एक लंबे जीवनकाल के साथ सर्किट डिजाइन करना

Question

मैंने कुछ समय के लिए पिक माइक्रोकंट्रोलर के बारे में सीखा है और डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स को संभालने के बारे में उचित मात्रा में ज्ञान रखता है। मैंने बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक परियोजनाओं पर काम किया है और अब मुझे कुछ व्यावसायिक अनुप्रयोगों पर काम करने की आवश्यकता है।

मेरा प्रश्न यह है कि कैसे विश्वसनीय और लंबे समय तक चलने वाले सर्किट का डिज़ाइन और निर्माण किया जाए। मैंने एक स्वचालित प्रकाश नियंत्रक सर्किट का निर्माण किया जो एक LDR से इनपुट लेता है और सात खंड के पैनल पर एनालॉग रीडिंग के मूल्य को प्रदर्शित करता है। फिर यह कुछ गणना करता है और एक रिले के माध्यम से एक प्रकाश को नियंत्रित करता है। इस सर्किट को स्थायी रूप से (24 घंटे एक दिन) पर स्विच करने की आवश्यकता है। पहले कुछ महीनों में सर्किट ने पूरी तरह से काम किया, लेकिन लगभग 6 महीनों के बाद इसमें खराबी शुरू हो गई। इसमें 7 सेगमेंट डिस्प्ले (यह संख्याओं के कुछ हिस्सों को दिखाया गया है) पर बेहूदा चीजें दिखाई गईं, फिर यह संकेतक एलईडी पर बल्ब को रोशनी देता है लेकिन यह रिले पर स्विच नहीं कर रहा है। यह अपेक्षित व्यवहार नहीं है। बात यह है कि यह हमेशा उस तरह से काम नहीं करेगा। कभी-कभी यह पूरी तरह से काम करता है। फिर यह खराबी के लिए फिर से शुरू होता है। कोई सटीक क्रम नहीं है जिसमें यह काम करता है।

अब मेरा सवाल है कि ये सर्किट इस तरह से व्यवहार क्यों करते हैं। मुझे लगता है कि यह हो सकता है क्योंकि यह बिना किसी अंतराल के पूरे दिन काम करता है। इस तरह के आवेदन को पूरे दिन काम करने की आवश्यकता होती है। मैं PIC का उपयोग करता हूं क्योंकि मुझे केवल पिक के बारे में पता है। क्या तस्वीर की तुलना में अटल अधिक विश्वसनीय है? (मैंने पूछा क्योंकि अधिकांश ऑटोमेशन अनुप्रयोगों में एटल का उपयोग किया जाता है, अधिक बार पिक का उपयोग किया जाता है) मुझे डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के विशेषज्ञ से कुछ सलाह की आवश्यकता है। इस तरह के औद्योगिक अनुप्रयोगों का निर्माण कैसे किया जाता है? क्या कोई विशेष नियम का पालन करना है? अधिक विश्वसनीय सर्किट कैसे डिजाइन करें? किसी विशेषज्ञ से किसी भी सलाह या मार्गदर्शन की बहुत सराहना की जाएगी। धन्यवाद...

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जैसा कि उत्तरों में सुझाया गया है, मैं डिज़ाइन में बग्स का पता लगाने में मदद करने के लिए अतिरिक्त संसाधन प्रदान करके अपने उत्तर को संपादित करूँगा।

नीचे एक छवि का वर्णन किया गया है कि सर्किट कैसा दिखता है जब इसे बनाया गया था। यह एक 12V केंद्र टैप किया गया ट्रांसफार्मर है जो सर्किट को बिजली की आपूर्ति करता है। यह एक आधा लहर आयताकार का उपयोग करके सुधारा जाता है, फिर 7805 आईसी का उपयोग करके विनियमित किया जाता है।

नीचे योजनाबद्ध डिजाइन है।

अगर किसी अतिरिक्त जानकारी की जरूरत है तो मैं जरूरत की हर चीज उपलब्ध कराऊंगा। अगर कार्यक्रम की जरूरत है तो मैं इसे जोड़ूंगा। कार्यक्रम कुछ लंबा है। यह बीच में आता है।

