กรณีลึกลับของกระแสรั่วไหลแบบสุ่ม

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ:ฉันรู้วิธีแก้ปัญหาเรื่องวงจรดีบั๊กแล้ว (และมันก็ไม่สำคัญ) และฉันจะโพสต์หลังจากนั้นสักครู่เพื่อให้คนอื่นสามารถให้ความช่วยเหลือเรื่องลึกลับนี้ได้! ฉันคิดว่ามันอาจมีคุณค่าทางการศึกษาสำหรับนักออกแบบวงจร!

เมื่อหลายปีก่อน (~ 8, IIRC) ฉันสะดุดกับข้อเสนอพิเศษที่น่าสนใจในร้านค้าทั่วไป: บางที่ดีมาก (ดังนั้นฉันคิดว่า) เครื่องใช้ไฟ LED Osram DOT-IT ราคาครึ่งหนึ่ง

อย่างที่คุณเห็นมันเป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าขนาดเล็กขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ AAA สามก้อนห่อหุ้มไฟ LED สีขาวสว่างมากสามดวง ทุกอย่างถูกเปิดใช้งานผ่านสวิตช์อ่อนที่ทำงานโดยการกดโดมโปร่งใส เมื่อกดครั้งที่หนึ่งไฟ LED สามดวงจะเปิดขึ้นและเมื่อกดครั้งต่อไปไฟ LED ดวงใดดวงหนึ่งจะดับ ดังนั้นคุณสามารถเลือกปริมาณแสงที่เครื่องจะผลิตได้ ตัวเรือนด้านนอกนอกจากโดมพลาสติกใสเป็นอลูมิเนียมที่มีความแข็งแกร่งมากโดยที่ฝาหลังเป็นพลาสติกที่มีแม่เหล็กแรงสูงซึ่งอนุญาตให้ติดสิ่งของเข้ากับตู้เย็นร้านขายตัวถังรถหรือพื้นผิวโลหะที่เหมาะสมที่คุณต้องการ

เนื่องจากในช่วงเวลาที่ไฟ LED มีราคาแพงมากที่นี่ในอิตาลีและอุปกรณ์ขนาดเล็กเช่นนั้นมีราคาแพงมากหรือเส็งเคร็งอย่างสิ้นเชิงฉันคิดว่าเป็นความคิดที่ดีที่จะซื้อโหลของพวกเขา (ฉันพยายามเพียงหนึ่งหน่วยและฉัน ตรวจสอบแล้วว่าได้แสงที่แข็งแกร่งมากและมีคุณภาพสูงมาก) ฉันตั้งใจจะใช้มันเป็นไฟฉุกเฉินในทุก ๆ ห้องในบ้านและในรถของฉัน

ทุกอย่างเรียบร้อยดีจนกระทั่งเกิดไฟดับเล็กน้อยหลังจากนั้นประมาณ 6 เดือน สำหรับความผิดหวังที่ยิ่งใหญ่ของฉันมีประมาณ 10 ใน 12 ของสิ่งที่ทำให้แบตเตอรี่หมด!

แน่นอนความคิดแรกของฉันคือ "สวิตช์นุ่มรั่วไหลเร็ว" และฉันก็วิ่งหาไมโครแอมป์มิเตอร์ของฉัน! อย่างมีประสิทธิภาพฉันพบสองสามหน่วยที่มีกระแสรั่วไหลสูงเกินไป (~ 1 mA) แต่อีกหน่วยหนึ่งมีความซื่อสัตย์ ~ 20 μA ฉันงงงวย

ฉันเปลี่ยนแบตเตอรี่ทั้งหมดเป็นแบตเตอรี่ที่มีการรั่วน้อยและตัดสินใจลองอีกครั้ง

หลังจากสองสามเดือนแปลกใจพวกเขาล้มเหลวอีกครั้ง! ฉันวัดการรั่วไหลอีกครั้งและได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน บางหน่วยมีการรั่วไหลที่แย่มาก ~ 1 mA ในขณะที่หน่วยอื่น ๆ เป็น "ปกติ" ยิ่งไปกว่านั้นฉันได้ทดสอบทั้งสองยูนิตซึ่ง แต่เดิมมีการรั่วไหลสูงและ ... พวกเขาไม่รั่วอีกต่อไป !!!

