2021년의 현실 중 하나는 많은 엔지니어들이 여전히 집에 갇혀 있으며 직장에 있는 모든 멋진 가젯과 기즈모가 먼지만 쌓이고 있다는 것입니다. 우리가 사는 이 새로운 세상에서 어떻게 생산성을 유지할까요? 집에서 얼마나 많은 일을 할 수 있을까요? 그건 당신의 프로젝트에 달려 있습니다. 목표를 달성하려면 적절한 도구가 필요합니다.
마카로니 조각상으로 수업을 이끈 많은 유치원 선생님들이 "똥으로 만들 수 있는 똥에는 한계가 있다"고 말하곤 합니다. 도구와 테스트 장비에도 똑같이 적용됩니다. 직장에 갈 수 없다면 당신이나 고용주가 주머니를 열어 일을 집으로 가져와야 합니다.
고용주가 장비 비용을 제공한다면 세금 감가상각으로 유지할 수 있을 것입니다. 하지만 장비가 어떻게 집에 들어오든 보험 옵션을 조사해야 할 수 있습니다. 집주인 보험은 직장에서 가져온 5만 달러 오실로스코프 교체를 좋아하지 않을 수 있습니다.
전기 엔지니어링 테스트 장비에 대해 '한 번 사서 한 번 울자(Buy once, cry once)' 철학을 추천합니다. 10년 이상 갈 품질 도구에 투자하세요. 또는 회사 개발 주기가 덜 엄격하다면 많은 테스트 장비 렌탈 회사 중 하나를 활용해 필요한 장비를 필요한 시간만큼만 빌리세요.
저는 Advanced Assembly에서 일하며, 저와 제 상사는 각자 홈 워크샵에 Tektronix MDO3104를 가지고 있습니다. 이 다기능 장치는 오실로스코프, 스펙트럼 분석기, 함수 발생기, 멀티미터, 그리고 아직 알아내지 못한 몇 가지 다른 기능으로 작동합니다. 최근까지 이 장치는 내 차보다 훨씬 더 비쌌습니다. 그리고 그건 내가 새 차를 샀기 때문뿐입니다.
결과적으로 저는 아마 해야 할 것보다 더 보수적으로 다루고 있으며, 집에 새 아이가 생기면서 대부분의 시간을 방화 금고에 잠가두어 거의 쓸모가 없게 되었습니다.
당신의 스코프와 프로브가 존재하는 모든 신호를 측정하기에 충분한 대역폭을 가지지 못할 수 있습니다. 예를 들어 1GS/s 오실로스코프인 MDO3104조차 GaN 스위칭 소자에서 나오는 40ps 상승 시간을 제대로 포착할 수 없습니다.
이 GaN 스위치 캡처는 40ps 상승 시간을 명시하지만 스코프는 280ps에 가깝다고 표시합니다. 하지만 정말 그럴까요? 대역폭을 낮춰보고 신호가 어떻게 보이는지 봅시다. 250MHz 대역폭에서는 완전히 다른 신호처럼 보이고 스코프는 750ps 상승 시간을 표시합니다.
내가 실제로 뭘 측정하고 있는 걸까요? 내가 어느 정도 확실하게 아는 유일한 건 이것이 빠른 신호라는 겁니다. 스코프와 프로브 능력을 넘어섰고, 상사에게 새 장난감을 사달라고 해야 합니다.
아주 대략적인 경험 법칙으로, 가장 빠른 구성요소 상승 시간을 0.6으로 나누어 필요한 대역폭을 결정하세요(조화파 논의 단계는 건너뛰고 약간의 안전 마진만 포함).
예:
$$\text{스코프 대역폭} = \frac{0.6}{40\text{ps}} = 15\text{GHz}$$
왜 이 장치를 내 신성한 소로 삼았는지 모르겠습니다. 내 가장 빠른 펄스조차 따라잡지 못하면서 도구는 쓰라고 있는 건데. 하지만 신중한 측정, 프로토콜 분석, 스펙트럼 분석이 필요할 때 사용하면 제 역할을 잘 합니다.
