Sistema di collaudo multifunzione

Author(s):
M. Ferrari - Technosoft

Industry:
Electromechanics/ Electrotechnics, Manufacturing, Industrial Controls/ Devices/ Systems, Electronics

Products:
Digital Multimeters, FieldPoint, LabVIEW

The Challenge:
Creare un sistema di analisi in grado di eseguire il test funzionale di varie tipologie di schede elettroniche, semplice da utilizzare, robusto e polivalente.

The Solution:
Si è ideato un hardware in grado di sostenere tutte le tipologie di test funzionale che possono essere effettuate su schede elettroniche, creando una matrice di comandi diretti in grado di interagire velocemente ed efficacemente con gli strumenti di analisi presenti sul sistema stesso, ed un insieme di programmi open source custom per ciascuna scheda.

Breve riassunto
Il Sistema richiesto presenta subito due grossi problemi, distinti ma correlati, un considerevole numero di oggetti da analizzare di tipologie differenti, circa una decina di schede, che differiscono sia per struttura fisica che per funzionamento.
Quindi è necessario riuscire a creare un supporto hardware estremamente ampio, per poter ideare i software di analisi necessari ai vari test funzionali da eseguire.

Articolo
Creare un sistema di analisi in grado di poter essere adattato facilmente a qualsiasi tipologia di collaudo funzionale per schede elettroniche, con diverse caratteristiche, richiede una grande flessibilità hardware e software.

Il supporto fisico della struttura di analisi deve essere in grado di sopperire a tutte le possibili variazioni di test da effettuare sulle schede elettroniche, e quindi si deve poter gestire un gran numero di Digital Input e Digital Output, si deve avere la possibilità d’effettuare misure di precisione con un Multimetro Digitale, ed infine si deve poter utilizzare un buon numero di Analog Input ed Analog Output.

Il Software di gestione deve essere semplice ed intuitivo, di facile utilizzo, chiaro nelle segnalazioni e soprattutto non deve dare la possibilità all’utente finale di commettere errori, inoltre deve essere facilmente adattabile ai nuovi prodotti che necessitano di un collaudo funzionale.

A questo proposito si è deciso di studiare ed implementare un sistema di analisi multifunzionale in grado di adattarsi facilmente alle varie necessità, facilmente personalizzabile, e soprattutto espandibile molto agevolmente.

La struttura hardware base proposta comprende due catene FieldPoint in grado di supportare novantasei digital output e sessantaquattro digital input, in grado di creare una matrice per comandi diretti di quarantotto righe e quarantotto colonne e quindi un totale di 2304 segnali di uscita, ed una matrice di trentadue righe e trentadue colonne per un totale di 1024 segnali di ingresso.

L’Input e Output Analogico ci permette di campionare varie tipologie di segnali a bassa tensione, o di segnali facilmente riportabili alla bassa tensione, e di generare a nostra volta tutta una serie di elementi facilmente manipolabili ed adattabili alle più svariate forme d’onda.

L’unico elemento forse sottodimensionato per questa tipologia di struttura è il Multimetro Digitale da noi utilizzato, il quale è in grado di effettuare 60 campionamenti al secondo, più che sufficienti per le applicazioni da sviluppare.

Questo elemento è comunque facilmente sostituibile con un oggetto del tutto simile ma molto più potente e veloce.

Tutta la struttura dei segnali di Input e Output viene collegata al campo, e quindi ad una serie di Fixture, con due spine multipoli a 108 pin. Il Sistema di Analisi è in grado di alloggiare Fixture differenti associate ai vari modelli di schede da analizzare, e solitamente uno stesso supporto può alloggiare più schede contemporaneamente.

Inoltre tutti i segnali sia di Input che di Output vengono schermati ed isolati fisicamente dal campo, in modo da ridurre infinitamente la possibilità di “ritorni dal campo“ durante la fase di analisi, che possano danneggiare in qualche modo l’hardware presente.

La gestione del sistema di analisi e delle varie fasi di test funzionale vengono gestite con una serie di Software studiati e sviluppati singolarmente per ciascuna applicazione, in modo da poter rendere la struttura di controllo il più solida possibile, pur restando open source, per eventuali future implementazioni o sostanziali modifiche.

Difatti si è verificato proprio grazie allo sviluppo di questo progetto che il metodo migliore per riuscire a rendere sicuro, rigido, solido, ben strutturato, e soprattutto privo della necessità di continua manutenzione un sistema di analisi, è quello di dare all’utente finale una scelta di possibili opzioni già sviluppate e pronte per l’uso, precludendo qualsiasi possibilità di crare anche involontariamente delle situazioni di “collisione” per il sistema e di pericolo per se stesso.

I software di gestione del sistema vengono forniti di volta in volta in base alle esigenze che si presentano, e vengono divisi in :

- Fase di Impostazione dei Dati di Collaudo, durante la quale un operatore autorizzato è in grado di gestire tutti i parametri presenti durante il collaudo, di decidere quali fasi del collaudo effettuare e quali tralasciare, e di valutare autonomamente se, quante e quali segnalazioni vuole ricevere dal sistema di analisi.

- Fase di Analisi Funzionale, che svolge effettivamente il test sulle apparecchiatture, seguendo il funzionamento delle stesse basandosi su quando impostato in precedenza, il quale è in grado di avvalersi autonomamente di tutto il supporto hardware necessario.

Infine si è dotato il sistema di analisi di una serie di programmi di test, in grado di verificare se l’hardware fisico adottato sia in buone condizioni o meno, ed in caso, segnalare eventuali malfunzionamenti precludendo la possibilità quindi di effettuare collaudi falsati.

Questa struttura risulta quindi essere “incompleta” sia dal punto di vista Software che da quello Hardware, essendo aperta a qualsiasi tipo di implementazione dovesse risultare necessaria per poter collaudare nuove tipologie di apparecchiature.

Ma proprio la possibilità di ampliamento in maniera semplice e veloce rende questo oggetto prezioso e vincente nel suo campo di analisi, campionamento e test funzionale.

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