Onderwerp: Betrouwbaarheid elektronische apparatuur.

Bij het inzetten van elektronische apparatuur voor navigatie en veiligheid wordt (terecht) de kwetsbaarheid van elektronische apparatuur meegenomen in de afwegingen. Maar de meningen over de betrouwbaarheid van elektronische apparatuur lopen nogal uiteen.

Gedegen cijfers over het uitvalpercentage van categorieën apparaten ontbreken vaak, waardoor we zijn aangewezen op anekdotisch bewijs van individuen met slechte of juist heel goede ervaringen en dan vaak ook nog met een heel specifiek model of merk. Dat is natuurlijk geen gedegen basis voor een goede afweging. Fabrikanten staan vanzelfsprekend ook niet te springen om hun retourpercentages of garantie aanspraken te onthullen.

Zijn er forumleden die serieuze onderzoeksresultaten kennen over de betrouwbaarheid van electronica aan boord van zeiljachten? Bijvoorbeeld over AIS transponders, antenne-splitters, kaartplotters, dieptemeters, jachten-radars, EPIRB's en elektronische kompassen?

Nee die zijn er niet.

Het plezier wat je hebt van zoiets als een gp30 is enorm groot.
Er zal er af en toe eentje stuk gaan. Daarom zet je af en toe een kruisje op de kaart.
Er zijn er inmiddels duizenden kruisjes voor niks gezet.
De betrouwbaarheid is gewoon uitstekend. Ook voor splitters.
Het zal eerder falen door slechte aansluitingen.

Net zoals een gasexplosie meest zal plaatsvinden door een inferieure koppeling ofzo

Wat je zoekt heet MTBF

Je zou er eens op moeten googlen, geen idee of ze bestaan voor de door jouw genoemde producten. Soms staan ze gewoon bij de specificaties van het product.

Van harde schijven weet ik in elk geval dat ze verzameld worden, en ook als vergelijkingsmateriaal gebruikt worden.

edit: uit deze post van Raymarine maak ik in elk geval op dat Raymarine ze niet heeft:
raymarine.ning.com/forum/topic...#6492755Comment48959

edit 2: Simrad geeft voor dit Gyro Compass een MTBF op van 35.000 uur.
www.emarinegroup.com/Simrad_GC80_Gyro_Compass.htm

Gedegen onderzoeksresultaten heb ik niet.
Wel een slecht apparaat op de stuurstand, een plotter Northstar 550i. Begint na 20 minuten te piepen, lost fix. Opnieuw opstarten en dan hetzelfde liedje.
Gelukkig is de RM e7 in de kajuit veel betrouwbaarder. De Vesper Watchmate Vision heeft ook wel eens een hikje gegeven. Maar na support van hun helpdesk en installatie van nieuwe software heeft hij probleemloos gewerkt alsmede de splitter van Vesper.

Hans vraagt om gedegen cijfers en serieuze onderzoeksresultaten.
Laten we nu niet apparatuur gaan afkraken op persoonlijke ervaringen.....

Dat mag wat mij betreft in een nog ander draadje.

Harde cijfers zul je nooit boven water krijgen. Nu kan ik een hele verhandeling schrijven over de MTBF van de door de pleziervaart gebruikte apparatuur, maar zonder cijfers heeft dat geen enkele waarde.

Daarbij, het zal van de omstandigheden afhangen waarin de apparatuur wordt gebruikt.

Het is wat Rooz al schrijft: op mijn bootje zit a een jaar of 20(?) een Garmin GP128. Die heeft nog nooit geweigerd, behalve een keer een defecte antenne door bliksem. Ook m'n tweede GPS, een Furuno GP37 (de DGPS uitvoering van de GP32) is al een jaar of 10-12 aan boord en heeft het ook nog nooit begeven.

Ik denk dat de meeste apparatuur defect raakt door ondeskundige installatie. Bijvoorbeeld slechte kwaliteit voeding, warmte huishouding en vocht. Maar ook ondeskundig gebruik zal de levensduur niet ten goede komen. Lang niet alle merken zijn wat dat betreft hufterproof.

Neem bijvoorbeeld radars. De mechanica van de antennes zijn best wel gevoelig voor trillingen. Als je op sommige jachten ziet hoe ze op een gammel paaltje achterop zijn gemonteerd zonder enige demping, kun je wachten totdat ze defect raken. Voel maar eens op je eigen boot wat voor trillingen er doorgegeven worden als je op de motor vaart.

