Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Zuverlässigkeitsprüfung / Lebensdauerprüfung


von CE (Gast)


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Hallo,

Ich muss in der Uni ein Projekt zu eben folgendem Thema halten:
Zuverlässigkeitsprüfung / Lebensdauerprüfung

Jetzt ist die Frage, welche Bauteile/Schaltungen/µC etc. kann man da gut 
nehmen?
Ich habe nur ca. 2 Monate Zeit und bin mir nicht wirklich sicher, welche 
Komponenten man in so kurzer Zeit überprüfen kann.
Ich hoffe jemand hat eine gute Idee.


MfG

von Zac Hobson (Gast)


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Natuerlich keine Einzige. Man kann sich aber in die Thematik 
einarbeiten. Welche Komponenten wie geprueft werden, welche Annahmen 
getroffen werden, Und wie sich die gesammte Lebensdauer zusammensetzt.

von Vanilla (Gast)


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CE schrieb:
> Hallo,
>
> Ich muss in der Uni ein Projekt zu eben folgendem Thema halten:
> Zuverlässigkeitsprüfung / Lebensdauerprüfung
>
> Jetzt ist die Frage, welche Bauteile/Schaltungen/µC etc. kann man da gut
> nehmen?
> Ich habe nur ca. 2 Monate Zeit und bin mir nicht wirklich sicher, welche
> Komponenten man in so kurzer Zeit überprüfen kann.

Bauteile deren mittlere Betriebsdauer kleiner 2 Monate sind. Davon ein 
paar tausend gleichzeitig evaluieren und Du kannst da etwas praktisches 
aussagen. Beispiele wären Glühbirnen mit einer durchschnittlichen 
Brenndauer von 1000h -> 41 Tage, wobei Du dann in der Zeit die 
enstsprechenden Schaltspiele durchmachen müsstest.

Ansonsten kannst Du dich dem Thema sehr gut rein theoretisch nähern, da 
es zu diesem Thema ganze Bibliotheken von Dokumentationen aller 
Richtungen gibt: Herstellerdokumente von Bauteilen. 
Anforderungsdokumente z.B. aus dem Automotivbereich. DIN oder sonstige 
Standard Kommitees bzw. Messvorschriften etc. Doktorarbeiten etc...

Ansonsten bleibt Dir nur die Statistik zu bemühen, wie z.B. ein 
Kondensator hat bei Raumtemperatur eine Lebensdauer von sagen wir 
5.000h, jetzt heizen wir dem Ding mal kräftig ein und schauen, was bei 
100°C passiert...
Auch solche Versuche sind durchaus praxisrelevant...


> Ich hoffe jemand hat eine gute Idee.

Ich denke es dürften viele Millionen sein, nicht alle lesen hier aber 
mit...
>
>
> MfG

Gruß Vanila

von lalala (Gast)


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Was heißt ein Projekt "halten"?
Meinst Du einen Vortrag halten, oder ein Projekt durchführen?

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Hallo,

das ist eine altbekannte Testmethode in der Industrie und nennt sich 
"Burn In Test". Da werden mit speziellen Temperaturkurven und Änderungen 
der Luftfeuchtigkeit Bauelemente oder Baugruppen künstlich gealtert.

Dabei kann man vorher / nachher Tests machen oder während der Alterung 
Messungen mitlaufen lassen.

Grüße aus Berlin

von CE (Gast)


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So ein Burn-In-Test klingt schon interessant nur welche Komponenten 
bieten sich da zum Testen an?

Das Budget ist auch nur bei ca. 50€.


Letztes Semester gab es z.B. ein Projekt, wo ein Arduino genutzt wurde 
und ein SD Karten Adapter. Dann wurde die SD permanent beschrieben um so 
nach gewisser Zeit Fehler zu erkennen. Die Speicherzellen halten ja nur 
n Schreibzugriffe.
Selbes Thema nochmal ist natürlich leider nicht drin.

von zoggl (Gast)


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nimm dir einen selbstheilenden C und bring ihn mit spannungsspitzen um. 
das gibt nette kurven, du kannst viel schreiben und 
"sicherheitskritisch" ist das auch, da millionenfach im haushalt 
verbaut. damit sollte man genügend papiermüll produzieren können.


sg

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Hallo,

im Netz findet man einige Angaben zum Thema Burn-In-Test, auch ein 
Telefonat mit einem Testhaus bzw. Hersteller gibt einiges an 
Informationen.

Zum Test selber; es gibt Thermoboxen die Kühlen und Heizen können. Da 
einen uC und ein oder zwei Temperatursensoren ran und du kannst 
Temparaturprofile fahren. Damit kann man verschiedenen Parameter 
abtesten. Temperaturdrift von elektronischen Bauelementen, künstliche 
Alterung, Stromaufnahme etc. In den ausführlichen Datenblättern bzw. 
technischen Dokumentationen gibt es Details dazu. Einfach mit 
verschiedenen Herstellern oder Distributoren telefonieren.

Widerstände haben ein schöne Temperaturabhängigkeit, verschiedene AD 
bzw. DA Wandler, Schaltwandler, optische Sensoren wie Fotodioden oder 
Fotowiderstände, CCDs oder Zeilenscanner...

LEDs durch ihre Konstoffteile und die Stormabhängigkeit. Das ist auch 
ein modernes und sehr aktuelles Thema.

Audioverstärker sind ein Klassiker, mit Transistor oder OpAmp 
Endstufen...