Comments

यदि आप निर्दिष्ट रेटिंग्स (डेटाशीट देखें) के भीतर एक आईसी का उपयोग करते हैं तो लगभग कोई भी निर्माता 10 साल के जीवनकाल की गारंटी देता है। और यह उच्च तापमान पर है। आप घटकों को दोष दे सकते हैं लेकिन मुझे लगता है कि समस्या यह है कि आपके डिजाइन में कुछ अप्रत्याशित चल रहा है। या हो सकता है कि चिप्स में से एक ESD डिस्चार्ज से पीड़ित हो और जो अभी केवल सरफेसिंग कर रहा हो। उपयोगी सलाह दिए जाने से पहले आपको पहले दोषपूर्ण घटक को खोजने की आवश्यकता है।

— बिप्लिमेरेकी

FakeMoustache ने जो कहा, इसके अलावा, मुझे संदेह है कि PIC विफलता का स्रोत है। संभावना से अधिक यह असतत घटकों या सर्किट डिजाइन से संबंधित है।

— DigitalNinja

मेरे पास PIC हैं जो हर समय कई कठिन जगहों पर काम करती हैं। कोई बात नहीं। केवल समस्या मुझे प्लग में जंग लगी थी और एक टूटी हुई पिन के साथ एक शारीरिक रूप से मजबूर इलेक्ट्रिक टीएफटी संधारित्र।

— स्किडोर

और BTW मुझे लगता है कि आप "Atmal" के बजाय Atmel का मतलब है। इसके अलावा, PIC माइक्रोचिप (MicroChip उन्हें बनाता है) से एक माइक्रो है। Atmel भी एक microC निर्माता है, वे Atmega microControllers बनाते हैं। दोनों समान विनिर्माण प्रक्रियाओं और समान विश्वसनीयता वाले डिजिटल आईसी हैं। यदि कोई दूसरे की तुलना में अधिक या कम विश्वसनीय था, तो कोई भी उन्हें नहीं खरीदेगा (समान मूल्य पर जो वे हैं)।

— बिप्लिलरेकी

आपको एक योजनाबद्ध, और आदर्श रूप से परेशान प्रणाली की एक तस्वीर पोस्ट करने की आवश्यकता है। मुझे यह भी संदेह है कि आपकी समस्याएं "आजीवन प्रत्याशा" हैं, लेकिन वास्तव में बुनियादी कुछ गायब हैं, जैसे बिजली की आपूर्ति सफाई या ईएमआई।

— 22

Answer 1

इससे पहले कि आप स्विच करने के बारे में सोचना शुरू करें, सुनिश्चित करें कि आपके पास एक अच्छा ठोस डिज़ाइन है। आपको उन सभी तरीकों के बारे में सोचना शुरू करने की जरूरत है जिनसे आपको अपने डिजाइन में समस्याएं हो सकती हैं। ऐसा करने का एक अच्छा तरीका एक माइक्रोप्रोसेसर के बारे में "मैजिक बॉक्स" के रूप में सोचना बंद करना है जिसे आप कोड में डालते हैं और वही करते हैं जो आप इसे बताते हैं और यह सोचना शुरू करते हैं कि यह कैसे काम करता है, गेट स्तर और सिस्टम स्तर पर। आपको अपने माइक्रोप्रोसेसर को खुश रखने की जरूरत है।

