В MyriadSystems описан интересный случай как сначала инженеры почти «вслепую» пофиксили один баг, а потом с помощью крутого осциллографа с полосой 4ГГц смогли увидеть то, что было недоступно взгляду.
( Раз, Два )

Для меня это очередная иллюстрация того, как на первый взгляд мелочи могут влиять на работу комплексного устройства. Причем в местах, от которых не ожидаешь подвоха.


P.S. Комментарии под постами тоже интересные, особенно рассуждения под вторым.

История стандартов названий SMD-корпусов напоминает архитектуру старых городов, где четкие кварталы новых стандартов соседствуют с запутанными переулками исторических названий.

За порядок в этом городе пытались бороться две ключевые организации. JEDEC создавала логичные аббревиатуры вроде SOIC для микросхем и SOT для транзисторов, а EIA стандартизировала коды для конденсаторов. Их работа должна была принести единообразие, но реальность оказалась сложнее.

Крупные технологические компании начали создавать собственные стандарты, которые часто оказывались удобнее официальных. Motorola разработала корпус DPAK для мощных транзисторов, и он стал отраслевым стандартом. Philips продвигала SOD-123 для диодов, и это название прочно вошло в обиход. Многие другие названия, вроде SMA, SMB и SMC, также родились в корпоративных лабораториях.

Эта путаница объясняется простои причинами: производители хотели закрепить свои названия на рынке, инженеры предпочитали короткие и запоминающиеся обозначения, а новые корпуса наследовали имена старых даже тогда, когда первоначальная логика уже не работала.

В результате современная система названий SMD-корпусов представляет собой сложную смесь международных стандартов, корпоративных решений и инженерных традиций. Эта система может казаться хаотичной, но она формировалась десятилетиями под влиянием реальных производственных потребностей и конкурентной борьбы на рынке электроники. (с)

<146>

Все знают, что азот при пайке улучшает качество за счёт защиты от окисления. Но мало кто считает экономику. В инертной атмосфере образуется гораздо меньше оксидного шлама припоя — той самой окисленной корки, которая уносит с собой чистый припой. В азоте его образование падает на 20–50%, и столько же реального припоя перестаёт уходить в отходы.

К этому добавляется экономия флюса: в азотной атмосфере требуется меньше активных компонентов, которые «борются» с окислами. Практика показывает 10–25% снижения расхода флюса, плюс возможность работать с более чистыми no-clean составами и минимизировать отмывку.

Но есть процессы, где защиты мало — нужна активная очистка поверхности. Для этого используют водород в составе азото-водородных смесей (формирующий газ, обычно 95% N₂ / 5% H₂). При высокой температуре водород химически восстанавливает оксиды металлов, превращая их в чистый металл и водяной пар. В итоге зона пайки получается идеально чистой, а смачиваемость — такой, какой невозможно добиться даже в чистом азоте.

Почему же формирующий газ не используют массово?
Дело в требованиях безопасности. Водород воспламеняется при содержании 4–75% в воздухе, и хотя 5% в азоте формально невоспламеняемы (кислорода нет), предприятиям всё равно требуются строгая вентиляция, контроль утечек и культурная дисциплина. Поэтому массовое производство чаще выбирает азот, а формирующий газ — инструмент для самых ответственных задач: герметичных корпусов, MEMS и аэрокосмических модулей. (c)

<135>

На канале Predictable Design вышло полезное видео о 10 самых дешевых микроконтроллерах, которые можно использовать в своих разработках. По словам автора, он не рассматривал совсем уж буллшит варианты, а только более-менее надежные.
Для меня это полезная инфа, потому что мой взгляд на микроконтроллеры достаточно STM32-центричный, а конкуренция со стороны китайских коллег заставляет делать устройства дешевле и дешевле.

Цены я брал с DigiKey и Mouser с расчетом на 1000 штук и по возможности с нормальным количеством GPIO, а не 8шт.
В зависимости от корпуса, количества пинов и периферии цена может немного плавать.

