Co to jest test upadku?

Test upadku – na czym polega?

W trakcie eksploatacji produktu elektronicznego istnieje prawdopodobieństwo, że w pewnym momencie zostanie on upuszczony. W przypadku upuszczenia produktu elektronicznego, jego zdolność do wytrzymania uszkodzeń i dalszego prawidłowego funkcjonowania może znacząco wpłynąć na koszty naprawy lub wymiany, wpływając na całkowity koszt posiadania. Dlatego trwałość produktu i odporność na uszkodzenia fizyczne odgrywają kluczową rolę w określaniu długoterminowych wydatków użytkownika, wykraczając poza początkową cenę zakupu.

Dlaczego wytrzymałość jest ważna w elektronice?

Ważne jest, aby zbadać wytrzymałość, czyli odporność na uszkodzenia, produktów elektronicznych podczas upadku. Wytrzymałość produktów elektronicznych jest ważna, ponieważ określa, jak dobrze wytrzymują one powtarzające się uderzenia bez awarii lub uszkodzenia. Dzięki zrozumieniu wytrzymałości produktu w przypadku wielokrotnych upadków producenci mogą ulepszyć cechy konstrukcyjne, aby poprawić trwałość i zadowolenie użytkowników. 

Wzmocnienie wytrzymałości jest ważną cechą w przypadku produktów takich jak komputery mobilne, zwłaszcza tych używanych w trudnych środowiskach, takich jak produkcja,  magazyny, centra logistyczne, operacje w terenie oraz sprzedaż detaliczna. Te urządzenia często są narażone na upadki, wibracje oraz kontakt z kurzem i wodą, dlatego ich wytrzymałość i niezawodność są kluczowe dla płynnego przebiegu operacji. Wytrzymałe komputery mobilne często pozwalają zaoszczędzić pieniądze w dłuższej perspektywie, ograniczając potrzebę napraw i wymian. To sprawia, że są one opłacalnym wyborem dla wielu firm. Ponadto dłuższa żywotność sprzętu oznacza rzadsze jego wymiany, co może być zarówno kosztowne, jak i zakłócające. 

Intensywność spadku może wahać się od skrajnego (występującego rzadziej) do częściej występującego spadku o niższej intensywności, określanego jako „tumble”. 

Obecnie nie ma ustalonego zestawu norm definiujących kryteria testowania do oceny trwałości urządzeń elektronicznych. Ta brak standaryzowanych wskaźników oznacza, że firmy muszą być proaktywne w identyfikowaniu i rozumieniu różnych standardów, które mogą być zastosowane do oceny wytrzymałości ich produktów. W tym celu należy zwrócić szczególną uwagę na kluczowe czynniki wpływające na wytrzymałość produktu elektronicznego. Te czynniki mogą obejmować zdolność urządzenia do wytrzymywania uderzeń fizycznych, pracy w ekstremalnych temperaturach, odporności na wilgoć i kurz oraz długotrwałego użytkowania bez pogorszenia wydajności. Uzyskując pełne zrozumienie tych elementów, firmy mogą lepiej zapewnić, że ich produkty spełniają wymagane normy wytrzymałości dla przewidzianych zastosowań i środowisk.

Jak test upuszczania powinien odzwierciedlać rzeczywiste użytkowanie?

Oceniając trwałość produktu, należy upewnić się, że metody stosowane do określenia jego odporności na uszkodzenia są zgodne z rzeczywistym sposobem użytkowania produktu przez klientów. Oznacza to, że testy lub oceny przyporządkowane do pomiaru trwałości muszą realistycznie odzwierciedlać warunki i scenariusze występujące w rzeczywistym użytkowaniu. Klienci mogą mieć różne zastosowania, co oznacza, że mogą używać produktu na różne sposoby, które powodują różne poziomy obciążenia lub naprężeń. Dlatego porównanie metod testowania z tymi przypadkami użycia ma kluczowe znaczenie. Jeśli scenariusze testowe nie odzwierciedlają dokładnie sposobu, w jaki produkt będzie użytkowany, wówczas oceny mogą nie być wiarygodnymi wskaźnikami rzeczywistych możliwości produktu w zakresie wytrzymywania zużycia i uszkodzeń w czasie. W istocie, aby oceny trwałości były znaczące i ważne, muszą być oparte na testach, które skutecznie symulują rzeczywiste warunki.

Podczas oceny wytrzymałości produktu elektronicznego w przypadku upuszczenia ważne jest, aby zrozumieć:

• Różne normy dotyczące testów upadków wraz z ich ograniczeniami.
• Jak powierzchnia, na którą spada produkt, może w znacznym stopniu wpłynąć na łączone uszkodzenia, jakie może ponieść produkt.

Dlaczego ważne jest przeprowadzanie testów pod kątem częstych, niewielkich upadków?

