnin virtakatkolla.

Ikävä kyllä laadukkuutta ja laitteen luotettavuutta, suorityskykyä tai soveltuvuutta käyttötarkoitukseensa EI VOI PÄÄTELLÄ

• Laitteen painosta
• Kotelon jäykkyydestä
• Etumaskista (teippaukset ja ledit) Ei vaikka valmistaja olisi printannut asiakkaan firman logon
• Ulkoisista liittimistä  (sisällä voi olla ties mitä vaikka etumaskissa olisi usean satasen tai tonnin rf-liitin)
• Valmistusmaasta, osaa ne vinosilmätkin tehdä laadukasta. Vaikka en olekkaan mamupatja. En lähtisi ihonvärin tai silmien muodon perusteella arviomaan työn laatua.
• Allekirjoittanutta pidetään kauheana rassistina. Joskus jopa väitteen esittäjät sortuvat pahempiin rasitisuuksiin.
• Hinnasta, kallis ei ole hyvää. Tyhmästi tekeminen nostaa aina kuluja ja "R&D kulut siirretään hintaan.
• Säästä liittimistä... joudu nostamaan hintaa kun työläs rakentaa ja korjausreissut aiheuttavat kuluja.
• Kuinka paljon siinä on mekaanisia kytkimiä, ledejä ja releitä...Itseasiassa voi... mitä vähemmän mekaanista paskaa sen parempi
• Miksi laitteissa on ledejä: Olin vuosia sitten veronmaksajien rahoittamassa palaverissa jossa noin 20 asiantuntijan (okei heistä 2 tai 3 ymmärärsi vähän käsiteltyä aihetta) poppoo jauhaa lähes tunnin aiheesta onko ledi "amber", "yellow" tai kenties "orange".... Koska ledeistä on aina hauska keskustella ja pitää palaveria.. Helppo aihe jonka kanssa touhutessa ei tarvitse vaivata päätä tai oikeastaan perehtyä mihinkän.
• CE-merkin olemassaolosta.
• Laatujärjestelmästä. Karsii kieltämättä törkeimmät perseilyt pois, kertoo lähinnä että firma ei toimi ihan mielivaltaisesti ja että dokumentit ovat kunnossa. Laatu!=laatujärjestelmä. Kiva yksityiskohta jos on, mutta älkää helvetti ikinä laskeko sen varaan yhtään mitään.
• Dokumentaatiosta. Minulle on sanottu että asiallinen (paino sanalla asiallinen) dokumentaatio on tuotteen tärkein ominaisuus. Sen perusteella asiakas tekee ostopäätöksen.
• Pitää paikkaansa, mutta pelkillä papereilla ei pitkälle lennetä
• Hyvä dokumentaatio demonstroi suorityskykyä ja esittelee dataa, asiallisessa dokumentaatiossa on kaikkea höttöä mikä näyttää asialliselta.
• Että dokumentaation saa paperilla
• Että sopimus laitteen ostosta järjestyy faksilla
• Että papereissa on leimat
• Iltalehdessä oli juttu 60-70 vuotiaasta wanhasta pierusta jolta nigerialaiset olivat huiijanneet rahat... joo paperissa oli leimat ja sopimusasiakirjat sai oikein faksilla  JOTEN KAIKKI PITI OLLA KUNNOSSA KUN VAAN MAKSAA RAHOJEN SIIRROSSA TARVITTAVAT RAHAT

Jos olisin johonkin akateemiseen hommaan tarvinnut seinäsähköllä toimivaa vahvistinboksia, niin olisin tehnyt siitä tasajännitteellä käyvän. Käy ameriikoissa 115v leikkisähköllä ja kotona oikealla sähköllä ilman muutoksia. Todella hiljaista elektroniikkaa käytettäessä on aina plussaa jos boksin saisi pyörimään vaikka 12v lyijyhyytelöakusta.

EMI-Häririöautistit ja hifistit ovat tyytyväisiä kun akku ei ainakaan surise eikä pörise :D

Yksittäiskappaleiden tapauksessa AC-DC muunnos onnistunee vaikka vanhalla läppäripowerilla. Onpahan infant mortality keissit suljettu pois ja poweri on testattu... (ellei kyseisen AC/DC muunninyksilön käytämättömyys johdu siitä että se rikkoi läppärin)

Mil ja Ind rated??