Voor een niet nader te noemen groot zeilschip sponseren wij sommige navigatie en communicatie electronica. Het is water naar de zee dragen...

Hier een al hele oude MLR Gps die het nog steeds doet na meer dan 10 jaar...

Fly-Tour schreef :
En hoeveel uren heeft ie daadwerkelijk gedraaid?

Elektronica "slijt" niet van stil te staan. Opstarten en uitschakelen (meer bepaald opwarmen en afkoelen), vochtigheid en statische elektriciteit zijn veel meer bepalend.

En een individueel geval zegt natuurlijk helemaal niets over een grote groep.

Die plotter, waar ik het over heb, is toegelaten op markt in de westerse landen. Toch blijkt het een slecht apparaat te zijn. De aansluiting betreft alleen plus en min, dat heb ik wel gecontroleerd.
Met de snel vernieuwende ontwikkeling van apparatuur en de commerciële druk van het op de markt brengen, wordt de testfase verlegd naar het gebruik door de consument.
Dat geldt eigenlijk voor alle apparatuur tegenwoordig. Zelfs voor stofzuigers.
Een onderzoek naar no-buy apparaten lijkt me wel op zijn plaats denk ik, naast de langzame marktwerking.

ik denk, zonder in fabrikanten en types te verzanden, een van meest herkenbare structurele uitvalverschijnselen zijn;

wegvallen en vervagen van cijfers, dots, streepjes etc van displays

dit op basis van niet wetenschappelijk onderzoek.

Overigens heeft Seagate (een grote fabrikant van harde schijven) wel een interessant verhaal gepubliceerd over waarom ze zijn overgestapt van MTBF naar AFR.

Onderaan het artikel staat ook iets over de testcondities en randvoorwaarden.

Leesvoer:

knowledge.seagate.com/articles...791en?language=en_US

Wellicht kunnen de ontwerpers hier (Chris, John en Airgead voor zover ik weet) eens laten weten hoe een typisch ontwerp proces eruit ziet? Dus van werkend prototype tot markt-waardig produkt?

Ik denk aan component-keuzes, afhankelijkheid van 3P suppliers, trillingsgevoeligheid, warmtehuishouding en (bij watersportapparatuur) behuizing en bescherming tegen vocht. En er komt vast nog veel meer bij kijken...

De grote (massaproduktie)bedrijven als Raymarine zullen ongewijfeld een aantal optimalisatieslagen maken om efficient te kunnen inkopen en produceren. Wellicht is één van de optimalisatiecriterea daar "kosten vs. levensduur"? Kosten zijn daarbij harde dollars; levensduur blijft statistiek uiteraard. Ik denk niet dat deze bedrijven overal voor "goud" gaan, wss alleen daar waar nodig?

Fabrikanten weten natuurlijk precies wat de zwakke punten van hun apparaten zijn, en na hoeveel tijd die dingen de geest geven.
Philips is de meester van de "ingebouwde veroudering".
Een gloeilamp gaat gewoon na 1000 uur kapot, kan 5% meer of minder zijn, maar dat is het dan ook.
Goed vast te stellen aan de hand van auto-koplampen. 1000 uur voor een gemiddelde auto is 50.000 km, dus gemiddeld iets minder dan 3 jaar. Kun je de klok op gelijk zetten. Ik laat ze tegenwoordig preventief vervangen na 2 jaar.
Hetzelfde voor electronica. Lostrillend soldeer, breukjes in printbanen, versleten elco's etc etc. Allemaal voorgeprogrammeerd, want het mag niet teveel kosten en moet vooral niet eeuwig meegaan, want dan verkopen ze nooit iets nieuws, die fabrikanten.

"Graceful degradation" is ook onderdeel van het ontwerp: eerst gaan er wat kleine dingetjes stuk: een LCD-segmentje, een lampje, een lagertje, een draadbreukje bij een stekker, koolstofslijpsel in een electromotor. Bij mijn Raymarine de watertemperatuursensor, stof in de Type 1 drive en de lagers van de windsensor.
Voor mensen die zich daaraan ergeren genoeg reden om nieuw aan te schaffen, maar prima mee te leven voor minder veeleisende types.
Vervolgens gaat er graceful steeds meer stuk, totdat er een drempel wordt overschreden en vervanging nodig wordt.
Het is allemaal geen rocket surgery; er is over nagedacht. En bij betere (vaak duurdere) spullen gaat het een langere tijd goed dan bij z.g. 'goedkope' spullen.