Итак, поехали!

10. Raspberry Pi RP2040 and the RP2350.
RP2040 - 0.7$
RP2350 - 0.9$

🔹Самый быстрый и мощный из всего этого списка
🔹133 MHz
🔹Два ядра
🔹Возможность использовать дешевые отладочные платы
🔹Широкая поддержка
🔻Нужна внешняя FLASH память
🟢Отлично подходит, если нужна большая вычислительная мощность и быстрое время разработки.

9. Renessas RA0 family
RA0E1 - 0.678$

🔹32MHz, 32bit
🔹Менее популярная, но всё-таки известная и надежная компания
🔹Построен на базе ядра ARM и поддерживает trust zone security
🔹При это у него относительно низкое энергопотребление
🟢Такой плюс-минус сбалансированный вариант

8. Microchip PIC16 family
PIC16F15313 - 0.65$

🔹32MHz, 8bit
🔹Широко распространенный
🔹Много документации и отладок
🔹Респектабельный вендор
🔸Всего лишь 6 GPIO
🟢Из-за своей малобитности подходит только для простых задач

7. TI MSP430 family
MSP430FR2 - 0.55$

🔹16MHz, 16bit
🔹Очень низкое потребление тока
🟢Подходит для простых low-power application

6. Microchip AT Tiny family
ATTINY202 - 0.442$

🔹20MHz, 8bit
🔹Очень широко применялись, много примеров и отладочных плат
🔹Все преимущества работы с продуктами от Microchip
🔸Всего лишь 6 GPIO
🟢Подходит для простых задач типа мигания светодиодом

5. Nuvoton N76E003
N76E003 - 0.42$

🔹16MHz, 8bit
🔻Использует супер-старую архитектуру 8051
🔹Применяли в куче очень простых девайсов
🟢Если уже работали с ней или хотите "расширить" границы своего сознания, то велком. Если нет, То лучше взять что-то современнее

4. STM32C0 family
STM32C011 - 0.4$

Наконец-то STM32!
🔹48MHz, 32bit
🔹Главное преимущество любого STM32 - это великолепная поддержка и широкий набор тулов для разработки. Как software, так и hardware
🔹Большое коммьюнити
🟢Хорошая мощность, достаточная для многих задач

3. TI MSPM0 family
MSPM0C1103 - 0.335$

🔹24MHz, 32bit
🔹Хорошая среда для разработки, библиотеки, отладки, поддержка
🔹Компактные размеры
🟢Достаточная мощность для средних задач

2. WCH CH32 family (CH32V003)
CH32V003 - 0.16$

🔹48MHz, 32bit
🔹Просто фантастическая цена за такой перформанс
🔹Можно купить на LCSC
🔻Слабая документация и поддержка
🔻Несколько отладочных плат
🟢Подходит, если цена устройства для вас важнее всего на свете

1. Puya PY32 family
PY32F002B - <0.1$

🔹24MHz, 32bit
🔹Тоже можно купить на LCSC
🔻По сути все те же самые проблемы, что и в предыдущем пункте
🔸Надежда только на Open Source community
🟢Но это полноценный контроллер с базовой периферией! По невероятно низкой цене!

🤔А какой самый дешевый микроконтроллер использовали вы?

Как вы вставляете провода в винтовые клеммы на печатных платах?

Просто зачистить и вставить мало кому нравится: жилы пушатся, медь окисляется, выглядит непрофессионально.
Самый простой способ - залудить провода и прижать их винтом.

В своем первом проекте, где были требования к высокой надежности я открывал для себя столько всего нового, что вопрос подключения кабеля к плате у меня не стоял. По дефолту я хотел пойти этим "самым простым способом", толком не зная о существовании других.

Между делом, как бы вскользь, я сказал об этом своему тогдашнему ментору и он тут же бросился проводить мне ликбез.

