Los beneficios de usar un bastidor para mantener su estación de trabajo ordenada

Una imagen estereotipada común en la mente de las personas que no son ingenieras es que el área de trabajo del ingeniero de diseño típico es caótica. Las cajas y placas de circuitos se encuentran dispersas de forma semialeatoria alrededor de la estación de trabajo junto con un nido de cables que conectan todo. Si bien muchas estaciones de trabajo de pruebas de prototipos están bastante ordenadas y organizadas, hay algo de verdad en este cliché, especialmente a medida que el ciclo de desarrollo progresa.

¿Por qué entonces las estaciones de trabajo deberían ser un desastre? Como ocurre con casi todas las preguntas de ingeniería, no existe una respuesta única para todos. Digo esto como un exingeniero práctico que también visitó las estaciones de trabajo de decenas de ingenieros eléctricos mientras trabajaban en proyectos avanzados. Tarde o temprano, la estación de trabajo de prototipos a menudo termina siendo un desastre, a pesar de que el equipo de diseño comienza con la mejor de las intenciones de no crear desorden (Figura 1).

Figura 1: algunas estaciones de trabajo de ingeniería están relativamente ordenadas y limpias con solo unas pocas placas de CI, medidores, otros instrumentos y terminales de prueba. (Fuente de la imagen: Wikipedia)

Esto sucede a medida que se necesitan más instrumentos y terminales de prueba, se utilizan accesorios temporales e improvisados para simular entradas y condiciones de operación, se agregan paquetes de baterías más grandes para pruebas de mayor duración y se acumula documentación (hojas de datos, manuales de usuario, recordatorios y notas escritas a mano y advertencias de "NO TOCAR").

¿El desorden es perjudicial para el desarrollo de productos?

¿Este desorden conduce al desarrollo, la depuración y la evaluación de productos ineficaces? Las respuestas van desde "claro que sí" hasta "eso no es un problema para mí", y hay ejemplos que respaldan todas estas afirmaciones.

Mire la estación de trabajo superdesordenada, pero altamente productiva, del difunto y brillante ingeniero de electrónica analógica Jim Williams de Linear Technology Corp., ahora parte de Analog Devices (Figura 2). Después de su muerte prematura en el 2011, se mostró su legendaria estación de trabajo, exactamente como la dejó, en una exhibición especial del 2012 en el Museo Histórico de Ordenadores en Mountain View, CA¹.

Figura 2: el legendario genio del diseño de circuitos analógicos Jim Williams mirando hacia arriba desde su famosa y desordenada estación de trabajo en Linear Technology Corp. (Fuente de la imagen: Mercury News)

Williams desarrolló constantemente circuitos y sistemas innovadores en lo que parecía el alijo de instrumentación y componentes aleatorios de un acaparador. La justificación de esto, que vino acompañada de un guiño por parte de Jim cuando lo visité unos meses antes de que falleciera, fue que el desorden era la forma en la que le gustaba trabajar, y también desalentaba que sus compañeros tomaran prestados equipos de prueba de forma "temporal".

Aun así, la estación de trabajo de Jim puede ser la excepción: para la mayoría de los ingenieros y proyectos, un área de trabajo ordenada, aunque no necesariamente obsesivamente ordenada, es cada vez más una necesidad en lugar de una preferencia. Con las frecuencias cada vez más altas de incluso circuitos modestos, como convertidores de conmutación CC/CC de 2 megahercios (MHz) y circuitos de RF de varios gigahercios, tener cables y conectores suspendidos en el aire sin duda causará problemas en todas las fases del prototipo y la etapa de tablero de pruebas.

Hay una solución sencilla

Es genial cuando existe una solución simple, sin complicaciones y de baja tecnología para un problema. En el caso del desorden de las mesas de trabajo, existe una: el bastidor de 19 pulgadas.