Luetettavuudesta ja laadusta kun puhutaan... vastaan tulee mil ja ind rated termit. Tulisikohan tuosta vahvistinboksista luotettava MIL rated osilla? Saisiko paremmin rahalle vastinetta. 2500taalalla voi jo vähän vaatiakkin.

Ja mitä esimerkiksi puolijohteisiin tulee. Niin ne industrial ja military rated piiritkin tulevat lähes aina samasta tehtaasta, samasta linjastosta ja monesti samoista kiekoista mistä "commercial gradet". Militäärichipit tehdään kiekon keskeltä, missä on vähemmän epäpuhtauksia kuin reunoilla.

(toki on kaikenlaisia safiirille rakenneltuija rad-hardened viritelmiä
http://www.cpushack.com/space-craft-cpu.html
)

Tähän sopii lainaus armageddonista

All made in Taiwan

Ei ole olemassa mitään transitiopistettä missä materiaali muuttuisi selkeäksi paskaksi. Samaa materiaalia ne kaikki on. Lisäksi lähes kaikki commercial, industrial ja military versiot on tehty samalla leiskalla (poikkeuksia on). Ja jos commercialin on myös toimittava, ei se voi olla kovin paksa. Plus puolijohdetehtan puhtausvaatimukset ovat tiukentuneet integraatioasteen noustessa.

Eli prosessit, materiaalit ja puhtaus on parantunut noin yleisesti. Ja jos nykyajan tyylillä valmistetaan jotain yksinkertaista oparia, pientä muistia, ADC-muunninta yms.. Niin saannon tavottelun oheistuotteena ne reunoillakin olevat ovat jo aika laadukkaita Niin väitämpä että nykyajan commercial chippien ja niiden MIL rated chippien ero on pienempi mitä vanhoina paskoina aikoina.

En väitä ymmärtäväni paljoakaan puolijohteiden valmistuksesta, mutta eikös ole outoa että MIL-IND-Commercial jaottelua jatketaan samoilla myyntiargumenteilla mitä 30 vuotta sitten vaikka maailma on muuttunut? (Asiaa voisi toki selvittää eikä arvailla.)

Eli ARVAUS on että kyse on vain pelkästä statistiikasta, mikä on odotettu vikaantumisväli. Tai oikeastaan ei siitäkään.

Eniten MIL maksaa tietenkin valmistajan vakuuttelu että tää on laadukkaampi kuin kuluttaja-grade ja paperi. Vaativia laitteita suunittelevä henkilö ei tietenkään uskalla valita commerical gradea, kun viimeistään BOM:in tarkistuksessa se jää kiinni "haa... toihan on paska komponentti, ota se pois".

Jos suunittelija väittää vastaan, uhataan häntä työpaikan menettämisellä :(

Käsi ylös te jotka suunittelette ja valmistatte elektroniikkaa. Jos teidän asiakkaalta posahtaa laite, jossa on vaikka mil-rated piirejä. Lähdettekö syyttelemään IC-piirivalmistajaa? Varmaan vikaa haetaan ensin omasta designista. Jos vikaa ei löydy ja asiaa kysytään ic-piirivalmistajan edustajalta, aluksi tietenkin epäillään käyttösähköjä, mekaanisia olosuhteita, lämpötiloja yms..  IC-piirivalmistajaa ei saa oikeastaan muutoin narautettua paskasta laadusta kuin fiksaamalla sähköiset olosuhteet ja ramppaamalla piiriä kylmä-kuuma sykleissä (pysyen speksatujen rajojen sisällä). Ja osoittamalla että "ei kelpaa".

Eli kannataako maksaa ylimäääräistä paperista jolla ei kuitenkaan saa hyvitystä jos jotain käy?  Senkin rahan voi käytää fikumpaan kotelointiin, liitimiin ja lämmönhallintaan tai vaikka ESD suojaukseen . Johtavia vian aiheuttavia asioita!!  Tai jos teette elektroniikkaa josta riippuu ihmishenget, niin hankkikaa halpaa mutta testatkaa. Pelkkä paperi ei pelasta mitään.

