Systemy testujące do samochodowych urządzeń multimedialnych

Firma Johnson Controls jest międzynarodowym producentem komponentów dla przemysłu motoryzacyjnego. Jednym z oferowanych produktów są systemy multimediów samochodowych, takie jak systemy rozrywki dla pasażerów. W przypadku samochodów koncernu Daimler Chrysler systemy te składają się z odtwarzacza DVD i dwóch wyświetlaczy TFT zainstalowanych w zagłówkach przednich foteli. Innym wariantem jest system opracowany dla Opla z wysuwanym wyświetlaczem TFT zainstalowanym w dachu samochodu.

Wymagania systemu testowego

Fot. 1. Adapter testowy firmy Daimler Chrysler

Produkcja modułów i urządzeń elektronicznych wymaga wyjątkowo niezawodnych i elastycznych układów pomiarowych. Zapewnienie wysokiej jakości produktów, minimalizacja czasu przestoju czy przestrojenia systemu testującego są niezwykle istotne w branży motoryzacyjnej. Dodatkowym wymaganiem jest łatwość adaptacji sprzętu i oprogramowania do nowych produktów i konfiguracji. Globalny zasięg firmy Johnson Controls wymaga także ogólnoświatowej dostępności komponentów systemu.

System testowania gotowego produktu musi zapewniać kompletną weryfikację funkcjonalności odtwarzacza DVD, łącznie z modułami AVS i połączonymi wyświetlaczami TFT. Wśród postawionych wymagań znalazła się także możliwość testowania wszystkich połączeń elektrycznych oraz urządzeń optycznych i mechanicznych.

Lista testów zawartych w procedurze testowej obejmuje m.in. wejścia i wyjścia audio, w tym poziom głośności, współczynnik zawartości harmonicznych THD oraz współczynnik stosunku sygnału do szumu i zakłóceń SINAD, pobór prądu przez odtwarzacze DVD i wyświetlacze, kontrolę koloru plastikowej obudowy, wejścia i wyjścia wideo.

Sprawdzaniu podlega ponadto jednorodność barw wyświetlacza z wykorzystaniem NOFFZ Display Test Toolkit, kolor podświetlenia i funkcjonalność przycisków, optyczna weryfikacja instalacji połączeń oraz sprawdzenie siły potrzebnej do obsługi przycisków (przyciski MMI), opór regulacji ustawienia wyświetlacza, obsługa rozmaitych typów urządzeń pochodzących od różnych producentów i wreszcie równoległy test wyświetlaczy TFT (dla wariantu firmy Daimler Chrysler).

Platforma testowa TAVT

Opierając się na powyższych wymaganiach, w firmie NOFFZ Computer Technik pracującej na zlecenie Johnson Controls opracowano system ATE, który wykorzystuje skalowalną platformę przeznaczoną do testów telekomunikacji, audio, wideo i telematyki (TAVT). Dzięki różnorodności modułów PXI, skonfigurowaliśmy system tak, aby sprostał szerokiej gamie testów.

Rozbudowany układ komunikacji elektronicznej udostępnia interfejs pomiędzy modułami PXI, komorami i adapterami testowymi, gdzie sprawdzana jest zgodność odtwarzaczy DVD i wyświetlaczy TFT z wymaganiami elektrycznymi, optycznymi i mechanicznymi. Źródłem zasilania testowanych urządzeń jest wysokiej jakości, programowalny zasilacz z interfejsem GPIB.

Modularna i elastyczna struktura oprogramowania w NI TestStand

Fot. 2. Adapter testowy firmy Opel

Rezultatem wieloletniego doświadczenia NOFFZ Computer Technik w budowaniu systemów testowania jest opracowana biblioteka testów urządzeń audio i wideo, pomiarów wizyjnych, testów interfejsów komunikacyjnych oraz wejść i wyjść cyfrowych, które mogą zostać wykorzystane w NI TestStand jako specjalizowane typy procedur testowych. Łatwość konfiguracji w takim rozwiązaniu umożliwia tworzenie testów bez konieczności posiadania specjalistycznej wiedzy z zakresu programowania. Środowisko NI TestStand zostało rozszerzone o kilka narzędzi, takich jak np. edytor limitów, łączący bazę danych klienta z interfejsem użytkownika.