Dank voor jullie bijdragen tot nu toe.

De anekdotische bewijzen (praktijkervaringen van individuen of kleine groepen) zijn naar mijn idee interessant en kunnen als de ervaringen heel eenduidig zijn een gebrek of goede kwaliteit van een bepaald model of merk aannemelijk maken. Dit forum is een mooi platform om deze ervaringen te delen. Weliswaar met het risico dat met het badwater soms ook het kind wordt weggegooid, maar vooralsnog wegen de voordelen naar mijn mening ver op tegen de nadelen.

Waar ik nu naar zoek zijn gedegen cijfers over uitvalpercentages van categorieën elektronische apparaten aan boord van (zeil)jachten. Hiervoor moet je een groot aantal in gebruik zijnde apparaten volgen over een langere tijd. Er moet iemand belang hebben bij dit soort complexe en dure onderzoeken en ik kan me goed voorstellen dat - zoals Chris stelt - dit voor apparatuur voor jachten om die reden niet gebeurt. Voor apparatuur voor grote zeeschepen ligt dit vanwege voorschriften en bedrijfsmatige belangen heel anders, maar de apparatuur en omstandigheden zijn hier dermate verschillend dat daar naar mijn idee meestal geen relevante conclusies uit kunnen worden getrokken voor de watersport.

Misschien dat er toch nog iemand een degelijk onderzoek weet op te duikelen dat:

1. Specifiek over elektronische apparatuur voor jachten gaat.
2. Niet primair over de effectiviteit gaat (zoals het radar/radarreflector onderzoek naar aanleiding van het dodelijke ongeluk met zeiljacht Ouzo) maar over de betrouwbaarheid over langere termijn.
3. Gebaseerd is op een representatieve steekproef van jachten waarvoor de apparatuur bedoeld is (dus niet alleen maar zoetwater boten als de apparatuur ook voor op zee bedoeld is).
4. Niet gefocust is op verschillen tussen merken (hoewel conclusies op dat front uit het onderzoek zouden kunnen voortvloeien) maar op de categorie apparaten als geheel (bijvoorbeeld antenne splitters of jachten-radars).

Er zijn nog veel meer criteria te noemen, maar bovenstaande geeft het idee wel weer. Er zijn hier op ZF wel vaker interessante vondsten gedaan, dus wie weet wat er nog boven tafel komt...

Als dergelijk onderzoek inderdaad ontbreekt zijn onze gedachtewisselingen over de betrouwbaarheid of onbetrouwbaarheid van elektronische apparatuur op jachten gebaseerd op ongetoetste aannames en blijven we aangewezen op individuele ervaringen (anekdotisch bewijs). Niet erg, maar wel een stuk minder relevant.

Ik heb hier wel een voorbeeld. Deze opdracht is uiteindelijk niet in productie genomen, maar dat terzijde. Opdracht was om een Aruidno compatibele stuurcomputer te maken. De motieven van de opdrachtgever doen niet zoveel ter zake, dat is wat hij wilde. Het geheel moest op een DIN rail gemonteerd kunnen worden. 220V schakelen, PWM uitgang, optische geïsoleerde ingangen en uitgangen en optische geisoleerde USB waren eisen.
Een brede voedingsrange werd ook gewenst.

Deel 1:

Dus na een grof schema gemaakt te hebben, heb ik een inschatting gemaakt over hoe groot de print zou worden, en hoe groot de behuizing zou worden. Uiteindelijk is het deze geworden:



Vervolgens is er een schema gemaakt, waarin alle eisen van opdrachtgever verwerkt waren.



Daarna wordt er vanuit het schema een PCB gemaakt. Die PCB moet passen in de gekozen behuizing.





Er vinden heel wat slagen heen en weer plaats, voordat het uiteindelijke ontwerp klaar is.
Het ontwerp gaat nu naar een PCB boer, en die maakt er printen van.

Als het dan terugkomt ziet het er net zo uit als in CAD. Altijd een mooi moment



Daarna komt het friemelwerk en wordt het eerste prototype in elkaar gezet, en getest.



En na montage ziet het er dan zo uit:



Ik zal zo meteen eens gaan zitten voor deel 2, en proberen wat te vertellen over waar het draadje eigenlijk over gaat.
Keuzes die de levensduur van het apparaat beïnvloeden.