Припой это хорошо, но это мягкий металл. Он раз в 6 мягче, чем медь! И это еще пол беды, вторая половина - это эффект ползучести (Solder Creep).

Суть эффекта в том, что при постоянной механической нагрузке (прижатие залуженного провода винтом) припой медленно деформируется и как бы "растекается".
То есть через какое-то время, крепко прикрученный провод, становится уже некрепко прикрученным, а еще позже - начинает болтаться.

Плохо зажатый провод - это, конечно, так себе история для надежного устройства.

Скорость растекания зависит от температуры окружающей среды, силы прижатия и материала припоя, но в любом случае это происходит относительно быстро.

В этом видео, наглядно показано, как может выглядеть деформированный провод.

Поэтому лучший способ - это кабельные наконечники. Типа НШВИ или западные аналоги.

Для них нужен специальный обжим, который обычно есть в компаниях с более-менее отлаженными процессами и, покупку которого, не всегда просто обосновать в компаниях маленьких :)

Я пытался найти какие-то более подробные статьи на тему ползучести припоя в винтовых клеммах, особенно на тему сколько времени он будет растекаться, но похоже, что всерьез этим вопросом никто не занимался. Но если вы видели какой-то материал по этой тематике - делитесь в комментариях!

Microcontroller Selector Tool от автора из прошлого поста про микроконтроллеры. Помогает выбрать микроконтроллер исходя из ваших требований: цена, потребление, мощность и т.д.

В Первой ревизии очень классный пост про необычные (а для кого-то обычные) решения в схемах.
Коротко по каждой схеме, читается легко и весьма полезно. Первые пункты кажутся какой-то банальщиной, но потом прям "вау".
Предлагаю в комментах написать, с какими схемами вы уже сталкивались ;)
У меня это 1-5, 10, 12

Нашёл интересную ветку форума, где ребята сравнивают бюджетные VNA от самых простых NanoVNA до более продвинутых моделей.
Если кто-то прицеливается к покупке или хочет понять, что сейчас по соотношению цена/возможности,может быть полезно.

Попадались ли вам фейковые компоненты?

Уверен, что хотя бы раз вы с этим сталкивались. Даже если кажется, что нет, вполне вероятно, что сталкивались. Особенно если любите покупать их где-то в районе АлиЭкспресса.

Именно о поддельных компонентах в электронике этот выпуск в Altium OnTrack Podcast.
Тема мне очень интересна, поэтому выделил несколько интересных моментов (с тайм-кодами):

(Часть 1 | Часть 2 | Часть 3)

🔹Про наиболее распространенные типы подделок

(6:17) Есть классические подделки — ремаркировка, клонирование и так далее. А ещё, будем честны, в некоторых странах (не в США — за американские компании я говорить не могу) производители оригинальных компонентов бракуют определённые партии, и часть этих деталей каким-то образом «выходит через чёрный ход» и попадает на серый рынок. Это компоненты, которые, скажем, та же Micron считает недостаточно качественными — они не прошли их проверки и контроль качества, но, как ни удивительно, всё равно оказываются на рынке. Поэтому нам приходится тестировать их и удостоверяться, что они действительно соответствуют заявленным характеристикам.

Прежде чем такие компоненты должны быть утилизированы — раздроблены и уничтожены, — они иногда покидают завод раньше. Вы, например, можете встретить огромное количество чипов Xilinx, у которых при проектировании учитывается, что чем дальше элемент расположен от центра кремниевой пластины, тем медленнее он работает. И те чипы, что находятся ближе к краю пластины, иногда маркируются так, будто соответствуют скоростным характеристикам центральной зоны, хотя на деле их производительность ниже. Тем не менее, они тоже оказываются на рынке. Я не могу точно сказать, каким образом они проходят мимо утилизации, но это происходит, и куда чаще, чем вы могли бы подумать.