NI TestStand pozwolił również na integrację zestawu narzędzi do weryfikacji wyświetlaczy (NOFFZ Display Test Toolkit) posiadanej przez NOFZZ, co umożliwiło proste korzystanie z dodatkowych konfigurowalnych typów kroków. NI TestStand ułatwia użytkownikowi konfigurację indywidualnych kroków testowych i dopasowanie sekwencji kontrolnych tak, aby można zaadaptować system do zmieniających się wymagań. Zestaw narzędzi NOFFZ Display Test Toolkit obejmuje następujące procedury: test koloru i kontrastu, test uszkodzonych pikseli, rozpoznawanie ikon, dostrojenie wyświetlacza i rozpoznawanie znaków.

Implementacja testu systemu rozrywki dla pasażerów

Fot. 3. Tester systemu rozrywki dla pasażerów

W celu minimalizacji czasu przestrojenia stanowiska testowego dla produktów różnych producentów, wszystkie adaptery systemu testującego zostały zaprojektowane, jako wymienne. Ze względu na równoczesne przeprowadzanie testów optycznych odtwarzaczy DVD i wyświetlaczy, systemy testujące umieszczone zostały w osobnych komorach.

Konfiguracja sprzętowa platformy NI PXI obejmuje: obudowę PXI-1045, sterownik PXI-8176 z interfejsem GPIB, generator sygnałowy PXI-5431 do wytwarzania sygnałów wideo przy testach wyświetlacza, moduł akwizycji obrazu PXI-1411 do testów optycznych i interfejs szeregowy PXI-8420/4.

System testowy obsługuje systemy magistrali CAN o dużej i małej szybkości oraz LIN (Local Interconnect Network). Centralnym punktem systemu jest rozbudowany układ komunikacji elektronicznej z kartą wejść/wyjść ogólnego przeznaczenia (GPIO) zapewniający kontrolę mocy, kontrolę sygnału, multiplekser i demultiplekser wideo.

Sekwencja testu wykorzystuje zarówno istniejące typy kroków, jak i kilka nowych opracowanych do niestandardowych badań i pomiarów. Przykładem może być rozszerzenie biblioteki funkcji do pomiarów audio i wideo oraz cyfrowych wejść i wyjść. Specjalne kroki testowe uzupełniły typy kroków o testowanie jednorodności wyświetlaczy TFT, testowanie pilotów na podczerwień czy wykonywanie mechanicznych testów przycisków. Parametry każdego kroku testowego można definiować w interaktywnym oknie konfiguracyjnym.

Funkcje testowe i okno konfiguracyjne zostały zaimplementowane przy użyciu NI LabVIEW i/lub oprogramowania LabWindows/CVI. Narzędzia testowe, takie jak sterowanie procesem statystycznym, LabVIEW Database Connectivity Toolkit czy dodatkowy panel dostrajania kamery zostały uzupełnione przez interfejs operatora, dopasowany do wymagań klienta.

Podsumowanie

Wykorzystanie modułowej platformy TAVT pozwala szybko i niskim kosztem sprostać wymaganiom stawianym systemowi testowania dla omawianego systemu rozrywki dla pasażerów. Skalowalność rozwiązania spowodowała, że firma Johnson Controls zdecydowała się przeprojektować istniejące systemy testujące różnych produktów na stworzone rozwiązanie. Opracowano także inny, podobny system testujący, który będzie sprawdzał styki i prawidłowe funkcjonowanie wyświetlaczy zainstalowanych w siedzeniach. Sześć z tych systemów jest obecnie integrowanych w system produkcyjny amerykańskiego podwykonawcy firmy Johnson Controls.

Wilfried Noffz, Dirk Schüller-Möller,
Christian Tenhumberg,
NOFFZ Computer Technik
National Instruments Poland Sp. z o.o.
poland.ni.com