Itse uskoisin oman henkeni vaikka kiinalaiseen AC/DC poweriin kunhan olisin ensin avannut (mielellän open frame) sen (tarkistanut eristevälit) ja purkanut vaikka muutaman vastaavan powerin muuntajan ja tarkistanut että siellä on muutakin eristettä kuin lakka. Fysiikka toimii myös kiinaelektroniikan tapauksessa!  Paperidokumenteilla ei pyyhi edes persettä kuin köyhät joilla ei varaa vessapaperiin!

Aiheesta juttu:

https://motherboard.vice.com/en_us/article/how-elon-musk-willed-spacex-into-making-the-cheapest-rockets-ever-created

"The cost savings for a homemade radio are dramatic, dropping from between $50,000 to $100,000 for the industrial-grade equipment used by aerospace companies to $5,000 for SpaceX's unit."

But how do you know if a $5,000 radio designed in-house is going to work against the tried-and-true legacy parts? How do you build the entire rocket's avionics computer system for just over $10,000, when standard rocket companies use systems that cost in the neighborhood of $10 million?

Mitä TKK:lla opetettiin: "DC-DC muuntimet ovat pelsebuupin keksintöä"

Eräs valmistunut tuttu tiivisti hyvin mitä oli oppinut opiskeluaikana... "Opin ainakin käyttämään hiirtä luontevasti myös vasemmalla kädellä". Viitaten tietenkin Trinetin senaikaiseen runsaaseen K18 tarjontaan. :D

Näin jälkikäteen muistellen TKK:n peruskurssit olivat rautaa ja tiukkaa tavaraa. Niinsanottujen ammattiainekurssien pääaiheena oli pääasiassa se kuinka kova jätkä proffa oli nuoruudessaan 80-luvulla.

(Omasta erikoistyöni erittäin paskasta kolvauskötöstyksestä en saanut kuin positiivista feedbackiä
 joka oli perseestä.. Negatiivinen feedbacki on hyvä asia kuten kaikki elektroniikkaa tai säätötekniikkaa tuntevat tietävät.)

Minulla oli sivuaine sähköltä. Muistan kuinka proffa oli jostain syystä pois ja luentoa sijaisti assistentti. (taisi olla dosentti).. Mieleeni syöpyi ikiajoiksi sijaisen hämmästynyt ilme kun hän pläräsi mustataustaisia, valkealla tekstillä olevia kalvoja (oli toki skannatussa muodossa läppärillä) jostain 80-90 luvun vaihteesta.. "Ööhh... mä en nyt tiedä mitä aasinsiltaa prof X on ajatellut näistä johtaa, mutta luulen että kovin moni teistä ei ole menossa töihin romuliikkeeseen"

TKK:n elektroniikan prujuissa oli aikoinaan eräs sivu, josta mieleen jäi slogni
"DC-DC muuntimet ovat pelsebuupin keksintöä". Kyseisestä kurssista jäi takaraivoon ajatus että hakkuritehonlähteet olisivat perustavanlaatuisesti paskoja jos tarkoituksena on tehdä vähähäiriöistä laadukasta elektroniikkaa. Muistan myös lauseen että nykypäivänä on kurjaa kun elektroniikan jännitteet on niin pieniä että releitä ja kytkimiä puhdistavaa kipinöintiä ei pääse tapahtumaan..

Ikävä kyllä elektroniikkasuunittelua ei kannattaisi perustaa lentäviin lauseihiin ja vanhojen partojen peukalosääntöihin (okei... defaulttina"100n X7R ohituskonkkia" on ihan ok... mutta) vaan lähteä first principleistä alkaen. Eli miettiä millä taajuudella hakkuri toimii, minkämuotoista aaltomuoto on. Millä taajuuskaistalla mittaus tapahtuu. Sitten vaan piirianalyysi käyttöön..