(9:08) Они покупают списанные платы, выпаивают с них компоненты, очищают их, а затем продают как новые — называют это renewed. Но в конечном итоге нужно понимать: как только компонент однажды был снят с платы, у него уже есть определённый износ. У каждого устройства есть свой ресурс. Эти компоненты уже работали.
И когда их снимают с платы, «обновить» кристалл внутри невозможно — он уже имеет наработку. Это как с автомобильной шиной: если она изношена, её не вернуть в состояние новой.

<...>

В Шэньчжэне есть целые торговые центры, где продают откровенные контрафактные электронные компоненты. Это те же районы, где можно купить поддельные сумки Louis Vuitton, поддельные кроссовки, поддельную одежду. Есть даже отдельный центр, где занимаются только упаковками — подделывают коробки. А рядом — торговый центр, где продают сами компоненты.

И, честно говоря, это довольно печально, если увидеть, кто именно выпаивает эти детали с плат. Часто это дети, которые сидят у плавильных ванн, вокруг сплошные токсичные испарения, и они дышат этими парами. Это крайне вредно, особенно в закрытом, плохо проветриваемом помещении.

Продолжаю выделять интересные моменты из подкаста о поддельных компонентах.

(Часть 1 | Часть 2 | Часть 3)

🔹Про наиболее распространенные типы подделок

(11:51) Они берут компоненты более низкого класса или более низкой скорости — более медленные чипы. Их шлифуют или покрывают «чёрным топом», стирают заводской логотип, заводской код партии, оригинальный номер компонента, а затем наносят новую маркировку, часто низкого качества.
Снаружи всё выглядит как настоящее, но под микроскопом будут видны следы шлифовки, ошибки в шрифтах. А если перейти к электрическим тестам, станет ясно, что деталь работает медленнее.
Это всё те же «снятые» компоненты. Они покупают списанные платы, выпаивают детали, очищают и продают как новые.

Признаки таких подделок достаточно типичны: можно заметить остатки припоя, погнутые выводы, окисление — особенно частое, так как такие детали хранятся в неподходящих условиях. Однако «съём» и ремаркировку легко пропустить, если у вас нет нужного оборудования.

Ещё один классический способ — клонирование.
Корпус выглядит абсолютно настоящим, но внутри — дешёвый кристалл. Используются материалы низкого качества. Внешне всё хорошо, но при стресс-тестах такие компоненты проваливают электрические проверки. Это одни из типичных методов, которыми пользуются компании, производящие контрафакт.

Есть и другой подход: когда берут компонент, входящий в семейство определённых парт-номеров, и меняют в маркировке всего пару букв, чтобы он выглядел как более дорогая версия — например, рассчитанная на более высокий температурный диапазон.
Обычно коммерческие версии имеют маркировку с буквой «C», а её заменяют, например, на «I», обозначающую industrial, то есть промышленный, — и компонент внезапно «превращается» в значительно более дорогой.

🔹Про некоторых производителей из "определенной части света"

(16:03) Мы даже ловили производителей на подобных вещах. У каждого конденсатора есть определённое количество слоёв, и по этому количеству можно проверить, что компонент действительно произведён на заводе. Так вот, мы обнаруживали случаи, когда сами производители уменьшали число слоёв — то есть использовали меньше материала, чтобы в период дефицита выпустить больше продукции из того же объёма сырья.

🔹О том, какой % брака обычно бывает в партиях

(23:05) Если я работаю с дистрибьютором, в надёжности которого не уверен, то я устанавливаю условия оплаты только после тестирования, после того как сторонняя лаборатория проверит компоненты и даст «зелёный свет». Либо я организую эскроу-сделку с участием третьей лаборатории: деньги дистрибьютору перечисляются только после завершения проверки.
И когда поставщики понимают, что партия пойдёт в лабораторию на тестирование, количество проблемных случаев резко уменьшается. <..> Я бы сказал, что в плохой месяц я вижу около 7% брака, в хороший месяц около 3%. <..> Поэтому, если для прототипа вы запускаете 10 плат, скорее всего у вас не будет много проблем, но как только вы доходите до уровня тысячи, не удивляйтесь.