Por supuesto, no hay nada nuevo acerca del uso de bastidores en la ingeniería. A menudo se utilizan, por ejemplo, para grandes configuraciones de ATE (equipos de prueba automatizados). Casi todos los instrumentos, como osciloscopios, generadores de formas de onda y analizadores de espectros, se pueden montar directamente o instalar en un bastidor con un modesto kit complementario.

No obstante, rara vez he visto estos instrumentos en un bastidor en la estación de trabajo de un ingeniero. Puede haber cualquiera de varias razones para esta ausencia: tal vez, se deba a la naturaleza incremental del crecimiento del desorden; o la idea de que tener uno podría enviar un mensaje subliminal, pero prematuro, a la gerencia de que "casi hemos terminado"; o que tener un bastidor cercano requiere tender numerosos cables entre el bastidor y el prototipo en evaluación, lo que a menudo es un inconveniente.

Sin embargo, los bastidores están disponibles en una variedad de tipos y configuraciones que pueden vencer estas preocupaciones. Está el bastidor de marco doble de alta resistencia de 86 pulgadas (in) de alto, como el bastidor de altura completa  C2F197823LG1 del Hammond Manufacturing (Figura 3).

Figura 3: este bastidor de marco doble de altura completa de 19 in puede quitar una gran cantidad de equipos de prueba de la estación de trabajo del diseñador. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

También hay unidades con un solo marco para un peso de carga total más ligero, como el RR-1264-BT de Bud Industries que es casi tan alto como el C2F197823LG1 a 70 in, y que ofrece un acceso un poco más fácil a la parte delantera y trasera de su contenido (Figura 4).

Figura 4: un bastidor de un solo marco de altura completa también puede despejar la estación de trabajo de pruebas a la vez que ofrece un fácil acceso al lado frontal y trasero de las unidades montadas. (Fuente de la imagen: Bud Industries)

Estos bastidores de piso de altura completa pueden ser demasiado para el escenario de desarrollo de mesas de trabajo, pero hay una alternativa atractiva: un gabinete más pequeño de 11” de alto, como el RCHV1900817BK1 de Hammond Manufacturing, que se puede colocar en la esquina de la mesa en lugar de junto a ella (Figura 5).

Figura 5: Incluso un modesto bastidor de 11 pulgadas de alto colocado directamente en la esquina de la mesa de trabajo ayudará a despejar el desorden y fomentará la disciplina. (Fuente de la imagen: Hammond Manufacturing)

Los bastidores no son solo para el montaje de unidades de instrumentación de vendedores-proveedores. Hace varios años, participé en el diseño de un controlador para un gran marco de pruebas electromecánicas que tenía algunos interruptores montados en el marco que se disparaban cuando la variación del pistón excedía un valor establecido. Para la prueba inicial, necesitábamos emular el cierre del interruptor de límite, pero no queríamos energizar un marco real.

La solución fue simple. Uno de los ingenieros de nuestro equipo tenía una matriz de interruptores de codillo de radio de excedente militar de aproximadamente 7 in de ancho y 2 ½ in de alto (Figura 6). Usamos estos interruptores (que tenían la acción de alternancia más fluida que he encontrado) para permitir que el ingeniero de software iniciara fácilmente un evento de interruptor de límite mientras estaba sentado frente al teclado, y la configuración funcionó bien.

Figura 6: esta matriz de interruptores de codillo de excedente militar se utilizó para simular la acción de los interruptores de límite en un marco de carga durante un proceso de desarrollo de productos en curso. (Fuente de la imagen: Bill Schweber)

Sin embargo, a medida que el proyecto avanzaba, había más instrumentos, terminales, fuentes de alimentación y accesorios en la mesa de trabajo. Pronto, ese conjunto de interruptores de codillo fue difícil de encontrar y se enredó con todo. La solución fue sencilla: colocamos un bastidor de mesa de trabajo de 19 in en la esquina de la mesa y le pedimos al taller de modelos interno que hiciera un panel de bastidor estrecho con un recorte para la matriz de interruptores de codillo, lo que le dio un hogar fijo. Incluso aprovechamos aún más el nuevo bastidor montando algunos otros instrumentos pequeños en él, y agregamos algunos estantes de ancho completo para tener un lugar para las placas pequeñas que no se podían montar fácilmente en el bastidor. ¡El resultado fue una mayor eficiencia, menos errores tontos y menos elementos que desaparecían cuando no estábamos mirando!