Ymmärrän toki että teknillisen korkeakoulun (tai siis nyt "A?aLT!O Yl10Piston") ei tule olla mikään ammattikorkea. mutta silti sisällyttäisin ainakin sähkön puolelle oppimateriaali aiheesta miten asiat tehdään modernisti sekä hieman asiaa liittimistä, kaapeloinneista, hakkuriohjainpiireistä, häiriösuojauksista yms.

Mielipide saattoi olla hieman kärjistetty kun sähkön kursseja tuli luettua vain vanhan tutkintorakenteen sivuaineen verran.

Opiskelelevaisille neuvoisin että kannattaa opetella koulussa matikka, fysiikka ja perusasiat huolella (koska ne ei vanhene.. takaisinkytkentä on takaisinkytkentä vaikka olisi putki,transistori tai operaatiovahvistin) ja perehtyä käytännön asioihin netin ja harrasteprojektien avulla. (tai valitettavasti viimeistään työelämässä). Ja ottaa vanhojen huru-ukkojen horinat sopivan suola-annoksen (grain of salt) kanssa.

Kytkimiä ja merkkivaloja

Eräs militäärielektroniikkaakin tehnyt proffa totesi että "bemarin automaattinen kojetaulun taustavalon valaistustunistin on täysin turha ja huonosti toimiva ominaisuus kun ajaa tunneliin.. paljon fiksumpaa on laittaa kojetauluun nuppi mistä vääntää kojetaulun valot päälle On luotettava ratkaisu."

JOO SAATANA.. nuppia vipua, nappulaa, kytkintä, merkkivaloja ja merkkivalojen testausnappeja (paina nappia ja kaikki merkkivalot syttyy). Niin ja parisataapinnisiä militääriliitinperkeleitä jotka maksaa tonneja.. sitten kaapelia.. ja modulia, boksia yms...

Vertailkaapa SpaceX:n dragon capsulea ja vaikka mitä tahansa avaruuskulkuneuvoa (ryssien kapselia..avaruussukkulaa) tai asemaa. Spacex:n dragonista puuttuu esimerkiksi testinappi jolla saa kojetaulun kaikki hehkulamput testattua. Eli on ihan paska. Ja kun systeemiä on integroitu liikaa ja on kaikenlaista tietokojenuttuja, niin asentajat eivät pääse tuosta vaa piippaamaan liitimiä läpi yleismitarilla aijai...ei kelpaa on paska.
:D

(okei... kyljessä näyttää olevan jonkinlainen paneeli mihin menee pyöreitä liittimiä... mutta kovin montaa relettä tuskin löytyy dragonista)

Kyse ei ole pelkästä "chooliudesta" vaan järkevyydestä, Älkää kuvitelko että antaisin chooliuden hämätä (vaikka dragon capsule on chooli). Kyse on siitä kun integroidaan pienemmäksi, asioita laitetaan esim väylän päähän eikä ohjaustaulun napilta vedetä piuhoja paikkaan X asti, säästyy modulien välistä liittimiä & läpivientejä (vikaantumispaikoja), paino vähenee (johdotkin painaa) yms.

Luotettavuudesta ja ydinaseista

Tässä lisämatskua , jos pyöreät isot militääriliittimet kiinnostavat/vituttavat

https://www.youtube.com/watch?v=z7iX7R5PNJo

https://www.youtube.com/watch?v=lN4TLVgoVYA&t=32s

https://www.youtube.com/watch?v=XtDpLq-9mlk

Ja tuosta 2 osan videosta... Ei helvetti kun USA:n inttijäbät mittailee atomipommin pyöreitä militääriliittimiä tökkimällä niihin yleismittarin probeja.. Kiva muuten jos tuota harrastivat SA-INT tyyliin "toistoja toistoja"... Rikkova testaus?
(osassa 2 on myös mielenkiintoista juttua palavista piirilevyistä ja luotettavuudesta. Vanhaa asiaa mutta pätee vieläkin. Weak/strong link.. first principles tasoista teoriaa.)

Piipataas taas nää liittimet läpi N+1 kerran että päästään taas lomatarkastuksesta läpi. Ei nää kulu, nää on laadukkaita militäärivehkeitä.