(26:32) Ваш лучший вариант — всегда работать с официальными дистрибьюторами. Если у франчайзингового дистрибьютора есть нужный компонент, пусть даже дороже, — лучше купить у него. Это самый надёжный путь.
И, конечно, есть отличные брокеры, которые никогда не будут иметь дело с поддельными компонентами благодаря правильно выстроенной логистике.
Многие брокеры сейчас создают собственные внутренние лаборатории и получают сертификацию, сопоставимую с сертификацией независимых тестовых центров.

Продолжаю выделять интересные моменты из подкаста о поддельных компонентах.

(Часть 1 | Часть 2 | Часть 3)

🔹О старых компонентах

(28:23) Есть ещё одна вещь, с которой я сталкивался, — это просто старые компоненты. То есть дело не в том, что их перемаркировали, перепаковали или неправильно обращались. Зачастую они просто пролежали на полке три года, были частью старого заказа, который так и не продался. Теперь их выставляют на продажу через брокера.

И вот некоторые брокеры сами даже не знают точную дату выпуска этих компонентов. А другие, наоборот, указывают, например: «оригинальная упаковка, дата — январь 2023» или что-то в этом роде.

На самом деле, даже если устройство долго лежало вне упаковки — например, если оно имеет уровень влагочувствительности MSL3 и находится вне пакета более 168 часов (то есть 7 дней) — то такой компонент, если его ещё не запаивали на плату, можно повторно сертифицировать.
Его можно «пропечь»: при запекании из него удаляется вся влага, после чего его вакуумируют. Таким образом, уровень MSL восстанавливается.
Влага — это как раз то, о чём нужно беспокоиться, когда компонент долго лежит без должной упаковки.

Но когда речь идёт о более высоких уровнях MSL — например, MSL 5A или 6, — если они пробудут вне упаковки хотя бы 24 часа (в некоторых случаях), можно увидеть коррозию на выводах. И такие компоненты уже приходится списывать.

Если же это MSL3, то во многих случаях влагу можно выпечь.
Но всё зависит от форм-фактора:
— какой это тип корпуса,
— лежат ли компоненты в лотках,
— намотаны ли они на катушку (reel).

От этого зависит, сколько времени нужно для запекания и полного удаления влаги.
Но в целом такие компоненты вполне можно вернуть в рабочее состояние.

🔹О необычных способах подделки компонентах

(36:46) На катушке примерно каждый второй или третий компонент был заменён: настоящий снимали, а вместо него ставили подделку. В итоге где-то 30–50% деталей были фальшивыми. Но если проверить только первые 10–15 компонентов на катушке, они все окажутся оригинальными — и ничто не вызовет подозрений.
(39:33) Сейчас самое распространённое, что я вижу, — это чипы Xilinx и Altera, которым делают “ретоппинг”, но с оригинальной верхней крышкой. То есть сверху всё выглядит абсолютно подлинным, весь корпус настоящий — просто сам кристалл другой: не той скорости, не с тем объёмом памяти или не с теми характеристиками, которые указаны в маркировке на устройстве.

Это как раз тот случай, который невозможно заметить на рентгене.
Потому что при рентгеноскопии ты увидишь кристалл, и даже если у тебя есть эталон для сравнения, ты, скорее всего, скажешь:
«Да, кристаллы совпадают. Компонент подлинный».

Хотя на самом деле — нет.

Думаю, уже многие видели новость о том, что Quilter с помощью ИИ спроектировал мини-материнскую плату, и она заработала с первого раза.
Сначала я нашел эту новость очень тревожной.