Je kunt zoals Maarten en Thomas de betrouwbaarheidsvraag ook vanuit de ontwerp kant benaderen. Nadeel is wel dat fabrikanten niet snel mee zullen werken en je dan ook alleen gegevens van een specifiek merk hebt.

Bovendien kan een ontwerp in de praktijk beter of slechter uitpakken dan van tevoren voorzien, het bekende spanningsveld tussen theorie en praktijk. Met een praktijk onderzoek ondervang je deze punten.

Maar zeker interessant om de visie van de ontwerpers hier op het forum te horen.

EDIT: Ik zie dat John al begonnen is...

Ik geloof niet zo erg in bewust ingebouwde zwaktes door ontwerpers.
Nou ja, misschien door de hele grote bedrijven wellicht.

Leuk pratkijk kvoorbeeld waarmee een bedrijf te maken kan krijgen, dit is een typisch voorbeeld van een probleem waar een bedrijf tegen kan aanlopen.

Ik werkte voor stage bij Holec in Hattem die zogenaamde fail-safe systemen bouwde voor onder andere besturingssystemen voor een elctrische tram. Dat werkte met erg kleine ringkerntransformatortjes voor de logica: maglog genoemd. Een pulstrein was een 1 geen pulstrein een 0. Als de fik erin vloog dan was het enige wat gebeuren kon dat er een 0 verscheen op een uitgang, en het de logica werd zo ontworpen dat er dan geen ongelukken gebeurden. (bijvoorbeeld de tram tot stilstand zou komen)

Enfin. Op een gegeven moment ontstond er een grote uitval, en bij nader inspectie bleek het dat de ringkerntjes stuk gingen. Het heeft een paar weken geduurd totdat de link werd gelegd naar een nieuw reinigingsmiddel na het solderen om de soldeerflux te verwijderen wat bij sommige kernjtes door de behuizing drong en daar het koper aantaste. Niet onmiddelijk, maar na verloop van tijd.

Wat ik maar probeer te zegen is dat er altijd dingen zijn die in de praktijk pas blijken.

Heb een keer de service doc van een Raymarine externe marifoonspeaker ontvangen omdat hij stuk was.
Kort gezegd: goed ontworpen! Electrisch gesproken dus.

Een soundcraft mengepaneel die ik laatst onder handen heb gehad had een compleet uitgebrande voeding.
Alle transistoren doorgefikt. Het bleek dat er een korstluitbeveiliging in zat, maar bij korsluiting werd de spanning over de serie uitgangstor te hoog die gaat stuk en neemt vervolgens de rest mee.
Gewoon domme ontwerpfout. Een ander type uit dezelfde reeks met hogere maximale spanning had dit voorkomen.

Een model uit een later jaar was wel voorzien van een juist model.

Dit zijn gewoon ongelofelijk stomme ontwerpfouten. Het mengpaneel zelf was gewoon erg goed ontworpen, niets op aan te merken. (En dat gebeurd niet vaak)

En nu over de levensduur

Daar is echt heel veel over te vertellen, maar ik ga er een paar zaken uitpikken. Niet te technisch en voor iedereen te begrijpen, hoop ik

Een van de eisen was een brede voedingsspanning, tussen 7 en 24 Volt. Nu werkt het geheel intern op 5 Volt. Dus moet er een regelaar in.



Eigenlijk hoort er nog een koellichaam bij, maar dat is niet gemonteerd. Er wordt gekeken hoe warm de chip mag worden (150°C) en wat de maximale omgevingstemperatuur zal zijn. Ook wordt het opgenomen vermogen in de chip berekend, uiteraard in de slechtste situatie. Ook wordt er nog gegeken naar de luchtcirculatie in de behuizing. Vervolgens rolt daar een koellichaam uit wat nodig is om de chip binnen specificatie te laten werken.

Er daar zit dan gelijk de crux. Iedereen zal aanvoelen dat wanneer de chip constant op zijn maximale temperatuur werkt, hij sneller kapot zal gaan dan wanneer hij daar 50% onder blijft.

Op de foto is ook een grote condensator zichtbaar (dat grote ronde zwarte ding). Alhoewel niet zo kritisch kan die wel flinke invloed hebben op de levensduur. In die condensator zit een elektroliet (vloeistof) en die mag natuurlijk niet te warm worden. Die condensatoren zijn kwalitatief heel verschillend, en ook in verschillende temperaturen te krijgen. Hogere temperatuur condensatoren zijn wel duurder. Dus ook daar zit een keuze.

