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是谁把我的布线搞成“老鼠窝”?

2020-01-06 Bill Schweber 阅读:
通往布线的“老鼠窝”之路是漫长且渐进的。您当然不会一开始就想搞得像意大利面这样一团乱;相反地,它一次只发生一点点,一开始也没什么大不了,有一天等你回过头去看看,它已经乱到不可收拾...

回想起动手实作硬件设计和除错的那个年代,我很快地就了解到在各种子组装之间保持干净、完整记录以及一致地“连接”电缆有多么重要。除错任务真的十分困难,因此无需过度费心去解决效率不佳的问题,只要先弄清楚哪条电缆连接到哪里、承载何种电源或讯号以及介于传感器、电源、负载、电路板(PCB)和显示器之间的实体路径即可。J2Fednc

在一项项目由于电缆未“妥善管理”、没加卷标或卷标错误、胶带或热缩管包裹的接头悬在“半空中”以及极少量的记录,造成在除错过程中浪费太多时间之后,我才开始想到要用一致且可靠的互连和连接器仔细地逐一重新布线,一致地标记所有内容并记录下来。由于我的认真勤快、细心地逐步检查和布线,当然还有运气也不错,因此当我完成这项任务后,一切仍能顺利运作。第二天,当团队中的其他人陆续到达并看到我做的成果时,简直都把我当“英雄”了——但是,换句话说,如果事情没这么顺利的话,也可能随随便便就把我打入冷宫了。J2Fednc

在那次项目之后,我发誓绝对不容忍在我的任何专业或个人设计项目出现乱得像“老鼠窝”一样的飞线(rat’s nest)。但是这说起来轻松,而且我最近发现通往布线的“老鼠窝”之路是漫长且渐进式发生的。您当然不会一开始就计划搞一个像是意大利面般的一团乱;相反地,它一次只会发生一点点。从这一个阶段到下一个阶段可能只是一小团杂乱,而且也没什么大不了的,但是有一天当您回过头去看看全貌时,已经变得杂乱到无法收拾了。J2Fednc

我是怎么知道的?几年前,我的朋友请我帮忙安装一台Ecobee智慧恒温器,如图1所示。由于说明书存在争议,因此我们在安装时遇到了一些问题,所幸最后总算解决了。当时因为只有几根电线,所以总觉得发展成老鼠窝的机会极低。J2Fednc

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图1:这款Ecobee智慧恒温器只需要几根电线,但却可能是发展成杂乱布线的开始。(来源:Ecobee, Inc.)J2Fednc

一年后,我的朋友想在房子的另一区再添加一个装置,因此再次向我寻求帮助。这一次我很快就完成了,因为我之前详细记录了首次进行的布线,也注意到供货商提供的说明书有所误导(这倒不一定是他们的错,因为使用中的许多供暖系统都各有其特点)。现在,发展成老鼠窝的可能性增加了一倍,而且当我为电线加上标记时,它开始出现了各种不同的颜色、连接器和互联机等等。但是,无论如何,我们还是顺利完成了,而且也能正常运作,而且我那时想等“以后”再来整理即可。J2Fednc

时间快转来到几周前,也就是在首次安装的两年后,令人惊讶的是,这位朋友决定在房子的最后一个区域添加另一个智慧恒温器。由于品牌和型号都相同,因此安装过程更快速了。好消息是,现在,这三个区域的每个回路上都使用相同的硬件,包括交流(AC)变压器、继电器和恒温器。不过,悲惨的是,当我退后一步看整个线路的样子,情况已经是一团糟了,如图2所示。J2Fednc

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图2:在安装了三个Ecobee装置后,地下室的布线情况看起来就是这样——完全没什么可说嘴的…(来源:Bill Schweber) J2Fednc

虽然我不担心基本的可靠性,因为电线并不会受到任何外在的破坏,但看起来就像是业余爱好者直接把所有的东西组在一起,希望如此就能运作。但如果以后需要任何维护或升级,我所做的详细记录(就算是包括明确标示的电线颜色和连接点等)也会令我自己或下一个进行处理的人感到沮丧。J2Fednc

这听起来有点讽刺。在我经常阅读的众多出版物中,总是令人感兴趣的是《电缆安装和维护》(Cabling Installation & Maintenance),它讨论到与铜线和光纤互连相关的所有事物,包括标准(您知道有用于电缆标签的ANSI标准吗?)、工具、技巧、技术和测试。该期刊还定期发表系列文章,由线缆安装专家分享在工作过程中遭遇到的老鼠窝照片,如图3所示。J2Fednc

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图3:来自《电缆安装和维护》期刊发表的商业“老鼠窝”安装照片(来源:Cabling Installation & Maintenance)J2Fednc

您可能会想“谁会这么草率的工作?他们到底在想什么?”接着可能是“我绝对不会那样布线。”但现实情况是,我确实那样做过了,而且是进行较小规模、低电压、非数据网络直流(DC)回路的安装。我学到的教训是这种事情的发生以及你觉得“晚一点”会回来整理通常是自己一厢情愿的想法。J2Fednc

当然,并非所有布线安装最后都会成为老鼠窝。几年前,我被招待参访位于纽约市的CBS制作总部。过去50多年来,CBS安装了无数铜缆线,累积起来的每一捆线束差不多都跟您的手臂一样粗细了,而且这十几年来,他们还经常抽换掉其中部份线缆,并尽可能地以光缆更新取代。当主办单位在我们开始这趟幕后参访之前介绍到这一点时,我当时预期将会看到世界上最大规模的布线乱象。然而,与我的预期恰恰相反,在CBS的制作总部到处都只见打理得十分整齐。每一捆电缆都就定位,每一单条电线及其连接的面板也都贴上标签并且绑扎整齐。J2Fednc

现在,我决定,只要天气变暖而且供暖系统处于季节性休工状态时,我就要花一天的时间重做把这些布线做好,而且一定要十分整齐。我已经仔细观察过所需要的多线式隔离带(图4)和3AG保险丝的多线式保险丝座(图5)了,然后重新整齐地调整三个恒温器的回路并滑扣好连接器,每一次执行和转换时都会加上清楚的卷标以及完整的记录。这可是悠关我个人自傲和职业诚信的问题。J2Fednc

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图4:这是我打算使用的12线式双排端子座,每个恒温器回路都配有四个端子。(来源:You-Do-It Electronics)J2Fednc

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图5:采用带有滑扣式快速连接端子的4线式3AG保险丝座,可以完美地连接保险丝;未用上的第4个位置就留作备用。 (来源:You-Do-It Electronics)J2Fednc

您是否曾经必须整理别人造成的老鼠窝?您自己的布线曾经逐渐累积了这种老鼠窝吗?你回头去整理过了吗?J2Fednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN姐妹媒体PlanetAnalog,参考链接:My incremental wiring rat’s nest,编译:Susan Hong)J2Fednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
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