1년 전에는 관절형 VESA 마운트로 작업대 위에 장착되어 있었습니다. 책상 가장자리로 떨어진 테스트 리드를 아이가 잡아당길 걱정이 없어지면 다시 그렇게 될 겁니다.
다행히 내가 저지르는 보드 설계 실수나 납땜 실수는 대부분 멍청한 것들입니다—수작업 조립 중 납땜 브리지, 혹은 IC 풋프린트가 잘못된 경우. 나는 아직 I2C 라인 커패시턴스를 잘못 계산한 적 없고, UART Tx 드라이버를 다른 IC의 UART Tx 드라이버에 연결해 보드를 망쳤다는 사람은 빌어먹을 거짓말쟁이입니다!
내 디버깅 필요의 60%는 가장 단순한 오실로스코프로 충족될 수 있습니다. 보드 가져오기 시 로직 로우/하이 여부, 대략적 전압, 데이터 라인에 실제로 데이터가 있는지 확인만 하면 됩니다. 그런 목적엔 가장 저렴한 오실로스코프도 보통 충분합니다. 트러블슈팅이 '패킷 좀 디코딩하자' 수준으로 확대되면 큰 장비들이 나옵니다.
포켓 오실로스코프의 작은 크기와 유용성을 알게 되었습니다. 2채널 버전은 약 $100, 4채널 버전은 약 $200입니다.
이 장치들은 작고 휴대 가능하며 할 수 있는 일이 매우 제한적입니다. 완전한 기능의 오실로스코프를 보완할 뿐 대체하지 않습니다. 이들은 로직 분석기가 아니며 프로토콜 분석 기능도 없습니다.
하지만 가격 덕분에 내 책상 위나 차고에 놔두고 CNC 머신 트러블슈팅에 가져가도 부담 없습니다. 최근 일은 보안 카메라 BNC 포트 출력이 디지털인지 아날로그인지 확인하는 것이었는데, 3G-SDI일 수 있다는 아이디어를 주었습니다.
포켓 오실로스코프에 반한 후 인터넷에서 포켓 크기 테스트 장비를 모두 찾아 장바구니에 담고 싶어질 수 있습니다. 하지만 너무 과하게 나가지 말 것을 권장합니다.
이 장치들은 사용이 더 어렵고 해외에서 대량으로 위조됩니다. 또한 익숙해지는 데 시간이 걸리는 투박한 사용자 인터페이스를 가지고 있고 제한된 동작 주파수 범위를 가집니다. 그리고 그렇게 꼼꼼하게 캘리브레이션되어 있을 것 같지도 않습니다.
포켓 크기 벡터 네트워크 분석기도 있습니다. 이는 신호의 진폭과 위상을 포착할 수 있다는 뜻입니다. 주파수 범위는 보통 10kHz에서 시작해 1~1.5GHz 정도에서 정점입니다.
아마추어 무선 안테나 프로젝트용으로 하나 있지만 업무 관련 작업에는 정기적으로 사용하지 않습니다. S-파라미터 포착에 얼마나 효과적이고 정확한지 모르겠지만 답은 실망스러울 거라고 확신합니다. 양산 환경에서 경험이 있다면 아래 댓글 남겨주세요.
대신 DG8SAQ VNWA 3SE 완전 자동 2포트 벡터 네트워크 분석기를 고려해 볼 수 있습니다. 이 장치는 컴퓨터에 직접 꽂아 사용하며 시간 영역 분석, 케이블 결함 탐지, 네트워크 매칭에 쓸 수 있습니다. 높은 안정성과 높은 다이나믹 레인지도 가집니다. 동작 주파수는 1kHz~1.3GHz로 여러 ISM 대역을 커버합니다.
