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从一次客诉谈谈研发过程中的灵异现象 by patriciaphilip

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· @patriciaphilip ·
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从一次客诉谈谈研发过程中的灵异现象
# 概述:
一个人如果搞研发,时间长了,会遭遇很多灵异现象。这些灵异现象一旦出现,就像是撞了鬼,自己设计的东西,其反应完全和自己无关,就像冥冥之中被一只看不见的什么东西控制着,总是在你祈祷“千万别出事”的时候,出点事给你好看。

因为从表现出来的状况来看,很多情况是匪夷所思的,检查100遍代码,验证1000遍线路,这些问题的出现,应该都不是自己造成的。

此时,再坚定的唯物主义者,都会产生怀疑,唯一的解释,就是——
# 有鬼。

到底有没有鬼呢?我无法直接回答你,不过至少在研发过程中,我试着用一次我碰到的客诉来解答一下吧。

***

# 现象:

我设计的一款温湿度WBGT仪,已经出货上万台,一直没什么问题,但是上周被日本客人发现,在供电电压3V时,测量正常,但是当供电电压变为2.9V时,测量出错,如图所示:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmPFdXZM466BAo6BGXbfRNjCjQtuJ6FCvHZPoTc1ZgmkE5)

中间一行是温度,显示E02,也就是没有数据,因为WBGT的计算要用温湿度参数,缺少了温度,无法计算,显示E04。第三行的湿度显示99.9%,也是不正常的状态。从表现来看,是温湿度sensor工作异常。

客人检查了1000台,发现有5台有这样的表现。

差不多出货快一年了,也上万台了,如果设计有问题,早就退货了,现在竟然出现这样的问题,肯定不是我的原因,当然是有鬼啦~~~

***

# 分析:

电池用的是CR2032纽扣电池,额定电压就是3V,为了防止反接,还串联了一个肖特基二极管,线路供电电压大约就是2.9V左右。
![image.png](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmQQ1wzucUcYzgFxXYoxwcV5EYAG5tmTwNmP1LeT75g4kQ)

而电路里面所有的器件,大部分能在1.8V工作,只有温湿度sensor,最低工作电压是2.4V。

我试了一下手边的样品,没有这个问题,请工厂测试了同批次生产的库存40台,也没有这个问题。初步怀疑是防止反接的肖特基二极管可能有问题,压降太大,导致实际工作电压低于2.4V,从而使sensor工作异常。

无从下手,只能等客诉品回归了。

等了一个星期,今天收到了样品。

先重复一下客人的过程,故障重现,于是开始拆机开盖:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmSFKeK14zLKAuvCXSToCWfmDZxjXt8MDQ9y713ezoVdfj)
因为是2节电池并联,所以有2个二极管。重点检查二极管,发现压降正常,没有问题。也就是说,meter在供电电压2.8V的时候,温湿度sensor就罢工出错了!!!

用万用表检查sensor供电引脚,电压也正常:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmZRDmjnb8QsriSj1tuLuFUFZJCzpZWPScb7PXCTcdDsjc)

该sensor和MCU的接口是IIC,用示波器检查一下2根通讯引脚,3V(正常工作时),引脚波形如下:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmXN9kVQhwH5Eja42ynukWQgUvZBUoYVmayYSsetbMUX58)

2.9V(工作异常时),引脚波形如下:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmZaVLvQv1J2bRcEHan7vZ8kChKFvKbPAk6hi8sKqyDa3Z)

其中,示波器上方是CLK波形,下方是DAT波形。

可以看出,2.9V供电时,DAT引脚波形缺失,导致没有数据返回,因此测量出错,meter显示error。

原因很简单,但是,为什么2.9V供电时会出错呢?

仔细观察波形,发现即使在3.0V工作时,波形的状况也是有问题的,缺了一块:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmTCSeqgzdEpqoiTGHZZgdddRDgtmfMnMKRA9ZZyNhbud8)

sensor工作时,最大功耗是1mA左右,而MCU引脚输出能力能达到5mA,不存在带不动负载的问题,而且引脚供电这种方式经常使用,从来没有出过问题。

而这个缺了的一块,看着很像是因为电压下跌导致的。而上面的CLK引脚最高电平是正常的,并没有缺,所以可以确定MCU供电是正常的,难道是刚好这一块mcu有缺陷,导致sensor VCC引脚输出能力不足引发异常?

