Desarrollar Equipo de Pruebas Digital para Comunicaciones de Aeronaves Marinas Usando NI LabVIEW y la Plataforma PXI

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"Las habilidades de análisis de LabVIEW fueron útiles para filtrar los resultados y creación de referencias cruzadas desde múltiples categorías de pruebas hasta defectos precisos de circuitos."

- Terry Stratoudakis, P.E., ALE System Integration

The Challenge:
Desarrollar un sistema de pruebas compacto y versátil que imita las comunicaciones internas de una aeronave militar y analiza las comunicaciones para precisión e integridad.

The Solution:
Usar el entorno de programación gráfica NI LabVIEW, el software NI Digital Waveform Editor y hardware PXI para diseñar y desarrollar un sistema de pruebas flexible e integral.

Author(s):
Terry Stratoudakis, P.E. - ALE System Integration
Lawrence M. David Jr - ALE System Integration

Cuando a una firma local de electrónicos de alta tecnología le fue otorgado el contrato para abastecer un hub de interfaz de comunicación para una aeronave de supervisión Naval, también se le asignó la tarea de diseñar equipo de pruebas digitales (DTE) para verificar la funcionalidad inicial de la interfaz y proporcionar verificación continua por 20 años de mantenimiento en campo. Usando una plataforma PXI de National Instruments, ALE System Integration proporcionó experiencia en integración de hardware y desarrollo de software para el sistema.

Requerimientos del Sistema

La unidad de interfaz (el producto final probado) fue diseñada para coordinar todo el enrutado de señales analógicas y digitales de la aeronave, incluyendo el intercom interno, radio externo, radar y toda la instrumentación. La interfaz necesita procesar correctamente todas las señales adecuadas al ignorar señales alteradas y ruido. Para verificar esta funcionalidad, el DTE necesitaba aplicar todas las señales válidas e inválidas y además interpretar las respuestas de la interfaz.

Además de verificar la funcionalidad de la aeronave, el DTE necesitaba tener la habilidad de realizar una operación de autocomprobación y la flexibilidad de realizar una verificación del diseño a tiempo incluyendo todas las pruebas de vuelo; pruebas adicionales de interferencia electromagnética y una serie de pruebas físicas como la prueba de vida altamente acelerada (HALT), atmosfera explosiva, atmosfera salina y ciclos térmicos. El DTE también tenía que ser capaz de aplicar e interpretar el amplio rango de señales en la aeronave incluyendo audio analógico, serial (9600 baudios), digital de alta velocidad (5HZ) y MIL-STD 1553, un bus de datos serial, estándar y militar que tiene una doble capa de línea física balanceada, multiplexado de división del tiempo y un protocolo de comando/respuesta de dúplex media.

Diseñar el DTE con PXI Hardware de National Instruments

El DTE fue implementado usando un controlador embebido NI PXI-8196 que contiene los siguientes módulos: NI PXI-6513, NI PXI-6542, NI PXI-2569, NI PXI-6511 y NI PXI-4060.

El módulo PXI-6542 fue usado en una velocidad de reloj de 20 MHz destinando cuatro bits por pulso del reloj del dispositivo bajo pruebas (DUT) de 5 MHz, mejorando de esa manera la precisión de pruebas. El software NI-HSDIO redujo considerablemente el tiempo de desarrollo. El sistema también incluía un Condor QPC-1553 de GE Fanuc Embedded Systems que incluía controladores LabVIEW para posteriormente simplificar el desarrollo de software.

También usamos dos fuentes de alimentación programable, un suministro AC de 3 fases (GPIB) a 400 Hz para imitar la potencia de la aeronave y un suministro DC (USB) para imitar circuitos de alimentación interna. Ambas fuentes de alimentación programable fueron conectadas al sistema vía los puertos USB y GPIB del controlador embebido PXI-8196.

Analizar Datos de Pruebas Digitales con LabVIEW

Con una interfaz de usuario gráfica (GUI) desarrollada usando software LabVIEW, el técnico experimenta mayor flexibilidad al configurar ejecuciones de pruebas de cualquiera de las 10 categorías de pruebas, además de una autocomprobación del DTE. Las habilidades de análisis de LabVIEW fueron útiles para filtrar resultados y creación de referencias cruzadas desde múltiples categorías de pruebas hasta defectos precisos de circuitos.

Una restricción de este proyecto fue el desarrollo simultáneo del sistema de pruebas y la unidad de interfaz. Sin embargo, dos ventajas principales de usar LabVIEW para desarrollar este sistema fueron las habilidades de generación de prototipos y depuración, incluyendo pruebas personalizadas e identificación de ejecución. El código desarrollado para el sistema de pruebas fue reutilizado para llevar a cabo pruebas continuas para el sistema.

Logramos desarrollar el sistema de pruebas con cambios continuos a la especificación y brindar soporte invaluable para nuestro cliente en su propio proceso de desarrollo. La clave del éxito fue el software NI Digital Waveform Editor. Con esta herramienta, nuestro cliente creó archivos de forma de onda digital usando el editor, los cuales después introdujimos en el sistema de pruebas. Fue fácil para nuestro cliente revisar el archivo de datos digitales resultante.

En general, fue una gran experiencia para nuestro cliente. Al usar la plataforma LabVIEW y PXI, entregamos software más rápido que lo que nuestro cliente esperaba y logramos integrarnos con su equipo.

Author Information:
Terry Stratoudakis, P.E.
ALE System Integration
United States
Tel: (631) 421-1198
terry@aleconsultants.com

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