ฉันถูกป้อนออกและเนื่องจากฉันไม่มีเวลาที่จะเสียปัญหาอีกต่อไปฉันจึงทิ้งพวกเขาทั้งหมดใส่ไว้ในกล่องขยะ (หลังจากนั้นพวกเขามีไฟ LED สีขาวที่ดีและราคาแพงสามตัวในนั้นและฉันวางแผนที่จะ กอบกู้พวกเขา) และลืมพวกเขา

ฉันพบพวกเขาอีกสองสามสัปดาห์ที่ผ่านมาและในความบ้าคลั่งการประนอมหนี้ฉันคิดว่าจะรื้อหน่วยและกู้ไฟ LED ดังนั้นฉันจึงค้นพบว่าวงจรภายในเป็น PCB ขนาดเล็กที่ถือเพียงสวิตช์ชั่วขณะ, ไฟ LED, ชิปขับและฝาปิด PCB แสดงอยู่ในรูปด้านล่าง (สำหรับความอยากรู้ฉันพยายามค้นหาแผ่นข้อมูลสำหรับชิปไดรเวอร์นั้น แต่ไม่มีโชค)

ฉันทดสอบ PCB อีกครั้งเพื่อความสนุกและฉันยังคงมีพฤติกรรมการรั่วไหลที่ผิดปกติที่ฉันสังเกตเห็นมาก่อน แต่ในที่สุดฉันก็พบผู้กระทำผิด

คาดเดาสาเหตุของการรั่วไหลแบบสุ่มและเอาแน่เอานอนไม่ได้!

ฉันสงสัยว่าจะทำอย่างไรกับแม่เหล็กแรงสูง (ฉันไม่สงสัยเลยว่ามันจะต้องเป็นคำตอบที่น่าสนใจไม่เช่นนั้นคุณก็ไม่ได้ตั้งคำถาม) บางทีการมีสนามแม่เหล็กทำให้เกิดกระแสในวงหนึ่ง การรั่วไหลสูงขึ้นเมื่อมีพื้นที่ระหว่างสายเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่มากขึ้นหรือไม่ หรืออาจเป็นกระแสในวงอื่น ๆ

นี่คือบทสรุปของการสืบสวนของฉันและการค้นพบของฉันเกี่ยวกับกรณีลึกลับของกระแสรั่วไหลแบบสุ่ม

เมื่อฉันเริ่มรื้อหน่วยฉันก็อยากรู้อยากเห็นและต้องการวิจัยสาเหตุที่เป็นเหตุเป็นผลสำหรับพฤติกรรมแปลก ๆ นั้น ฉันไม่มีโชคจนกว่าฉันจะเคลื่อนแม่เหล็กเกือบใกล้กับ PCB ที่ยกขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจ แอมป์มิเตอร์เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 2mA และเสถียรที่ค่าต่ำกว่าเล็กน้อย

ในตอนแรกฉันคิดว่ามันเป็นเพียงผลกระทบทางกลเนื่องจากการจัดการ PCB แต่หลังจากการทดสอบซ้ำ ๆ ฉันยืนยันว่ามีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการเคลื่อนย้ายแม่เหล็กใกล้ PCB และการเรียงตัวของสลัก

แม้ว่ามันจะไม่แน่นอน แต่เพราะมันขึ้นอยู่กับทิศทางของแม่เหล็กและทิศทางการเคลื่อนที่ที่ไม่ชัดเจนและความเร็วของการเคลื่อนที่ของแม่เหล็ก

ฉันไม่สามารถประเมินกลไกที่แท้จริงได้ แต่สาเหตุนั้นชัดเจน ปฏิสัมพันธ์ของ PCB (และชิปขับ) กับแม่เหล็กที่เคลื่อนที่

ฉันยังตรวจสอบด้วยว่าการสลักอาจเกิดขึ้นเมื่อเคลื่อนย้ายหน่วยที่ประกอบอยู่ใกล้กับตัวถังแม่เหล็กขนาดใหญ่เช่นเมื่อติดตั้งหน่วยกับตู้เย็น แต่ปรากฏการณ์ในกรณีนี้ทำซ้ำได้น้อยกว่าและเอาแน่เอานอนไม่ได้

ตัวเลือกที่อยู่ในใจของฉันมีสองอย่างชัดเจน:

• กระแสเหนี่ยวนำที่สร้างขึ้นโดยการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่เชื่อมโยงกับวงบาง
• Hall effect รบกวนพฤติกรรมปกติของส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์บางตัวที่อยู่ในชิปไดรเวอร์