1. पावर - यदि माइक्रोप्रोसेसर बिजली साफ नहीं है, तो यह सही ढंग से काम नहीं करेगा। इसका मतलब है कि पीसीबी डिजाइन को देखना और सुनिश्चित करना कि आपके पास बिजली की आपूर्ति से अच्छा कम प्रेरण पथ है और सुनिश्चित करें कि आपके पास चिप के पास पर्याप्त पावर कैप हैं। मॉनिटर और एक डिजाइन पर शक्ति को मापें जिसे आप जानते हैं कि एक आस्टसीलस्कप और वाल्टमीटर के साथ काम नहीं करता है, क्या यह शक्ति है? क्या आप देखते हैं कि समस्या तब होती है जब सत्ता में स्पाइक या डिप होता है? क्या आप अपने Vcc लाइन पर स्पाइक्स या डिप्स देखते हैं?
2. कोड \ घड़ी - क्या कोड में कोई खराबी है जिसके कारण यह सही ढंग से काम नहीं कर रहा है? क्या आपने एक आंतरायिक इकाई में कोड को देखा है? क्या यह आपके पास अभी मौजूद कोड को सत्यापित (मेल) करता है? आप फ़्लैश गिरावट हो रही है? घड़ी के बारे में क्या? शक्ति वास्तव में समय के साथ घड़ी को नीचा दिखा सकती है । क्या आपकी घड़ी को इसकी आवश्यकता है? यदि आप घड़ी को धीमा कर देते हैं तो क्या आपका कोड कार्य करना बंद कर देता है?
3. पर्यावरण संरक्षण। क्या आप माइक्रोप्रोसेसर को उन स्पेक्स में संचालित कर रहे हैं जो इसके लिए डिज़ाइन किए गए थे? क्या इकाइयों में तापमान स्थिर रहता है जो विफल रहता है? क्या वे धूल, ईएमआई, ईएसडी या तापमान जैसे पर्यावरणीय कारकों वाले क्षेत्र में हैं जो इसे विफल कर सकते हैं। क्या आपके इनपुट्स बाहरी दुनिया के लिए सुरक्षित हैं, क्या लोग यूनिट को टैप कर सकते हैं? गर्मी समय के साथ इलेक्ट्रॉनिक्स को बुरा काम करेगी। सब कुछ सामान्य होने पर थर्मल कैमरा देखें

विफलता तंत्र को खोजने के लिए आपको वास्तव में क्या करने की आवश्यकता है, आपको यह जानना होगा कि यह विफल क्यों है। एक बार जब आप जानते हैं कि इसकी विफलता के कारण आप समस्या का समाधान कर सकते हैं। यदि आप ऐसा नहीं पाते हैं, तो आपको किसी भी समस्या को होने से रोकने के लिए अपने डिजाइन को अजेय बनाना होगा। यदि आप नहीं करते हैं तो आप माइक्रोप्रोसेसरों को स्विच कर सकते हैं और अभी भी वही समस्याएं हैं। यदि आप स्विच करना चाहते हैं, तो एसटी कुछ महान माइक्रोप्रोसेसर बनाता है जो औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए अधिक अनुकूल हैं।

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पर्यावरणीय कारकों की सूची में विकिरण जोड़ें। अधिकांश प्रकार (परमाणु, फोटोनिक, आदि) के आयनकारी विकिरण से एसईयू या एकल-घटना अपसेट का अनुभव करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप परिणामी उत्पादन होता है।

— rdtsc

जैसा कि यू ने सुझाव दिया कि मैंने अतिरिक्त संसाधनों को जोड़ने के लिए अपना जवाब अपडेट किया। योजनाबद्ध डिजाइन और एक छवि अगर सर्किट। कृपया डिजाइन में किसी भी कीड़े का पता लगा सकते हैं।

— डेनियल बुनकर

बहुत बहुत धन्यवाद। मुझे एक विचार आया और अधिक विश्वसनीय सर्किटों को तैयार करने के बारे में अधिक जानकारी मिली। मुझे कमर्शियल ऐप्लीकेशन का निर्माण शुरू करने से पहले अधिक सीखना होगा। बहुत बहुत धन्यवाद। उत्तर के रूप में स्वीकार किया गया।

— डैनियल बुनकर

मैं यह मानता हूं कि विकिरण एक कारक नहीं है, लेकिन अगर आपकी इन चीजों को एक परमाणु संयंत्र या विकिरण के अन्य स्रोत (या अंतरिक्ष में) के बगल में चल रहा है, तो यह एक गंभीर मुद्दा बन जाता है जिसमें वाणिज्यिक MCU कुछ SEU का एक सप्ताह होता है, यहां तक ​​कि रेड हार्ड प्रोसेसर में SEU का) होगा। एक नियमित MCU एक SEU हो सकता है लेकिन मुझे लगता है कि यह एक सामान्य वातावरण में उस की संभावना के लिए वर्षों के आदेश पर होगा।