Процесс трассировки платы для многих инженеров является самым любимым этапом в разработке электроники.
Выбор компонентов, анализ, расчеты, схемотехника - это всё важно и интересно. Дебаггинг и тестинг, конечно, весело, но порой страшно и удручающе.
А трассировка - это медитативно и приносит кучу удовольствия. Вдобавок она удовлетворяет творческую и эстетическую составляющую, а также дает надежду.
В университете мне это вообще напоминало решение судоку: сидишь и думаешь, как лучше расположить то сё, как это лучше соединить и тд.
Но вот бездушная машина капиталистического прогресса лишает нас и этой маленькой радости в непростой жизни.

Но потом я увидел этот комментарий, и мне как-то стало полегче. Еще чуть-чуть поживем, порадуемся :)

Тем не менее, я скорее смотрю на это с интересом и надеждой.
Разработка PCB - это действительно один из bottleneck в индустрии.
Необходимость выпускать вторые ревизии из-за каких-то мелких ошибок или недостаточного моделирования съедает кучу времени и денег.
Когда заказчикам говоришь, что разработка устройства занимает от 1 года, они приходят в ужас и округляют глаза. Даже, если врешь про 6 месяцев, они всё равно недовольны и считают, что это ОЧЕНЬ долго.
Надеюсь, что развитие ИИ как-то сможем сократить этот цикл и избавить нас от рутинных процессов.

Разрабатывая стенд для проверки печатных плат при серийном производстве нам нужна была защита от КЗ.
Мало ли где что закоротило на девайсе, нужно быть готовым ко всему.

Немного посмотрев какие схемы бывают в интернете, я нарисовал свою. Ту, что сверху.
Она мне показалась удовлетворяющей мои потребности, а именно:

1. Отсутствие предохранителей действующих на разрыв.
Каждый раз менять его после бракованного девайса так себе история, поэтому самовосстанавливающийся PTC Fuse выглядел подходящим кандидатом.
2. Формирование прерывания для управляющего контроллера, чтобы он сразу отключил питание DUTa и оповестил оператора об ошибке.
3. Простота и дешевизна реализации
4. Визуальная индикация для отладки

Я радостно протестировал схему, получил желаемое ограничение тока, мигающий красный светодиод и прерывание.
Но со временем начались проблемы...

К сожалению, видео об особенностях PTC Fuse мне попалось совсем недавно, а там описывались его важные особенности.

Как известно, PTC Fuse при нагреве увеличивает свое сопротивление, тем самым ограничивая протекающий ток.
Потек большой ток -> Fuse нагрелся -> Сопротивление выросло -> Ток уменьшился.
Когда overcurrent event закончился, сопротивление восстанавливается.
Но прикол в том, что из-за физических особенностей строения PTC предохранителей, оно восстанавливается ... пара пара пам ... не до конца.
И это привело к паре неожиданных для меня моментов:

1. Его сопротивление вырастало после пайки.
Сначала я паял, отпаивал, перепаивал эти предохранители только так, пока не заметил, что их сопротивление аномально большое.
Как выяснилось, даже одно касание паяльником с температурой 280°C увеличивало сопротивление в 2-4 раза!
В даташите, как ни странно, об этом говорится.
Прям пишут, что есть Rmin, есть R1max.
Rmin - это сопротивление ДО пайки и вообще до каких либо действий. Такое девственное сопротивление.
R1max - это уже сопротивление, так сказать, после первого раза. Либо после первой пайки, либо после первого КЗ.

2. Сопротивление предохранителя растет и от каждого КЗ, не возвращаясь обратно.
Это называется эффект памяти.
Который в итоге приводит к тому, что повторяющиеся короткие замыкания могут увеличить сопротивление в десятки раз по сравнению с Rmin.
В моем случае было 60 раз.
И самое обидное, что про это тоже говорится в даташите.
Мелким шрифтом в разделе Warning: <..> не предназначены для работы как защитное устройство, где over-current или over-temperature могут повторяться или быть длительными.

В общем, PTC Fuse нам тут не бро. Нужны другие методы защиты.

А какие юзкейсы работы с PTC предохранителями были у вас?