So optimieren Sie Ihr Design für die Servicefreundlichkeit ihres Produkts

Sind Sie jemals in eine Situation gekommen, für die Sie sich umfassend vorbereitet wähnten, nur um sich dann am Ende absolut hilflos zu fühlen? Leider habe ich das öfter erlebt, als es mir lieb ist. Das galt vor allem, als ich mit der Entwicklung von Produkten begann, die auf Wartungs- oder Reparaturfreundlichkeit ausgerichtet sein sollten. Viele Faktoren sind zu berücksichtigen, ehe Sie entscheiden, ob bei der Entwicklung Ihres Produkts die Servicefreundlichkeit in Betracht gezogen werden sollte. Sie sollten sich auf jeden Fall die Zeit zum Überprüfen der Realisierbarkeit dieser Maßnahmen nehmen. Wenn Sie sich final für ein reparaturfreundliches Design entscheiden, müssen Sie Funktionen für eine einfache Wartung und Fehlerbehebung integrieren. Seit meinen anfänglichen Fehlern bei dieser Art von Design habe ich gelernt, wie ich Designs auf Servicefreundlichkeit optimieren kann. Es folgen einige hilfreiche Tipps dazu.

1. Fügen Sie Anzeigeelemente hinzu

Elektronik vor Ort zu warten, kann ein Support-Team überfordern, vor allem wenn die Störung eine Verzögerung kritischer Abläufe verursacht. Ein paar gut platzierte Anzeigeelemente wie LEDs oder LCDs können helfen, das Support-Team schnell zum Problem zu führen. Sie können mithilfe von LEDs signalisieren, dass die Platine mit Strom versorgt wird, der Mikrocontroller funktioniert oder die Platine ihre Daten korrekt sendet und empfängt.

2. Beschriften Sie Ihr PCB

Wenn Ihr Technik-Support-Team mit den neuesten Schaltplänen ausgerüstet ist, Sie aber die verbauten Bauteile nicht richtig beschriftet haben, vergeht viel unnütze Zeit mit der Jagd nach dem richtigen Teil. Verwenden Sie ein System, das Bauteile entsprechend ihrem Moduls richtig beschriftet und stellen Sie sicher, dass die Siebdruck-Beschriftungen neben den richtigen Bauteilen platziert werden. Sinnvoll ist es auch, aussagekräftige Beschriftungen neben den Platinenanschlüssen anzuordnen. Einer Beschriftung wie zum Beispiel „PC“ können die Techniker leicht entnehmen, dass ein bestimmter Steckverbinder mit einem PC verbunden ist. Sie sollten auch Polaritätsangaben wie „+“ und „-“ hinzufügen, wenn es bei ankommenden Kabelverbindungen auf die Polarität ankommt.

3. Implementieren Sie eine Fehlerprotokollierung

Wenn Sie komplizierte eingebettete Systeme entwerfen, kommen Sie nicht ohne Fehlerprotokollierung aus. Meist sind die bei den Labortests unentdeckt gebliebenen Probleme und Bugs vor Ort schwer herauszufinden. Diese Probleme werden oft durch mehrere Faktoren verursacht und lassen sich nicht ohne weiteres reproduzieren. Erschwert wird die Sache, wenn das System auf die Werkseinstellungen zurückgesetzt wird, bevor sich das Support-Team mit dem Problem befassen kann. Zumindest sollte in das Design ein elementarer Protokollierungs-Mechanismus für grundlegende Fehler eingebaut werden, der über nichtflüchtigen Speicher (zum Beispiel EEPROM oder Flash-Speicher) verfügt. Wenn Sie ein Problem beheben wollen, ist ein Fehlercode definitiv besser als wildes Spekulieren.

^{Protokollieren Sie einen auftretenden Hard‑ oder Softwarefehler, anstatt ihm später hinterherzujagen.}
 

4. Einfache Firmware-Aktualisierung

Obwohl dieser Aspekt eigentlich in der Verantwortung des Firmware-Ingenieurs liegt, ist es doch gut zu wissen, dass es für das Designteam hilfreich sein kann, wenn die Pins für das Debugging auch nach der Prototyp-Phase verfügbar sind. Es erleichtert das Ausführen von Diagnose-Code, wenn vor Ort eine Fehlersuche erfolgen muss, oder das Aktualisieren der Firmware. Eleganter geht es, wenn die Schaltungen für eine microSD-Karten vorhanden sind, sodass die Firmware-Aktualisierung durch einfaches Einstecken einer Karte mit der neuesten Firmware-Version möglich ist.

5. Verwendung von Steckverbindern

Oft besteht der beste Weg zum Identifizieren eines Problems im Isolieren und im Ausschließen anderer Möglichkeiten. Wenn Sie zehn digitale Eingänge an eine Platine angeschlossen haben und sich nicht sicher sind, welche davon problematisch sind, müssen Sie sie systematisch durchtesten. Steckverbinder ermöglichen dem Support-Techniker das schnelle Entfernen einer Verbindung, anstatt mit dem Ab- und Anschrauben jedes einzelnen Kabels Zeit zu verschwenden.

6. Montieren von Bauteilen auf IC-Sockeln

Es hat seinen Grund, das bestimmte Bauteile wie etwa Optokoppler oder serielle Kommunikations-Chips nach wie vor in Plastic Dual-in-Line Packages (PDIPs) angeboten werden. In Anwendungen, in denen Ihr PCB mit Kabeln angeschlossen wird, die Blitzschlägen ausgesetzt sein können, werden die ersten mit diesen Kabeln in Kontakt kommenden Bauteile oft mit der vollen Wucht des Einschlags konfrontiert. Aus diesem Grund kann die Entscheidung für PDIP-Gehäuse und für Bauteile auf IC-Sockeln Ihnen beim Ersetzen der beschädigten Bauteile die Zeit für das Auseinanderbauen, das Auslöten und das erneute Einlöten sparen.

^{Verwenden Sie IC-Sockel für überspannungsanfällige Bauteile.}
 

7. Stellen Sie sicher, dass Ihre Bauteile richtig angeordnet sind

Erfahrene Entwickler mögen die Bauteile intuitiv richtig anordnen, aber auch weniger erfahrenen Ingenieuren, die ihre ersten PCBs entwerfen, ist dies dringend anzuraten. Für Ihren technischen Support ist es dann leichter, die einzelnen Bauteile zu identifizieren. Oft werden die Bauteile einfach kreuz und quer über die Leiterplatteverstreut. Denken Sie daran, Anschlüsse, die zum selben Modul gehören, zu gruppieren. Zum Beispiel ist es sinnvoll, alle Anschlüsse für Optokoppler-Eingänge in einer Reihe anzuordnen, gefolgt von den Relaisausgängen. Ebenso sollten alle Bauteile des Stromversorgungs-Moduls in einem Abschnitt zusammengefasst werden, anstatt eines oder zwei Bauteile davon in den analogen Abschnitten zu platzieren.

Bevor Sie mit dem Verlegen der Leiterbahnen anfangen, überprüfen Sie, ob Ihr PCB für Servicefreundlichkeit ausgelegt ist. Professionelle PCB-Software wie CircuitStudio von Altium kann Ihnen beim Entwerfen Ihrer Produkte für Servicefreundlichkeit helfen.

Haben Sie eine Frage zum Design auf Basis derReparaturfreundlichkeit? Dann kontaktieren Sie einen Experten bei Altium.