— वोल्टेज स्पाइक

@danial जुराब 7805 आपके पास मौजूद कैप के साथ पावर ड्रॉपआउट को रोकने वाला नहीं है। कहते हैं कि 5V रेज से पावर ड्रॉ 100mA मैक्स है (यदि आप अपने वास्तविक अधिकतम करंट को मापते हैं तो आप इन कैल्स को चला सकते हैं), जो कि 50Ohm लोड की तरह होगा। आपकी टोपी 10uf तो ताऊ = RC -> ताऊ = 50 * 10uf = 0.5msec है। यह लगभग समय आप एक मुद्दा है के लिए ले जाएगा। आप कुछ रुपये के लिए एक सस्ते चीनी "दीवार मस्सा" खरीदना चाह सकते हैं जो एसी मेन से कुछ बूंदों को सहन कर सकता है। या आप एक डीसी से डीसी कनवर्टर का उपयोग कर सकते हैं जो अधिक सहिष्णु हो सकता है। पीसीबी पर आपकी ग्राउंडिंग कैसी दिखती है?

— वोल्टेज स्पाइक

Answer 2

जब से आप नहीं कहते हैं, मैं सवाल करता हूं कि परेशान सर्किट का शारीरिक रूप से निर्माण कैसे किया जाता है - चूंकि यह लगता है कि वास्तव में समस्या का प्रकार जो आमतौर पर देखा जाता है जब कोई व्यक्ति जो मिलाप नहीं करता है वह एक अस्थायी "पुश टू कनेक्ट" ब्रेडबोर्ड और पत्तियों पर सर्किट का निर्माण करता है कुछ महीनों के लिए।

यदि यह आपके मामले जैसा दिखता है, तो आपकी समस्या है; यदि नहीं, तो मुझे अभी भी खराब कनेक्शनों पर संदेह है, लेकिन यह "सोल्डरिंग में कौशल" मुद्दा बन जाता है, जो कि "सोल्डर कुछ भी करने में विफलता" से अधिक समस्या है।

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इस अनुचित टांका लगाने की तकनीक को जोड़ने के लिए खराब यांत्रिक शक्ति और अन्य मुद्दों के साथ जोड़ों का उत्पादन हो सकता है जो बहुत कम समय के बाद संयुक्त को विफल करने का कारण बनता है।

— crasic

बहुत बहुत धन्यवाद। मैंने अपना उत्तर अपडेट कर दिया और यदि यू डिज़ाइन में किसी भी बग का पता लगा सकता है तो वह बहुत धन्यवाद होगा।

— डैनियल बुनकर

टांका अच्छा लगता है, टांका लगाने में कोई प्रभाव नहीं देखा जाता है। क्या यह कार्यक्रम से संबंधित एक प्रोब्लम हो सकती है। लेकिन फिर यह एक समय में कैसे अच्छा काम करता है

— डेनियल बुनकर

... मिलाप पक्ष की एक तस्वीर प्रदान करते हैं? प्रोग्रामिंग मुद्दों के लिए जो कभी-कभी काम करते हैं, कभी-कभी नहीं, प्रश्न पर टिप्पणियों में विभिन्न विकल्पों का पहले ही उल्लेख किया गया था। और वहाँ सॉकेट आईसी एक सोल्डरलेस संभावित विफलता बिंदु (सॉकेट और आईसी पिन के बीच) के रूप में है। सॉकेट कभी-कभी एक अच्छा विचार होता है, लेकिन समस्याएं पैदा कर सकता है। यदि आप आईसी को हटाते हैं और प्रतिस्थापित करते हैं तो कुछ समय के लिए समस्याएं बेहतर हो जाती हैं, जो समस्या का हिस्सा हो सकता है। ... यह भी, आपके बिजली की आपूर्ति फिल्टर कैपेसिटर छोटे पक्ष पर थोड़ा दिखते हैं - पुल और नियामक इनपुट के बीच सभी 33 पीएफ? वास्तव में?

