Automatyczny system testujący do kontroli produkcji tabletu multimedialnego

Rys. 1. System testowy firmy Benetel

Inżynierowie firmy Benetel są renomowanymi specjalistami zajmującymi się projektowaniem systemów komunikacji bezprzewodowej i tworzeniem automatycznych systemów testujących (ATE) dla wielu różnych branż przemysłowych. Rosnąca liczba multimedialnych urządzeń bezprzewodowych pociąga za sobą zainteresowanie klientów efektywnymi systemami testującymi, pozwalającymi na kontrolę produkcji i działania modułów bezprzewodowych, smartfonów lub ekranów dotykowych.

W przypadku wymienionego tabletu konieczne okazało się użycie testera dwuetapowego, zdolnego do kontroli działania układów w.cz. na płytce drukowanej oraz drugiej części, przeznaczonej do kontroli funkcjonalności działania, gdy płytka drukowana zostanie połączona z wyświetlaczem i zamknięta w obudowie.

Część testera odpowiedzialna za badanie PCB została oparta na produktach w standardzie PXI, a tester funkcjonalny bazuje na komputerze PC, platformie sprzętowej i narzędziach deweloperskich pakietów NI Switch oraz NI Vision.

W pierwszym etapie badane jest działanie podświetlenia LED wyświetlacza (kolor i jaskrawość), napięcie baterii, prąd ładowania akumulatora, obwody sygnałów audio, działanie akcelerometru, interfejs Wi-Fi (wyznaczane są parametry takie jak EVM - error vector magnitude i BER - bit error rate).

Mierzona jest moc nadawania i moc emitowana w kanale sąsiednim ACP - Adjacent-Channel Power, parametr SEM - Spectrum Emission Mask i szereg innych wartości charakterystycznych dla układów w.cz. Drugi etap kontroli produkcji to programowanie adresu MAC, instalowanie oprogramowania firmware i aplikacji, pełna kontrola działania obwodów audio, portu USB i sprawdzenie działania aparatu.

Test wyświetlacza obejmuje kontrolę martwych pikseli, co realizowane jest za pomocą kamery przemysłowej GigE i oprogramowania NI Vision zapewniającego wychwycenie stałych elementów w obrazie na podstawie serii obrazów testowych. Oba systemy zbudowano na bazie uniwersalnej platformy testowej firmy Benetel, która jest wydajnym i elastycznym oprogramowaniem stworzonym w LabVIEW i TestStand, wspierającym aplikacje wymagające pracy wielowątkowej, współpracy z bazami danych i sterowania działaniem testera.

Jednolita platforma programowa pozwala znacznie skrócić czas przygotowywania nowych projektów, nawet do 75%, zapewniając wysoką jakość i niezawodność działania finalnego produktu. Każdy system testujący w dużej mierze opiera się na sprzęcie kontrolno-pomiarowym i oprogramowaniu firmy National Instruments.

Część związana z pomiarami układów na płytce drukowanej wykorzystuje analizatory sygnałów wektorowych PXIe-5663E, natomiast do testów modułu WiFi i obwodów w.cz. PXIe-5673E. Po stronie oprogramowania wykorzystany został pakiet NI WLAN Measurement Suite umożliwiający przeprowadzenie pełnego zestawu testów określanych przez specyfikację 802.11a, b, g oraz n.

Poza wymienionymi urządzeniami w testerach wykorzystano moduł akwizycji danych PXI-6529, uniwersalny moduł przełączający PXI-2548 i cyfrowe porty I/O. Są one używane przy pomiarach sygnałów, przełączaniu sygnałów kontrolnych i pomiarowych oraz w sterowaniu częścią wykonawczo-mechaniczną testera.

Głównym elementem zestawu jest komputer PC z kartą PCI-6520 - przemysłowymi cyfrowymi portami wejścia/ wyjścia, które wykorzystane zostały do sterowania częścią wykonawczo-mechaniczną testera. Oprogramowanie systemowe na komputerze PC działa w oparciu o platformę Benetel razem z modułami NI Vision i NI Switch, co znacznie upraszcza proces kalibracji ekranu dotykowego z użyciem kamery.

Od strony mechanicznej tester bazuje na obudowach własnych firmy, gdyż Benetel jest wiodącym na rynku dostawcą obudów do testerów urządzeń bezprzewodowych i ma w ofercie szereg produktów, które są w stanie spełnić różne wymagania nakładane przez aplikację użytkownika.

Stąd w pierwszym testerze wykorzystano kompaktową i odporną na warunki środowiskowe obudowę Benetel BTS-130 zapewniającą skuteczność ekranowania lepszą niż 80 dB. Jej konstrukcja pozwala na testowanie równoległe dwóch urządzeń, w warunkach, gdzie są one umieszczone blisko siebie i nie zakłócają wzajemnie swojego działania.

Oczywiście zdolność do testowania więcej niż jednego produktu znakomicie zwiększa wydajność testowania i ogranicza koszty. Dodatkowo opcja automatycznego ustalania kolejności testów, dostępna w TestStand, zwiększa wydajność testowania równoległego dzięki optymalnemu kolejkowaniu zadań pomiarowych w czasie, tak aby jak najbardziej efektywnie wykorzystać dostępne zasoby sprzętowe.

Takie założenie jest głównym celem firmy Benetel. Druga część testera bazuje na najnowszej obudowie rackowej BTF-930 zapewniającej dobre warunki do montażu kamery wykorzystywanej przy testach ekranu dotykowego.

Korzyści wynikające z wykorzystania sprzętu NI

Oparcie tworzonych systemów na standardzie PXI jest głównym elementem strategii firmy i sposobem na obsługę wielu rynków i aplikacji. PXI pozwala na realizację części sprzętowej w wydajnym kompaktowym rozwiązaniu mechanicznym i zapewnia niskie koszty inżynierskie.

Dostępność sterowników i narzędzi projektowych sprzyja takiemu rozwiązaniu w porównaniu do innych alternatywnych produktów będących na rynku, zwłaszcza po wykonaniu bilansu kosztów i zysków związanych z czasem projektowania.

PXI jest także systemem otwartym, zapewniającym możliwość rozbudowy, zmian i modyfikacji przy minimalnym koszcie. Jest to istotny czynnik w warunkach szybko rozwijającej się branży elektroniki konsumenckiej.

Ostatnim kryterium przesądzającym o tym, że firma Benetel postawiła na rozwiązania oferowane przez National Instruments, było dobre wsparcie techniczne i obsługa posprzedażna oferowana przez firmę oraz łatwość wymiany danych pomiędzy platformą Benetela a sprzętem NI.

Darragh McShane, Benetel
National Instruments Poland
poland.ni.com