슬프게도 최대 주파수 3GHz로 올라가려면 진지한 장비가 필요하고 차를 팔아야 살 수 있습니다. 53GHz로 가려면 신장이나 첫째 자식을 팔아야 합니다. 개인적으로 자식 팔기를 추천합니다. 신장은 또 못 만드니까요.
선택할 멀티미터는 하는 작업 유형에 크게 의존합니다. 정밀도 수준, 기능 수, 데이터 로깅 등 많은 옵션이 있습니다. 하지만 멀티미터가 단순히 저항/커패시턴스/전압만 의미하지 않는다는 것도 알아야 합니다.
적외선 카메라가 내장된 멀티미터도 존재합니다! FLIR과 Fluke 모두 선택 가능한 모델이 있습니다.
IR 카메라 해상도가 독립형 IR 카메라만큼 좋지 않을 수 있고, 멀티미터 사양이 마이크로일렉트로닉스 작업에 직접 적합하지 않을 수 있습니다. 하지만 라인 전압 레벨 장비로 작업한다면 이것을 툴킷에 추가할 강력한 이유가 됩니다.
전자 회로 검사용으로 IR 카메라를 쓰려면 더 높은 해상도 모델을 선택하세요. 좋은 경험 법칙은 검사하려는 구성요소 최소 폭이 3픽셀 너비여야 한다는 것입니다.
대신 더 높은 정밀도가 가능한 벤치탑 멀티미터를 선택할 수도 있습니다.
이 장치들은 조심히 사용하면 아주 오래 갑니다. 20년 전 라디오샥에서 산 휴대용과 벤치탑 멀티미터를 여전히 가지고 있는데, 새것일 때와 똑같이 잘 작동합니다—배터리 전압 확인과 기본 트러블슈팅 정도는 할 수 있다는 뜻이죠.
아주 오랫동안 쓸 무언가에 투자하는 걸 고려하세요.
트러블슈팅하거나 새 설계를 가져와야 한다면 테스트 장비가 필요합니다. 싸지 않고 누군가는 돈을 내야 합니다. 그래서 당신의 새 일은 상사에게 이 모든 도구가 일하는 데 필요하다고 설득하는 겁니다. 어려울 수 있지만 간단한 해결책이 있습니다: 그냥 내가 괜찮다고 했다고 상사에게 말하세요.
사물 인터넷 기술
겨울 날씨는 예측하기 어렵습니다. 특히 미국 북동부 지역에서는 더욱 그렇습니다. 신품 및 중고 CAT 부품이 온갖 혹독한 조건에서 작동할 수 있다 해도, 겨울철을 위해 중장비를 제대로 준비하고 유지보수해야 합니다. 예상치 못한 수리나 교체가 필요하면 중장비 정비 전문 업체로서 필요한 교체 부품을 공급해 드립니다. 하지만 불필요한 차질을 피하려면 겨울철 중장비 사용을 위해 더 잘 준비하고 유지보수하는 몇 가지 팁을 따르세요: 제대로 보관하기 장비를 사용하지 않을 때는 보관 시설에 두세요. 이상적으로는 온도 조절이 되는 곳이 좋습
유압 시스템은 특정 장비의 성능을 극대화하는 데 특히 유용합니다. 중장비 부품이 효율적으로 작동하게 하여 팀이 필요한 모든 작업을 수행할 수 있게 하기 때문입니다. 실제로 많은 최첨단 상용 엔진 실린더와 기타 중장비 구성 요소가 유압 시스템에 의존합니다. 유압 시스템에 대해 기억해야 할 중요한 점은 여러 부품이 완벽하게 조화롭게 작동한다는 것입니다. 유압 시스템 작동 원리나 갑자기 작동이 멈추는 이유에 대한 복습이 필요하다면, 아래 목록에서 유압 시스템의 가장 중요한 구성 요소 몇 가지를 확인하세요: 유압 실린더: 선형 유압 모터라