En iemand die goed heeft opgelet zal nu zeggen dat het niet zo slim was om die condensator in de buurt van het koellichaam te plaatsen. Heeft ie nog gelijk ook

Verder heeft die condensator een eigen gewicht. In de huidige situatie hangt ie nu met zijn pootjes gesoldeerd aan de print. Door het eigen gewicht en opwarmen/afkoelen van de print laat de soldering op den duur los. Daarom horen grote mechanische componenten met een kit vast gezet te worden op de print. Ook dat is een factor die de levensduur aanzienlijk zal beïnvloeden.

High-end audio ontwerpen is een hele aparte tak van sport.
Vaak zie je dat componenten tot hun uiterste worden gedreven, of zelfs buiten de specs worden gebruikt.

Vaak worden er ook wonderlijke schakelingen bedacht die technisch niet echt goed zijn, "maar het klinkt zo mooi".

Ik ben ontwerpen tegengekomen die echt tenenkrommend zijn, vaak een gebrek aan kennis.

Betrouwbaarheid zit hem vooral ook in aandacht aan details: hoeveel tijd en geld is beschikbaar voor otnwikkeling?

In hoeverre wil je iets beveiligen tegen elke vorm van misbruik die maar te bedenken valt? Dit is ook een keus.

Verder is het zo dat je een ontwerpstijl heeft die zich evolueert: bij het drastisch veranderen in ontwerpstijl loop je risico's op kinderziektes: daar valt haast niet aan te ontkomen.

Wat ook speelt is dat omderdelen van een fabriek niet betrouwbaar zijn, of toegeleverde halffabrikaten. Met andere woorden: betrouwbaarheid heb je gedeeltelijk zelf in handen als ontwerper, maar er zijn ook factoren die je natuurlijk moet proberen te minimaliseren maar je nooit helemaal kunt uitsluiten.

Voor betrouwbaarheid is evolutie beter dan revolutie.

deadlines en spoed komt de betrouwbaarheid van een ontwerp nooit ten goede.

En tenslotte nog iets wat misschien erg subjectief is, maar een goed ontwerp heeft een bepaalde elegantie. Je (nou, tenminste ik) voel of iets goed is of niet. (O.K. laat ze maar komen met de dwangbuis haha! )

JohnBerg schreef :
Dat geldt denk ik ook voor externe aansluitingen aan de print: voeding, andere draadjes, female voor de jackplug van een koptelefoon.
Zo had ik ooit een Philips radio op creditcardformaat, met een 1,5 mm jack (zoals de aaipot etc) voor de oortelefoontjes. Elk half jaar weer die female connector los van de print, door het bewegen van de stekker. Weer vastsolderen, weer een half jaar werken, en opnieuw, totdat de print zo slecht werd dat ik een Sony radio heb gekocht. Nooit een probleem mee gehad. Philips, in-geëngineerde veroudering....

Precis zoals John zegt: thermische overwegingen zijn erg belangrijk bij een ontwerp.
Daarnaast ook bijvoorbeeld mechanische stress door warmte op de solderingen.
Ook verouderen soldeerverbindingen door heftige warmte sneller.
Dus: zoveel mogelijk vermijden van warmte en hotspots.

Baasklusje schreef :
Dat is precies inderdaad een zwak punt. Om de productieprijs de drukken en om zaken compact te maken wordt vaak gekozen om de pluggen en bedieningslementen op de prnt te zetten, welke laatste of alle krachten moet opvangen, of alsnog krachten op zich krijgt door vervorming van de behuizing onder spanning. Beter is een verbinding met draden, maar dat kost ruimte.

Hoe kom je als koper-zonder-kennis daarachter? Ik heb nog nooit iemand in de winkel een apparaat open zien schroeven, voordat hij/zij het kocht.

Een voorbeeld van een detail: ik heb door een instrument maker een tool laten ontwerpen om de drie "aansluitdraden" van een (TO220) transistor die wordt gekoeld van een ronding te voorzien.
De transistor zit geschroefd op een koelplaat die vast zit aan de print. De draden die rechtstreeks de print ingaan kunnen door warmte (die vooral in een draad van de drie optreed) uitzetten en kracht op de soldering uitvoeren. Door een boogje op te nemen in de anders rechte draad kan de draad buigen en zo zijn uitzetting kwijt.