Urządzenia często podlegają małym, częstym upadkom. Ważne jest, aby przetestować je, czy mogą wytrzymać powtarzające się upadki bez pękania lub awarii. Pomaga to zapewnić, że produkt może wytrzymać codzienne użytkowanie i przypadkowe upadki.

Testy upadkowe: Symulacja rzeczywistych upadków w celu zwiększenia niezawodności produktów

Testy upadkowe oceniają zdolność produktu do wytrzymania upadku. Jest to ważne, ponieważ w rzeczywistości produkty mogą przypadkowo spadać podczas użytkowania. Aby zapewnić niezawodność, produkty powinny być zaprojektowane tak, aby przetrwać te przypadkowe upadki bez uszkodzeń. Ważne jest, aby pamiętać, że produkty nie są przeznaczone do celowego upuszczania; testy upuszczania są tylko sposobem na symulowanie rzeczywistych wypadków.

Przed przeprowadzeniem testu upadkowego należy dokładnie określić kilka czynników. Obejmuje to liczbę upadków produktu, wysokość, z której będzie upuszczany, oraz rodzaj powierzchni, na którą uderzy po upadku. Określając te szczegóły, test może dokładnie odzwierciedlać potencjalne scenariusze rzeczywiste, pomagając producentom poprawić trwałość produktu.

Podczas testu produkt jest upuszczany w „przypadkowym upadku” określoną liczbę razy, z ustalonej wysokości, na płaską powierzchnię. Oznacza to, że produkt jest po prostu zwalniany z nieruchomej pozycji bez żadnego początkowego popchnięcia lub kierunku, pozwalając mu spaść naturalnie pod wpływem grawitacji. Przedmioty są upuszczane z nieruchomej pozycji, bez rzucania ani kierowania.

Testowany egzemplarz umieszcza się w określonej pozycji (na przykład ekranem w dół, ekranem do góry, na boku itp.) dla każdego upadku.

Po każdym upuszczeniu urządzenie jest sprawdzane pod kątem uszkodzeń. Urządzenia wykazujące poważną utratę funkcjonalności, takie jak problemy z włączeniem, rejestrowaniem danych i wprowadzaniem danych, po próbie upadku nie zdają testu.

Jakie czynniki wpływają na wyniki testu upadkowego?

Kilka czynników zwiększa poziom istotności testów, w tym zwiększenie wymaganej liczby upadków, wysokość nad powierzchnią, twardość powierzchni upadku oraz obniżenie temperatury urządzenia podczas upadku (w miarę jak produkt staje się bardziej sztywny w odniesieniu do uderzenia).

Oto bardziej szczegółowe wyjaśnienie każdego czynnika:

1. Liczba spadków:

   • Większa częstotliwość: Im więcej razy produkt zostanie upuszczony, tym więcej naprężeń się w nim gromadzi. Każda krople może potencjalnie zaostrzyć istniejące słabe strony lub stworzyć nowe. Zwiększając liczbę upadków, testerzy mogą symulować długotrwałe obchodzenie się z produktem lub jego użytkowanie, co pomaga w identyfikacji potencjalnych punktów awarii w całym okresie eksploatacji produktu.

2. Wysokość upadku:

   • Wysokość spadku:   Im wyższa wysokość upadku, tym większa prędkość uderzenia, co zwiększa siłę oddziałującą na produkt. Wynika to z przyspieszenia grawitacyjnego działającego na większej odległości. Testowanie na różnych wysokościach może pomóc określić maksymalną wysokość, z której produkt może spaść bez uszkodzenia, co ma kluczowe znaczenie dla oceny jego trwałości w rzeczywistych warunkach.

3. Twardość powierzchni upadku:

   • Materiał powierzchni: Twardsza powierzchnia, taka jak beton, nie pochłonie dużej ilości energii uderzenia, co spowoduje, że większa siła zostanie przeniesiona z powrotem na produkt. Mierniejsze powierzchnie, takie jak dywan, pochłaniają więcej energii, amortyzując uderzenie. Testowanie na różnych powierzchniach pomaga ocenić, jak produkt może się sprawdzić w różnych środowiskach, zapewniając jego nienaruszalność niezależnie od miejsca upuszczenia.

4. Warunki temperaturowe:

   • Spadek temperatury: Niższe temperatury mogą powodować kruchość materiałów, zwiększając prawdopodobieństwo uszkodzenia przy uderzeniu. Chłodne warunki sprawiają, że wiele materiałów jest mniej elastycznych i bardziej podatnych na pękanie lub rozbicie. Przeprowadzając testy upadków na niższych temperaturach, producenci mogą upewnić się, że produkt pozostaje wytrzymały w zimnych środowiskach i nie staje się nadmiernie kruchy. To jest ważne w logistyce łańcucha chłodniczego.