ฉันไม่สามารถพูดได้อย่างแน่นอนซึ่งเป็นผู้ร้ายที่แท้จริงระหว่างสองคนนี้ ฉันปล่อยให้การตัดสินใจครั้งสุดท้ายกับผู้เชี่ยวชาญใน EE.SE ที่มีความรู้มากกว่าฉันในหัวข้อดังกล่าว

ฉันไม่แน่ใจ แต่ฉันสงสัยว่าใครก็ตามที่รับผิดชอบในการทดสอบต้นแบบไม่ได้ทำการทดสอบที่เหมาะสมเมื่อมีแม่เหล็กอยู่ ในความเป็นจริงแล้วแม่เหล็กไม่ได้ติดตั้งไว้ที่ฝาหลังของหน่วย แต่เป็นส่วนเสริมในแพ็คเกจ คุณมีตัวเลือกที่จะติดมันไว้ที่ปกหลังเนื่องจากด้านหนึ่งของแม่เหล็กเป็นกาว

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกไปกับเกมแนวความคิดเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ได้แรงบันดาลใจจากนวนิยายของ Sir Arthur Conan-Doyle

อาการแบบนี้มีกลิ่นของตัวต้านทานแบบเลื่อนลง (หรือตัวดึงขึ้นอยู่กับโทโพโลยี) ที่หายไปบนประตู FET ทั้งหมดเป็นเรื่องปกติถ้าระบบเปิดเครื่องโดยไม่เริ่มต้นการเปิดใช้งาน FET ชั่วคราว หากประสบความสำเร็จทุกอย่างก็เป็นไปด้วยดี ถ้าไม่ระบบจะเข้าสู่สถานะที่แปลกบางอย่างที่จัดการเพื่อวาดบางปัจจุบัน

ฉันสังเกตเห็นว่านี่เป็นบอร์ดด้านเดียว นั่นหมายถึงตะกั่วผ่านรูจะถูกยึดโดยวงเดือนบัดกรีที่ด้านหนึ่งของบอร์ดเท่านั้นไม่ใช่ภายในรูชุบและทั้งสองด้านเหมือนบนกระดานสองชั้น หลังจากความเครียดเชิงกลเพียงพอหรือการขี่จักรยานด้วยความร้อนข้อต่อบัดกรีดังกล่าวอาจทำให้เป็นขุย นี่เป็นเรื่องยากที่จะมองเห็นแม้แต่กับ loupe ของ jewler ฉันได้เห็นกระดานส่วนตัวล้มเหลวในรูปแบบที่ดูเหมือนสุ่มและการตรวจสอบด้วยภาพไม่ได้เปิดเผยปัญหาแม้ว่าฉันจะมองหารอยประสานที่ไม่ดี Reflowing ทุกข้อต่อและเพิ่มประสานเพิ่มเติมแก้ไขปัญหา

อีกสาเหตุหนึ่งของอาการเช่นนี้คือปุ่มถูกกดอยู่ตลอดเวลา อย่างไรก็ตามฉันคิดว่ามันไม่ได้เป็นอย่างนั้นเพราะแสงจะไม่ทำงานตั้งแต่แรก ปุ่มกดแบบนั้นให้ความรู้สึกคลิกที่ดี วิธีเดียวที่ปัญหานี้อาจเกิดขึ้นได้ในกรณีของคุณคือถ้าปุ่มทำงานได้ถูกต้องสำหรับการคลิกสามครั้งแรกจากนั้นก็ติดอยู่กับการคลิกที่ปิดไฟ ไม่น่าเป็นไปได้ที่หน่วยจำนวนมากจะทำงานได้ดีสำหรับการคลิกสามครั้งจากนั้นทั้งหมดติดค้างอยู่ด้านบนดังนั้นฉันจึงไม่คิดว่านี่เป็นปัญหา

ฉันสามารถนึกถึงสถานการณ์ที่วงจรที่ออกแบบมาไม่ดีสามารถเข้าสู่สถานะที่ไม่ได้ตั้งใจพร้อมกับแหล่งจ่ายไฟที่ผิดพลาดและกระเด้งขณะที่ติดตั้งแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับว่ากดปุ่มหรือไม่ในเวลานั้น อย่างไรก็ตามสถานการณ์ทั้งหมดเหล่านี้จะทำให้หน่วยไม่ทำงานอย่างเห็นได้ชัดทันที ฉันสมมติว่าคุณทดสอบแต่ละหน่วยผ่านอย่างน้อยหนึ่งรอบของ ON-OFF ก่อนที่จะประกาศว่ามันพร้อมและติดมันบนผนังหรืออะไรก็ตาม