用示波器量sensor VCC引脚波形如下:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmTRNLkanGAW12igoA1tm22KrqzirjSY9po4nNrVXYQAcN)
DAT波形缺少的那一块,趋势和VCC的跌幅是一样的。

先改改程序,增加内部上拉,增强输出能力看看:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmZZBHvA61U8nq1PH23jinvqPkzsnmuzzzP4oZNyDiaXEW)
结果依旧,看样子是改不好了。

正准备把原因归于撞鬼,突然灵机一动,换了个地方量vcc波形,想看看到底怎样:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmVUa2zQULWLM1YPv3N1KER3TGUKj1vt3uSBLDCdt8ZCqN)

这一量,发现问题了,波形如下:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmRTwWdaj2or5nr51ZQZiLPAtRxEKAxUhJU7mNnhQa7EUt)
MCU引脚输出的vcc波形很平,根本没有任何波动,而通过铜轨到接插件的地方,电压就下跌了,那么当然是这条铜轨的问题了。

铜轨图是这样的:
![](https://ipfs.busy.org/ipfs/QmVuriqdGcpFLyhP5f7EZUCDnNQZJSsWmdtLHoXbjqgHJd)

用万用表量了一下,这条铜轨的电阻竟然有0.5M欧姆之多,且一直在变化,而正常应该是接近0欧姆啊!!所以,事情到这里,应该告一段落了——
**PCB的质量有问题,导致铜轨表面上看不出问题,实际上内部若即若离,处于似通非通的状态。sensor不工作时,没什么功耗,电压正常,而一工作起来,有了功耗,电压就下跌了,导致跌出2.4V,sensor无法工作了!**

简直是完美,写一篇报告命令PCB厂商认真负责一点,这件事情就圆满啦~~

# 且慢!!!!

作为一个研发工程师,对于所有可疑一定要打破砂锅问到底:PCB厂商可能有这么高的不良率吗?高达千分之五的导通不良,以我多年的经验,这几乎是不可能的。

突然想起一件事。

这批meter在生产好以后并没有及时出货,而是在产线放了2周,出货前再检查,发现湿度漂移,不在精度之内。

当时这个问题也是找了好久的原因,最后才发现是产线生产时用了激光切割机切割塑胶板,而排风又没有做好,导致车间内VOC,粉尘急剧增加。

而湿度sensor很容易被VOC污染导致漂移,所以唯一的办法是将sensor重新烘烤105度,10小时,然后再在75%湿度的房间水解12小时才能恢复精度。而meter的外壳,LCD,晶振等原件都无法承受105度的高温,所以必须将sensor的小PCB焊下来烘烤,复原以后再焊回去。

而2mm间距的4pin排针要焊下来并非易事,很有可能拉伤铜轨。

立即和工厂联系,追踪当时的情况,得知产线在重工的过程中,又发生拉断铜轨的现象…………

***

# 结论和反思:
好了,问题追查到这里,终于算是把所有的鬼都赶走了。

就研发的世界而言,本没有鬼,只有自己心里有鬼,想偷懒时,才会造出各种各样形态不同的“鬼”,来承担本应由自己承担的责任。

这件事情的教训是:当产线生产发现问题时(铜轨容易被拉断),千万不要以为这只是自己的事情,想办法解决掉就可以了,而是要和原始设计人及时沟通,至少也要报备一下。

因为产品出问题,第一被问责的,就是研发工程师。RD只有在尽可能地掌握所有可能的情况后,才有机会快速解决问题。像这次的客诉,如果产线当初反应过问题,那么我在收到客诉时,就会第一时间优先检查铜轨,而不必耗费一天时间了。

活着真累,真想发财,因为有钱能使鬼推磨,让鬼把事情都干了,我就能休息啦!!!

***
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