Viel Erfolg!

von Frank M. (frank_m35)


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Lebensdauer:
Alle die irgendwas flüssiges haben:
Elektrolytkondensatoren
Mehrschichtkondensatoren
und dann eben bei der max. zulässigen Temperatur. 
Elektrolytkondensatoren sind a) billig und b) leicht zu testen. 
(http://de.farnell.com/multicomp/mcmr50v226m5x7/kondensator-22uf-50v/dp/1870976, 
siehe Datenblatt)

Schalter und dann baust du halt aus Lego oder was auch immer eine 
Apparatur die den Schalter ständig umlegt, oder noch einfacher einen 
Taster betätigt und du misst den Widerstand etc.

Steckkontakte, vor allem von PCB Steckern.


Zuverlässigkeit:
RC-Oscillatoren haben einen starken Temperaturdrift, zu finden in allen 
modernen uC. D.h. du könntest eine serielle Datenübertragung machen, die 
Temperatur ändern und in deren Abhängigkeit die Fehler in der 
übetragung, verursacht durch den Frequenzshift abtragen.

Strahlung wäre auch was interessantes. An der Uni hat man meist schwache 
Beta-Strahler zu denen auch noch Studenten Zugang bekomme. Vielleicht 
hat das schon einen Einfluss? Bspw. auf Speicherzellen oder so.

von CE (Gast)


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Die einzige recht grobe Idee nach Google Recherche, die mir in den Sinn 
gekommen ist, war Kondensatoren unterschiedlicher Güteklasse auf 
Lebensdauer zu prüfen. Man sieht/liest ja auch immer von Experten 
Aussagen, die sagen, dass wenn die Hersteller nur ein paar Cent mehr pro 
Kondensator ausgeben würden, die Lebensdauer deutlich höher wär. Da war 
halt die Idee das mal im Projekt praktisch zu untersuchen. Hätte dann 
die billigsten Cs, Mittelklasse und gehobene Klasse vergleichend 
geprüft. Bloß wieviel pro Klasse prüft man um ein aussagekräftiges 
Ergebnis zu erhalten? 10? 50? 100? Wenn das eine größere Menge wird, wie 
am besten automisiert prüfen? Wir müssen LabVIEW benutzen, was 
sicherlich auch gut dafür geeignet ist. Aber wie kann man den 
Hardwareaufbau dazu machen? Also was brauch noch an Hardware? Kommt man 
da immer noch mit 50€ hin?

von CE (Gast)


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Und welche Messgrößen nimmt man da am besten?

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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Wenn du Cs messen willst, dann ist der Innenwiderstand der spannende 
Parameter.

Bei den Messungen z.Bsp. 100x einen Kondensator dann 1x 100 
Kondensatoren.

Einige Stichpunkte dafür: Cg,Cgk, Cp, Cpk, Cm, Cmk...
http://www.thyssenkrupppresta.com/public/SupplierNet.nsf/29fb34562017df0f41256e7b00453bcb/031c2275d1fcc6e7c12572ec00524626/$FILE/CD-00081-DE-v4.pdf

LabView ist dafür völlig okay, wird oft für Prüfsysteme eingesetzt.

Bei Kondensatoren würde ich das laden und entladen, sowie die max. 
Spannung, eventuell noch die Umgebungstemperatur variieren. Das ganze 
kann man natürlich auch mit Akkus machen, da kann auch jeder 
nichtfachmann was mit anfangen.

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Rene Schube schrieb:
> Wenn du Cs messen willst, dann ist der Innenwiderstand der spannende
> Parameter.
>
> Bei den Messungen z.Bsp. 100x einen Kondensator dann 1x 100
> Kondensatoren.
>
> Einige Stichpunkte dafür: Cg,Cgk, Cp, Cpk, Cm, Cmk...

Au weia, da gehen aber ein paar Dinge hier querbeet durcheinander.

Burn-in ist kein Lebensdauertest (den der TO sucht). Burn-in kümmert 
sich um das vordere Ende der Badewannenkurve, Lebensdauertest um das 
hintere.

Cpk und Konsorten sind klassische *Fertigungs*größen, in einer Erprobung 
habe ich die noch nie gesehen.

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Bei null Budget und null Ahnung sind Elkos aber eine gute Wahl:
- Elkos von verschiedenen Herstellern besorgen (und mit verschiedener 
Qualifikation, z.B. Consumer und Automotive)
- Mit einem LCR-Meter ESR und Ausgangskapazität bestimmen
- Ofen organisieren (die Elkos sollten so knapp unter der maximal 
zulässigen Temperatur betrieben werden, bei Raumtemperatur wird sich 
nichts Brauchbares ergeben)
- Über die Elkos einen Strom mit kräftigem Ripple schicken
- Versuch ein paar Wochen laufen lassen
- Jede Woche Elkos herausnehmen und nachmessen

Spaßeshalber könntest du noch ein paar Tantals und ein paar Kerkos als 
Referenz dazuhängen.

50 Euro, 2 Monate und keine Ahnung sind aber ziemlich harte 
Voraussetzungen...

Max

von GB (Gast)


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Alles elektromechanische:

Relais: ca. 1 Mio Zyklen ergibt bei einmal schalten pro Sekunde ungefähr 
2 Wochen.

Servopotentiometer (1 Mio. Umdrehungen)

Schalter

Steckverbinder (100-500 Steckzyklen)

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