Specifieke technieken voor probleemoplossing

Na het toepassen van enkele algemene tips voor het oplossen van problemen om de reikwijdte van de locatie van een probleem te verkleinen, zijn er technieken die nuttig zijn om het probleem verder te isoleren. Hier zijn er een paar:

Identieke componenten verwisselen

In een systeem met identieke of parallelle subsystemen wissel je componenten tussen die subsystemen en kijk je of het probleem zich verplaatst met het verwisselde onderdeel.

Als dit het geval is, hebt u zojuist het defecte onderdeel verwisseld; zo niet, blijf zoeken.

Dit is een krachtige methode voor het oplossen van problemen, omdat het u zowel een positieve als een negatieve indicatie geeft van de fout van het verwisselde onderdeel:wanneer het slechte onderdeel wordt uitgewisseld tussen identieke systemen, zal het voorheen kapotte subsysteem weer gaan werken en zal het voorheen goede subsysteem falen.

Ik was ooit in staat om een ​​ongrijpbaar probleem met een ontstekingssysteem van een automotor op te lossen met deze methode:ik had toevallig een vriend met een auto die exact hetzelfde ontstekingssysteem had.

We verwisselden onderdelen tussen de motoren (verdeler, bougiekabels, bobine - één voor één) totdat het probleem naar het andere voertuig verhuisde.

Het probleem was toevallig een "zwakke" bobine, en het manifesteerde zich alleen onder zware belasting (een toestand die in mijn garage niet kon worden gesimuleerd).

Normaal gesproken kan dit type probleem alleen worden gelokaliseerd met behulp van een analysator van het ontstekingssysteem (of oscilloscoop) en een dynamometer om belaste rijomstandigheden te simuleren.

Deze techniek bevestigde echter de oorzaak van het probleem met 100% nauwkeurigheid, waarbij geen enkele diagnostische apparatuur werd gebruikt.

Af en toe kan het gebeuren dat u een onderdeel verwisselt en ontdekt dat het probleem nog steeds bestaat, maar op de een of andere manier is veranderd.

Dit vertelt je dat de componenten die je zojuist hebt verwisseld op de een of andere manier anders zijn (andere kalibratie, andere functie), en niets meer.

Negeer deze informatie echter niet alleen omdat het u niet rechtstreeks naar het probleem leidt - zoek naar andere wijzigingen in het systeem als geheel als gevolg van de omwisseling en probeer erachter te komen wat deze wijzigingen u vertellen over de bron van het probleem.

Een belangrijk voorbehoud bij deze techniek is de mogelijkheid van verdere schade. Stel dat een onderdeel defect is geraakt vanwege een andere, minder opvallende storing in het systeem.

Als u het defecte onderdeel verwisselt met een goed onderdeel, zal het goede onderdeel ook falen.

Stel bijvoorbeeld dat een circuit een kortsluiting ontwikkelt, die "blaast ” de beschermende zekering voor dat circuit.

De doorgebrande zekering is niet te zien bij inspectie, en u hebt geen meter om de zekering elektrisch te testen, dus u besluit de verdachte zekering te vervangen door een zekering met dezelfde classificatie van een werkend circuit.

Als gevolg hiervan springt de goede zekering die u naar het kortgesloten circuit verplaatst ook door, waardoor u twee doorgebrande zekeringen en twee niet-werkende circuits overhoudt.

Je weet in ieder geval zeker dat de originele zekering was gesprongen, omdat het circuit waarnaar het werd verplaatst na de swap niet meer werkte, maar deze kennis werd alleen verkregen door het verlies van een goede zekering en de extra "downtime ” van het tweede circuit.

Een ander voorbeeld om dit voorbehoud te illustreren is het eerder genoemde probleem met het ontstekingssysteem.

Stel dat de "zwakke" bobine ervoor had gezorgd dat de motor averechts werkte, waardoor de uitlaatdemper beschadigd raakte.

Als het verwisselen van onderdelen van het ontstekingssysteem met een ander voertuig ertoe leidt dat het probleem naar het andere voertuig wordt verplaatst, kan ook de uitlaatdemper van het andere voertuig worden beschadigd.

Als algemene regel geldt dat de techniek van het verwisselen van identieke componenten alleen mag worden gebruikt als de kans op extra schade minimaal is.

Het is een uitstekende techniek om niet-destructieve problemen te isoleren.

Voorbeeld 1: Je werkt aan een CNC-bewerkingsmachine met X-, Y- en Z-asaandrijvingen. De Y-as werkt niet, maar de X- en Z-assen werken. Alle drie de assen delen identieke componenten (feedback-encoders, servomotoraandrijvingen, servomotoren).

Wat te doen: Verwissel deze identieke componenten, één voor één, de Y-as en een van de werkassen (X of Z), en kijk na elke wissel of het probleem al dan niet is verplaatst met de wissel.

