Gyakori feladat az elektronika tesztelésére alkalmas automatikus tesztrendszer (ATE - automated test equipment) tervezése és gyors felépítése. A tesztrendszernek modulárisnak és rugalmasnak kell lennie, hogy hozzá lehessen igazítani a különböző tesztelésre kerülő termékekhez és a változó teszteljárásokhoz.A szerzők egy - szoftveresen megvalósított tesztarchitektúrán alapuló - funkcionális áramkörtesztert (FCT, functional circuit tester) állítottak össze. A rendszer könnyen átkonfigurálható, mivel moduláris hardveren épül fel, grafikus szoftverkörnyezetben készül, ami lehetővé teszi különféle műszerek és teszt forgatókönyvek létrehozását. Az FCT különböző formájú és specifikációjú, szerelt, nyomtatott áramköri lapok végtesztelésének elvégzésére készült

A Fitech T&T (Test and Tooling) divíziója áramköri tesztelésre, gyártástámogatáshoz és folyamatautomatizáláshoz szükséges automatizált tesztelőberendezések fejlesztésével foglalkozik. A divízió magasan képzett és nagy gyakorlatú csapata fejlesztette ki az NT01 univerzális tesztrendszert, amely öt különböző, szerelt, nyomtatott áramköri lap tesztelésére képes. Minden PCB-hez tartozik egy adapter (fixture), amelyet a tesztberendezés elejére kell csatlakoztatni a teszt megkezdése előtt.

A PCB-k általános specifikációja

A PCB-k - típusonként eltérő - tesztspecifikációját a megrendelő határozta meg. Minden tesztfolyamat több száz lépésből áll, amelyek során különböző áram- és feszültségméréseket kell elvégezni.

Megfontolások a fejlesztőkörnyezet kiválasztásával kapcsolatban
Az ár és a teljesítmény mellett a rugalmasság és a modularitás játszott fontos szerepet, hogy képesek legyünk ugyanazzal a rendszerrel kielégíteni a vevő sokirányú igényeit.
A Fitech csapata a NI PXI-rendszert választotta a rendszerépítéshez, mivel a PXI egy nyitott platform, moduláris, feladatra skálázható architektúrával. A széles modulválasztékból a következő elemeket választottuk:

• NI PXI-4070 FlexDMM digitális multiméter, nagy sebessége, pontossága és funkcionalitása miatt;
• NI PXI-2532, 512 kapcsolási pontú mátrix- modul, amely a PXI-platform rendkívüli elemsűrűségű kapcsolókonfigurációja, más eszközökkel szinkronizálható, miközben nagy sebességgel képes legfeljebb 100 VDC, 100 Vp vagy 0,5 A nagyságú feszültség- és áramjeleket kezelni a tesztelőrendszerben;
• NI PXI-6230 M sorozatú, leválasztott multifunkciós adatgyűjtő modul, amely pontos mérésre képes, a leválasztás előnyeit és teljesítményét kiváló időzítési tulajdonságokkal kombinálja;
• NI PXI-2569 nagy elemsűrűségű általános célú relémodul, amely ideális közepes teljesítményű műterhelésekhez és a jelenleg elérhető legnagyobb elemsűrűséget nyújtja;
• NI PXI-6528 ipari, digitális I/O modul, amely ±60 VDC feszültségszinten 150 mA kapcsolására képes, és mivel leválasztott, védelmet nyújt külső jeleken található zajok és tüskék ellen, valamint használatával elkerülhető a földhurok kialakulása;
• NI PXI-4130 programozható, nagy teljesítményű feszültségforrás (SMU source measure unit), amely ideális nagy mérési/beállítási pontosságú programozható forrást igénylő alkalmazások részére;
• NI PCI-GPIB PCI kivitelű, nagy teljesítményű GPIB-interfész.

Szoftverfejlesztő környezetként a LabVIEW grafikus fejlesztői környezetet és a TestStand fejlesztő rendszert választottuk, mivel a könnyű használat, a hordozhatóság és a skálázhatóság nagyon fontos szempontok voltak, valamint ezeknek a platformoknak a segítségével jelentősen tudtuk a fejlesztés idejét csökkenteni.

Az NT01 FCT felépítése

Az NT01 tesztrendszer egy 8 modul fogadására képes PXI-keretben helyezkedik el, öt funkcionális áramkörtesztert helyettesít oly módon, hogy az öt különböző PCB-termékhez ötféle fixture-t használunk. A nyomtatott áramköri lapokkal a kommunikáció RS-interfészen történik, a szoftvert LabVIEW-ban írtuk. Az alkalmazást úgy fejlesztettük, hogy a device sessiont csak egyszer, a tesztsorozat elején nyitjuk meg, és annak befejezésekor zárjuk, így jelentősen tudtuk csökkenteni a kommunikációra fordított időt. A két vagy három eszközt (PXI-2532, PXI-2539 vagy PXI-4070) vezérlő szoftveralkalmazásokat szintén LabVIEW-ban fejlesztettük. A "relé be - mérések - relé ki" típusú szekvenciális feladatokat a TestStand-ben hoztuk létre. A TestStand - mint tesztmenedzsment-keretrendszer - a teszt szekvenciák kezeléséhez minden közös funkciót biztosít, valamint illesztőfelületet nyújt számos fejlesztő nyelvhez. A TestStand használata lehetővé tette, hogy nagyon világos, felhasználóbarát tesztprocedúrát alakítsunk ki, amelyet a technikusok is el tudnak fogadni és működtetni, így nincs szükség mérnök bevonására.

Következtetések

A mérőadapter felépítése-A bemutatott FCT legnagyobb előnye a nagy teljesítménye, rugalmassága és alacsony ára. Az FCT építése idején sok pénzt megtakarítottunk a LabVIEW és a TestStand használatával: a tesztprocedúrák elkészítése mindössze hat hetet igényelt. Ennek a ténynek köszönhetően a szoftverfejlesztés költségét jelentősen tudtuk csökkenteni.
A vevőink is nagyon elégedettek, mivel minden tesztfolyamat időtartamát sikerült 47,6%-kal csökkentenünk, megtakarítva 814 másodpercet (13 perc és 34 másodperc), ami jelentős mennyiségű idő és pénz megtakarítását jelenti.
Rendszerünket a nyitott és rugalmas NI PXI, NI LabVIEW és NI TestStand platformokra alapoztuk, amelyek lehetővé teszik, hogy vevőink bármilyen jövőbeli igényét - legyen szó akár javításról, módosításról, vagy bármilyen más felhasználói kérésről - rövid határidővel ki tudjuk elégíteni.

Kapcsolódó cikkek

Energiafogyasztás-csökkentés és hatékonyságnövelés programozható automatizálásvezérlőkkel (PAC)

National Instruments LabVIEW és CompactRIO az erőművekben

Ígéretes, új technológiák és alkalmazások a National Instruments új LabVIEW 2009 fejlesztőrendszerének célkeresztjében

A National Instruments bemutatja 16 új, X sorozatú PCI Express és PXI Express alapú adatgyűjtő eszközét

A National Instruments bemutatja új, vezeték nélküli, érzékelőhálózat platformját

A National Instruments honlapja