— एकनेरवाल

Answer 3

आपके पास PIC आपूर्ति पर एक संधारित्र संधारित्र नहीं है, लेकिन इस तरह एक छोटे बोर्ड पर आप शायद इसके साथ दूर हो जाएंगे। आप ब्राउन-आउट सुरक्षा भी जोड़ना चाह सकते हैं, ताकि यदि वोल्टेज थ्रेशोल्ड से नीचे चला जाए, तो PIC रीसेट हो जाए।

लेकिन मैं आपके कोड को देखूंगा।

शुरुआत के लिए, आपके पास माइक्रो पर वॉचडॉग सक्षम होना चाहिए। यदि कोड ठीक से काम करना बंद कर देता है, तो वॉचडॉग इसे पुनः आरंभ करेगा।

हालांकि सबसे अधिक संभावना है, आपको बस एक बग मिल गया है। पेशे से एक एम्बेडेड सॉफ्टवेयर इंजीनियर के रूप में, मुझे लगता है कि यह इंटरप्ट से संबंधित है, क्योंकि यही वह जगह है जहाँ शुरुआती लोग अक्सर गलतियाँ करते हैं। एक शुरुआत के रूप में, गलतियों का एक बड़ा समूह है जिसे आप कोड में बना सकते हैं, इसलिए यह सिर्फ पहली जगह है जो मैं देखूंगा। (बुरा मत मानो - मैंने खुद उन गलतियों को काफी हद तक शामिल कर लिया है, जब मुझे वास्तव में बेहतर पता होना चाहिए; ;-))

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+1 बहुत बहुत धन्यवाद। अब मुझे समझ में आया कि मैंने कुछ गलतियाँ की हैं। व्यावसायिक अनुप्रयोग बनाने से पहले मुझे बहुत कुछ सीखने की आवश्यकता है।

— डैनियल बुनकर

Answer 4

मैं उन टिप्पणियों से सहमत हूं कि आपको 7805 के दोनों ओर एक अच्छा वसा संधारित्र चाहिए। विशेष रूप से एक रिले के साथ। मुझे उम्मीद है कि यह मूल मुद्दा है। मैं PIC की बिजली की आपूर्ति लाइनों में भी एक decoupling संधारित्र जोड़ूंगा।

मुझे भी सूखे जोड़ों की तलाश होगी।

मैं भी पूरी तरह से अपने कार्यक्रम की जाँच कर रहा हूँ, और जो भी प्रहरी सुविधा है उसका उपयोग कर रहा हूँ।

लेकिन यहाँ आपके सवाल से दिलचस्प बिट्स की एक जोड़ी है:

इसने 7 सेगमेंट डिस्प्ले पर बेहूदा चीजें दिखाईं (यह संख्या के कुछ हिस्सों को दिखाया)

मैं बाहर काम करने की कोशिश कर रहा हूँ क्या हुआ है। उदाहरण के लिए PIC दुर्घटनाग्रस्त हो गया है?

अब, अगर मैं आपके योजनाबद्ध तरीके से सही ढंग से पढ़ता हूं, तो 7 खंडों में से प्रत्येक के लिए कुछ दिखाने के लिए प्रदर्शित होता है , और उनमें से कम से कम दो पर कुछ अलग और स्थिर होता है, फिर Q1, Q2 और Q3 में से प्रत्येक को अभी भी चालू किया जाना चाहिए। अनुक्रम में, और खंडों के लिए आउटपुट सही होना चाहिए था। यह मुझे बताता है कि आपका PIC अभी भी कम से कम कुछ कोड चला रहा है, लेकिन किसी तरह डिजिट आउटपुट को स्क्रैम्बल कर दिया गया है। उदाहरण के लिए, शायद इसे प्रदर्शित करने के लिए 0-9 अंक नहीं दिया गया है, लेकिन एक अंक 17 या समान (जिसके लिए यह एक यादृच्छिक मेमोरी स्थान से डिजिट लेआउट प्राप्त करता है)।

तुम कहो:

यह संकेतक एलईडी पर बल्ब को रोशनी देता है लेकिन यह रिले पर स्विच नहीं कर रहा है

योजनाबद्ध को देखते हुए, तब तक जब तक पीआईसी आउटपुट स्पंदित या कुछ (असंभव नहीं है क्योंकि यह टाइमर आउटपुट पोर्ट भी है), यह या तो एक विद्युत विफलता (जैसे शुष्क संयुक्त), एक पीएसयू मुद्दा (पुन: कैपेसिटर ऊपर देखें) होगा। , या Q4 ट्रांजिस्टर (शायद) पूरी तरह से संतृप्त नहीं है। मैंने PIC डेटा शीट नहीं पढ़ी है, लेकिन BC547 में अधिकतम I _{C है} 100mA है (उम्मीद है कि यह आपके रिले और एलईडी को चलाने के लिए पर्याप्त है), और 120 के hFE इस तरह के स्तर पर है, इसलिए आपको लगभग 1mA की आवश्यकता होगी में, 10k इसलिए थोड़ा बहुत हो सकता है। मैं 3k3 की कोशिश कर सकते हैं।