Voorbeeld 2: Een stereosysteem produceert geen geluid via de linkerluidspreker, maar de rechterluidspreker werkt prima.

Wat te doen: Probeer de respectieve componenten tussen de twee kanalen te wisselen en kijk of het probleem van links naar rechts verandert. Als dit het geval is, hebt u het defecte onderdeel gevonden. Je zou bijvoorbeeld de luidsprekers tussen kanalen kunnen verwisselen:als het probleem naar de andere kant verplaatst (dwz dezelfde luidspreker die eerder dood was, is nog steeds dood, nu hij is aangesloten op de rechterkanaalkabel), dan weet je dat die luidspreker defect is.

Als het probleem aan dezelfde kant blijft (dwz de luidspreker die voorheen stil was, produceert nu geluid nadat hij naar de andere kant van de kamer is verplaatst en op de andere kabel is aangesloten), dan weet je dat de luidsprekers in orde zijn en moet het probleem liggen ergens anders (misschien in de kabel die de stille luidspreker met de versterker verbindt, of in de versterker zelf).

Als de luidsprekers als goed zijn geverifieerd, kunt u de kabels op dezelfde manier controleren.

Verwissel de kabels zodat ze nu allemaal worden aangesloten op het andere kanaal van de versterker en op de andere luidspreker.

Nogmaals, als het probleem van kant verandert (d.w.z. de rechterluidspreker is nu "dood" en de linkerluidspreker produceert nu geluid), dan moet de kabel die nu op de rechterluidspreker is aangesloten defect zijn.

Als geen van beide verwisseling (de luidsprekers of de kabels) ervoor zorgt dat het probleem van links naar rechts verandert, dan moet het probleem in de versterker liggen (d.w.z. de linkerkanaaluitgang moet "dood zijn" ”).

Verwijder parallelle componenten

Als een systeem is samengesteld uit meerdere parallelle of redundante componenten die kunnen worden verwijderd zonder het hele systeem te verlammen, begin dan met het verwijderen van deze componenten (een voor een) en kijk of de zaken weer beginnen te werken.

Voorbeeld 1: Een communicatienetwerk met een 'ster'-topologie tussen verschillende computers is mislukt. Geen van de computers kan met elkaar communiceren.

Wat te doen: Koppel de computers een voor een los van het netwerk en kijk of het netwerk weer begint te werken nadat een van de computers is losgekoppeld. Als dit het geval is, kan het zijn dat de laatste niet-aangesloten computer de schuldige is (mogelijk was deze "storing ” het netwerk door constant gegevens of ruis uit te voeren).

Voorbeeld 2: Een huishoudzekering blijft na een korte tijd doorslaan (of de stroomonderbreker blijft openspringen).

Wat te doen: Koppel apparaten los van dat circuit totdat de zekering of stroomonderbreker stopt met het onderbreken van het circuit. Als u het probleem kunt verhelpen door een enkel apparaat los te koppelen, is dat apparaat mogelijk defect. Als je merkt dat het probleem wordt opgelost door de stekker uit het stopcontact te halen, kan het zijn dat het circuit gewoon overbelast wordt door te veel apparaten, die geen van beide defect zijn.

Verdeel het systeem in secties en test die secties

In een systeem met meerdere secties of fasen, meet zorgvuldig de variabelen die in en uit elke fase gaan totdat je een fase vindt waar dingen er niet goed uitzien.

Voorbeeld 1: Een radio werkt niet (er komt geen geluid uit de luidspreker)

Wat te doen: Verdeel het circuit in fasen:afstemfase, mengfasen, versterkerfase, helemaal tot aan de luidspreker(s). Meet signalen op testpunten tussen deze trappen en vertel of een trap goed werkt.

Voorbeeld 2: Een analoog zomercircuit werkt niet goed.

Wat te doen: Ik zou het passieve middelingsnetwerk testen (de drie weerstanden in de linkerbenedenhoek van het schema) om te zien dat de juiste (gemiddelde) spanning werd gezien bij de niet-inverterende ingang van de op-amp. Ik zou dan de spanning aan de inverterende ingang meten om te zien of deze hetzelfde was als aan de niet-inverterende ingang (of, als alternatief, het spanningsverschil tussen de twee ingangen van de op-amp meten, aangezien het nul zou moeten zijn).

Ga door met het testen van delen van het circuit (of test alleen punten binnen het circuit) om te zien of u de verwachte spanningen en stromen meet.

Vereenvoudig en herbouw

Nauw verwant aan de strategie om een ​​systeem in secties te verdelen, is dit eigenlijk een ontwerp- en fabricagetechniek die nuttig is voor nieuwe circuits, machines of systemen.