Hay un aspecto de longevidad en la historia de los bastidores. El bastidor de 19 in, tal como lo conocemos, se desarrolló hace unos 100 años, según el artículo bien escrito de Wikipedia “Bastidor de 19 pulgadas”. Si bien las publicaciones de Wikipedia no son necesariamente definitivas o siempre completamente precisas, a menudo son un punto de partida útil: esta hace referencia a un artículo de 1922, “Equipo telefónico para circuitos de cables largos” del venerable Bell System Technology Journal, que se ha escaneado y está disponible en el Internet Archive para que pueda ver los detalles racionales y específicos del desarrollo de los bastidores desde la fuente principal.

Tenga en cuenta que, en la primera mitad del siglo ^XX, la posición en el mercado y la experiencia técnica del Bell Telephone System con respecto al diseño, la fabricación, la investigación y la instalación eran tan dominantes que podían establecer estándares industriales de facto, y a menudo lo hicieron.

Si su adquisición inicial de instrumentación y equipo no incluyó un kit de montaje en bastidor, aún vale la pena considerarlo a medida que avanza su proyecto. Incluso una PSU (unidad de alimentación) de factor de forma pequeña y básica puede migrar de la mesa de trabajo a un bastidor cercano. Por ejemplo, la serie PLS600 de PSU de mesa de trabajo de XP Power se puede colocar fácilmente en un bastidor utilizando el kit de montaje en bastidor PLS600 suministrado por proveedor, que permite el montaje de dos de estas PSU, una al lado de la otra (Figura 7).

Figura 7: El kit de montaje en bastidor PLS600 de XP Power facilita la instalación de una sola unidad PLS600 o un par de lado a lado en un bastidor de equipo de chasis estándar. (Fuente de la imagen: XP Power)

No permita que el ingenio de Einstein comprometa su productividad

Es posible que haya visto el dicho "inteligente" atribuido a Albert Einstein en un cartel similar al que se muestra en la Figura 8.

Figura 8: Esta cita atribuida a Albert Einstein no necesariamente se aplica también al diseño, el desarrollo y la depuración de productos. (Fuente de la imagen: Quora)

Tal vez esa sea la situación para la física avanzada, pero para los ingenieros prácticos en una estación de trabajo, no lo es. Esto queda muy claro en el excelente libro “Debugging: The 9 Indispensable Rules of Finding Even the Most Elusive Software and Hardware Problems” (Figura 9). En esta obra indispensable, el autor David J. Agans detalla los múltiples beneficios de tener un área de trabajo organizada con documentación clara, para que usted sepa con qué tiene que trabajar y qué ha hecho.

Figura 9: La depuración es una de las habilidades de ingeniería más difíciles de dominar, y este libro es un recurso muy revelador sobre las estrategias y tácticas para la depuración de hardware y software. (Fuente de la imagen: Amazon)

Solo se necesita una mala experiencia de perder horas, días o semanas tratando de encontrar y corregir un error dentro de un orden ineficiente y engañoso de la mesa de trabajo, o descubrir que el problema estaba en la configuración de prueba y no en el prototipo. Para dejarlo en claro: una estación de trabajo organizada es su socio, y un bastidor de baja tecnología puede ayudar a que eso suceda.

Referencia

1. Mercury News, “La estación de trabajo de Jim Williams captura su vida y Silicon Valley”

https://www.mercurynews.com/2011/11/17/cassidy-jim-williams-workbench-captures-his-life-and-silicon-valley/