इसके अलावा, आपके पास डीबगिंग का कोई उपयोगी साधन नहीं है। जैसा कि आपका प्रदर्शन हर समय होता है, शायद आप सभी को अच्छी तरह से इंगित करने के लिए प्रति सेकंड (या समान) एक बार अंतिम दशमलव बिंदु डॉट बना सकते हैं।

अगर मुझे अंधेरे में एक जंगली छुरा लेना था, तो मुझे लगता है कि विशेष रूप से जब रिले चालू होता है, तो सर्किट महत्वपूर्ण वर्तमान खींच रहा है। 7805 के इनपुट पक्ष पर एक बड़े संधारित्र की कमी के कारण, जब एसी वोल्टेज शून्य से पार हो जाता है, तो 7805 कोई आउटपुट करंट प्रदान नहीं करेगा (और वास्तव में संधारित्र को स्वयं निकाल सकता है) - 7805 शीट शीट से ' इनपुट वोल्टेज आमतौर पर इनपुट तरंग वोल्टेज पर कम बिंदु के दौरान भी आउटपुट वोल्टेज से 2.0 V ऊपर रहना चाहिए । PIC पर वोल्टेज इसलिए कम हो जाएगा, शायद इसे क्रैश करने के लिए पर्याप्त है। PIC के बगल में 5V लाइन का एक स्कोप रखें और अगर आपको एक अच्छी सॉलिड 5V लाइन के अलावा कुछ नहीं दिखता है, तो आपको पता है कि आपके पास एक मुद्दा है।

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+1 बहुत बहुत धन्यवाद। इस जवाब ने मुझे एक अच्छा विचार दिया कि सर्किट को कैसे डिज़ाइन किया जाए और मैंने कुछ गलतियाँ की हैं। बीमार चेक कैपेसिटर को जोड़ते हैं और परिणाम बताते हैं।

— डैनियल बुनकर

Answer 5

जब भी आपके पास माइक्रोप्रोसेसर में अनियमित व्यवहार होता है, तो समस्या के दो मुख्य स्रोत होते हैं । 1) लापता या अपर्याप्त "बायपास" कैपेसिटर, 2) "फ्लोटिंग" माइक्रोप्रोसेसर पिन।
हर "चिप" के पास बाईपास कैप होना आवश्यक है, वीसीसी (+ 5 वी) से जुड़े चिप पिन पर सही है।
किसी भी पिन का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए उच्च या निम्न से बंधा चाहिए, लेकिन कभी भी "तैरता नहीं है।"

मैं मानता हूं कि आप "कठिन पर्याप्त" Q4 नहीं चला रहे हैं, मैं R12 के लिए 1K की सलाह देता हूं।

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जवाब में +1 धन्यवाद। बीमार बाइपास कैपेसिटर को जोड़ने का प्रयास करें। क्या यह डिजाइन में उपयोग नहीं करने वाले पिन के लिए मूल्यों को निर्दिष्ट करने के लिए नेसरीरी है।

— डैनियल बुनकर

सही शब्द "डिकॉप्लिंग" कैपेसिटर है, न कि "बाईपास"। यह भी सहमति व्यक्त की कि फ्लोटिंग पिन मज़ेदार सामान कर सकते हैं। मैं एक तीसरा मुख्य स्रोत जोड़ूंगा - भूरा-बाहरी या समान डोडी रीसेट स्थिति। लेकिन फिर भी, इस मामले में जब आपने एक शुरुआती को इंटरप्ट के साथ जटिल सामान करने के लिए मिला है, तो मेरा पैसा हमेशा सॉफ़्टवेयर पर है।

— ग्राहम