Het is altijd gemakkelijker om het ontwerp- en bouwproces in kleine stappen te beginnen, wat leidt tot grotere en grotere stappen, in plaats van het hele ding in één keer te bouwen en te proberen het probleem als geheel op te lossen.

Stel dat iemand een aangepaste auto bouwde. Hij of zij zou dwaas zijn om alle onderdelen aan elkaar te schroeven zonder componenten en subsystemen te controleren en te testen terwijl ze bezig waren, in de verwachting dat alles perfect zou werken nadat alles was gemonteerd.

Idealiter zou de bouwer de goede werking van de componenten tijdens het bouwproces controleren:start en tune de motor voor het is aangesloten op de aandrijflijn, controleer op bedradingsproblemen voor alle afdekpanelen zijn geplaatst, controleer het remsysteem op de oprit voordat meenemen op de weg, enz.

Ik heb talloze keren meegemaakt dat studenten een complex experimenteel circuit bouwden en moeite hadden om het werkend te krijgen omdat ze niet stopten om dingen onderweg te controleren:test alle weerstanden vooraf door ze op hun plaats aan te sluiten, zorg ervoor dat de voeding de spanning voldoende regelt voordat proberen er iets mee van stroom te voorzien, enz.

Het zit in de menselijke natuur om een ​​project zo snel mogelijk af te ronden, in de veronderstelling dat dergelijke controles een verspilling van kostbare tijd zijn.

Er gaat echter meer tijd verloren aan het oplossen van problemen met een defect circuit dan aan het controleren van de werking van subsystemen tijdens het bouwproces.

Neem het voorbeeld van het analoge zomercircuit in de vorige paragraaf:wat als het niet goed werkte? Hoe zou je het vereenvoudigen en stapsgewijs testen?

Welnu, je zou de op-amp opnieuw kunnen aansluiten als een basiscomparator en kijken of deze reageert op differentiële ingangsspanningen, en / of deze aansluiten als een spanningsvolger (buffer) en kijken of deze dezelfde analoge spanning uitvoert als wat wordt ingevoerd. /P>

Als het deze eenvoudige functies niet vervult, zal het nooit zijn functie vervullen in het zomercircuit! Door de complexiteit van het zomercircuit weg te nemen en het terug te brengen tot een (bijna) kale op-amp, kun je de functionaliteit van dat onderdeel testen en van daaruit verder bouwen (voeg weerstandsfeedback toe en controleer op spanningsversterking, voeg dan ingangsweerstanden toe en controleer voor het optellen van de spanning), onderweg controleren op verwachte resultaten.

Vang een signaal

Instrumentatie instellen (zoals een datalogger, kaartrecorder of multimeter ingesteld op "record ”-modus) om een ​​signaal gedurende een bepaalde periode te volgen.

Dit is vooral handig bij het opsporen van intermitterende problemen, die zich kunnen voordoen op het moment dat u uw rug hebt toegekeerd en bent weggelopen.

Dit kan essentieel zijn om te bewijzen wat er als eerste gebeurt in een snelwerkend systeem. Veel snelle systemen (met name 'uitschakel'-systemen) hebben een 'first out'-bewakingsmogelijkheid om dit soort gegevens te leveren.

Voorbeeld #1: Een turbineregelsysteem sluit automatisch als reactie op een abnormale toestand. Tegen de tijd dat een technicus ter plaatse komt om de toestand van de turbine te onderzoeken, bevindt alles zich echter in een "down"-toestand en het is onmogelijk om te zeggen welk signaal of welke toestand verantwoordelijk was voor de initiële uitschakeling, aangezien alle bedrijfsparameters nu "abnormaal" zijn. ”

Wat te doen: Een technicus die ik kende, gebruikte een videocamera om het bedieningspaneel van de turbine op te nemen, zodat hij als eerste kon zien wat er gebeurde (aan de hand van aanduidingen op de meters) bij een automatische uitschakeling. Gewoon door achteraf naar het panel te kijken, was er geen manier om te vertellen welke signaal sloot de turbine af, maar het afspelen van de videoband zou in volgorde laten zien wat er gebeurde, tot een frame-voor-frame tijdresolutie.

Voorbeeld #2 :Een alarmsysteem wordt vals geactiveerd en u vermoedt dat dit komt doordat een bepaalde draadverbinding slecht is. Helaas manifesteert het probleem zich nooit terwijl u ernaar kijkt!

Wat te doen: Veel moderne digitale multimeters zijn uitgerust met "record"-instellingen, waarmee ze een spanning, stroom of weerstand in de tijd kunnen bewaken en kunnen vaststellen of die meting substantieel afwijkt van een reguliere waarde. Dit is een hulpmiddel van onschatbare waarde voor gebruik in "intermitterend ” elektronische systeemstoringen.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Werkblad Basisstrategieën voor probleemoplossing