Te czynniki są często regulowane w celu symulacji różnych warunków rzeczywistych, z którymi produkt może się zetknąć. Wyniki pomagają producentom zidentyfikować ulepszenia konstrukcyjne w celu zwiększenia trwałości i zapewnienia niezawodności produktu w różnych sytuacjach. Rozumiejąc i optymalizując te czynniki, firmy mogą lepiej przygotować swoje produkty do wyzwań rzeczywistego użytkowania, co ostatecznie prowadzi do większej satysfakcji klientów i mniejszej liczby zwrotów czy reklamacji gwarancyjnych.

Czym są normy dotyczące upadku?

W testach urządzeń często stosuje się różne normy upuszczania lub odniesienia do specyfikacji upuszczania. Obejmują one wewnętrzne standardy upuszczania firmy Zebra, amerykański standard wojskowy (MIL-STD) oraz konkurencyjne standardy upuszczania/odnośniki do specyfikacji.

1. Wewnętrzne testy upadków firmy Zebra

Wewnętrzne standardy firmy Zebra dotyczące testów upadków wymagają, aby:

• Jednostka jest opuszczana 36 razy – 6 razy na stronę.
• Test powtarza się na 3 różnych jednostkach w zakresie temperatury roboczej urządzenia (w wysokiej, niskiej i pokojowej temperaturze).
• Jednostki testowe działają (są włączone) po upuszczeniu ich na podłoże.
• Wysokość upadku wynosi od 122 cm do 244 cm.

Jeśli urządzenie wyłączy się lub uruchomi ponownie, a dane zostaną utracone podczas testów, urządzenie uznaje się za nieudane w teście upadkowym.

2. Zatwierdzone wg MIL-STD-810

Norma wojskowa Stanów Zjednoczonych, MIL-STD-810G 516.6, definiuje proces, zgodnie z którym urządzenia są upuszczane 26 razy, na wszystkich powierzchniach (bokach), narożnikach i krawędziach.

• Rozłożone na 5 testowych jednostek, test jednostkowy obejmuje 8 testów upuszczania rogów, 12 testów upuszczania krawędzi i 6 testów upuszczania ścian.
• Jednostki są zrzucane w temperaturach określonych przez metodę testowania.
• Urządzenia są nieczynne (wyłączone) podczas testu upadkowego.

Różne opcje w ramach testów upadków MIL-STD i ich wpływ na produkty

MIL-STD zapewnia możliwości sprostania próbie upadku. Gdy produkt jest określony jako spełniający wymagania normy MIL-STD-810G 516.6 w zakresie upadków, ważne jest bezpośrednie porównanie specyfikacji produktu z wieloma opcjami normy wojskowej, aby poznać dokładne szczegóły testów upadków, a tym samym lepiej zrozumieć surowość testów oraz rzeczywistą wytrzymałość urządzenia.

Różne opcje w ramach testów upadków MIL-STD wpływają na stopień trudności testu, w tym:

• Wysokość upadku: Urządzenia mogą być upuszczane z różnych wysokości zgodnie ze specyfikacjami MIL-STD. Wyższe wysokości upadku powodują większe skutki.
• Materiał powierzchniowy: Materiał powierzchniowy, na który opadają jednostki, taki jak sklejka na betonie, płytka winylowa na betonie, beton lub stal. Trwdsze i bardziej chropowate powierzchnie powodują większe uderzenia podczas testów upadków.
• Temperatura: Testy upadkowe mogą być przeprowadzane w temperaturach powyżej temperatury roboczej urządzenia lub w temperaturze pokojowej, w zależności od wybranej opcji specyfikacji wojskowej. Testy upadkowe przeprowadzane w szerszym zakresie temperatur są trudniejsze do zaliczenia, ponieważ podzespoły są bardziej podatne na uszkodzenia fizyczne w skrajnych temperaturach (takich jak pękanie w niskich temperaturach i pęcznienie w wysokich temperaturach).

Standardów dotyczących upadku konkurencyjnych lub odniesień do specyfikacji

Może określać więcej niż tylko wysokość upadku:

• Powierzchnia upadku, liczba upadków oraz zakres temperatur mogą być uwzględnione lub wyłączone z danych technicznych.
• Zakres temperatury w testach upadku można również pominąć.

Czynniki, które zazwyczaj nie są określone, to:

• Liczba jednostek odrzuconych w celu zaliczenia testu.
• Definicja stanu zasilania urządzenia (włączony/wyłączony)

Podsumowanie zmian w normach

Nie wszystkie specyfikacje upadku są takie same, przy ocenie odporności na upadek należy zwrócić uwagę na te czynniki:

• Jakie normy upadków (na przykład, wewnętrzne normy firmy Zebra lub MIL-STD810G 516.6) lub odniesienia do specyfikacji są stosowane
• Wysokość upadku
• Powierzchnia upuszczania
• Spadki w zakresie temperatur
• Liczba upadków, jeśli jest wymieniona
• Czy określono również specyfikację dotyczącą obracania.

Stworzyliśmy bardziej szczegółowy przewodnik na temat Testów odporności na upadki.