Entwicklung von Prüfsystemen für Automotive Multimedia Systeme auf Basis der Testerplattform TAVT

Author(s):
Dirk Schüller-Möller - Noffz ComputerTechnik GmbH
Wilfried Noffz - Noffz ComputerTechnik GmbH
Christian Tenhumberg - Noffz ComputerTechnik GmbH

Industry:
Consumer Goods, Automotive, Telecommunications

Products:
Instrument Connectivity, PXI/CompactPCI, LabWindows/CVI, LabVIEW

The Challenge:
Entwicklung eines Prüfsystems für Automotive Multimedia Systeme der Firma Johnson Controls

The Solution:
Aufbau eines Prüfsystems basierend auf der skalierbaren Testplattform TAVT, die mithilfe von PXI-Hardware von National Instruments sowie LabVIEW, LabWindows/CVI und TestStand von National Instruments realisiert wurde

Diese Anwenderlösung ist ein Beitrag zum jährlichen VIP-Kongress von National Instruments. Der vollständige Beitrag ist ferner im kongressbegleitenden Tagungsband VIP 2005, S. 214-217, veröffentlicht.

Kurzfassung

Bei diesem Projekt wurde ein Prüfsystem für Automotive Multimedia Systeme der Firma Johnson Controls entwickelt. Dabei war zu beachten, dass verschiedene Produkttypen für unterschiedliche KFZ-Hersteller unterstützt werden mussten und das System leicht an weitere Varianten anzupassen sein sollte. 

Einleitung

Die Firma Johnson Controls produziert weltweit Komponenten für die Automobilindustrie. Ein Produktbereich sind Automotive Multimedia Systeme (Rear Seat Entertainment Systeme). Diese Systeme bestehen beispielsweise für DaimlerChrysler aus einem DVD-Player und zwei TFT-Displays die in die Kopfstützen eingebaut werden. In einer anderen Variante für Opel wird ein ausklappbares TFT-Display in das Fahrzeugdach montiert.

Für die Produktion von elektronischen Modulen und Geräten wie DVD-Player sind Prüfsysteme erforderlich, die sich durch ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Flexibilität auszeichnen. Insbesondere im Automotive-Sektor ist eine hohe Qualität der Produkte und geringe Ausfall- und Umrüstzeit der Prüfsysteme sehr wichtig. Die Hard- und Software muss unproblematisch an neue Produkte bzw. Varianten angepasst werden können. Da Johnson Controls ein global operierendes Unternehmen ist, ist die weltweite Verfügbarkeit der Prüfsystemkomponenten ein wesentlicher Aspekt.

Anforderung

Das geforderte Prüfsystem führt als End-Off-Line-Tester eine 100%-Prüfung der DVD-Player (AVS-Boxen) und der zugehörigen TFT-Displays durch. Es werden sowohl sämtliche elektrischen Anschlüsse geprüft, als auch optische und mechanische Überprüfungen vorgenommen.

Die folgende Tests sind Bestandteil der umfangreichen Prüfungen:

• Stromaufnahme des DVD-Players und der Displays prüfen
• Audio-Ein- und Ausgänge prüfen:
  • Pegel
  • THD
  • Sinad
• Video-Ein- und Ausgänge prüfen
• Farbhomogenität der Displays unter Verwendung des Display Test Toolkits prüfen
• Farbkontrolle des Kunststoffgehäuses
• Farbe und Funktion der Beleuchtung des Tastenfeldes prüfen
• Optische Kontrolle von Steckverbindungen
• Messen der erforderlichen Kraft zum Betätigen des Tastenfeldes (MMI-Knöpfe)
• Messen der Reibungskraft des Display-Scharniers
• Unterstützung verschiedener Hersteller und Typen
• Paralleler Test der TFT-Displays für die Daimler-Chrysler-Variante

Testplattform „TAVT“

Ausgehend von diesen Anforderungen wurde entschieden, das Prüfsystem basierend auf der skalierbaren Testplattform „TAVT“ (Telekommunikation, Audio, Video und Telematik) aufzubauen. Durch die große Vielfalt an verfügbaren PXI-Modulen kann der Tester optimal entsprechend den Anforderungen des zu prüfenden Produktes konfiguriert werden.

Eine umfangreiche Interfaceelektronik bildet die Schnittstelle zwischen den PXI-Karten und den Testkammern bzw. Prüfadaptern in denen die DVD-Player und TFT-Bildschirme elektrisch, optisch und mechanisch geprüft werden. Die Spannungsversorgung der Prüflinge erfolgt mittels hochwertiger programmierbarer Netzteile mit GPIB-Schnittstelle.

Eine modulare und flexible Softwarestruktur wird durch die Verwendung von TestStand garantiert.

Aus den langjährigen Erfahrungen im Testerbau entstanden Testbibliotheken für Audio- und Video-Tests, verschiedene Kommunikationsschnittstellen, Vision und Digital-IO, die als Custom-Step-Types in Teststand eingebunden werden können. Durch die Verwendung solcher Step-Types ist keine spezielle Programmierkenntnis erforderlich, da die Prüfschritte konfiguriert werden. Die Teststand-Umgebung wurde durch verschiedene Service-Tools, wie z. B. einen Limit-Editor ergänzt.

Display Test Toolkit 

Das Display Test Toolkit integriert sich in TestStand und liefert komfortable, konfigurierbare Step-Types. In TestStand ermöglicht es dem Anwender einfache Konfiguration der einzelnen Prüfschritte und unkomplizierte Anpassung der Prüfreihenfolge. Somit kann das System an wechselnde Anforderungen adaptiert werden.

Das Display Test Toolkit bietet unter anderem folgende Prüfschritte:

• Farb- und Kontrasttest
• Pixel-Defekt Test
• Icon Erkennung
• Display Ausrichtung
• Schriftzeichenerkennung
• und mehr.

Realisierung des Prüfsystems für „Rear Seat Entertainment Systeme“

Da der Tester Rear Seat Entertainment-Systeme für verschiedene Kunden prüft und die Umbauzeiten gering sein müssen, sind sämtliche Prüfadapter als Wechseladapter ausgelegt. Diese befinden sich in separaten Prüfkammern, da sowohl am DVD-Player als auch an den Displays optische Kontrollen durchzuführen sind.

Die Hardware basiert auf folgender PXI-Konfiguration:

• PXI-1045 Chassis
• PXI-8176 Controller mit GPIB-Interface
• PXI-6052 Multifunktionskarte für analoge Messungen und Signalgenerierung
• PXI-5431 zur Generierung von Videosignalen für den Displaytest
• PXI-1411 für die optischen Kontrollen
• PXI-8420/4 für verschiedene serielle Schnittstellen.

Vom Tester werden folgende Bus-Systeme unterstützt:

• CAN Bus high Speed
• CAN Bus Low Speed
• LIN-Bus

Ergänzt wurde das System durch eine umfangreiche Interfaceelektronik, dessen Kern verschiedene GPIO-Karten (General Purpose IO) bilden:

• Power Control
• Signal Control
• Video Multiplexer
• Video Demultiplexer

Für die verschiedenen Tests und Messungen wurden Teststand – StepTypes neu entwickelt bzw. vorhandene StepTypes verwendet. So wurden beispielsweise Funktionsbibliotheken für Audio- und Video-Messungen, sowie Digital-I/O erweitert. Diese StepTypes wurden durch weitere spezielle Prüfschritte, z. B. zur Homogenitätsüberprüfung der TFT-Bildschirme, IR-Fernbedienung oder mechanische Tastenkontrolle ergänzt. Jeder Test-Step wird in einem interaktiven Konfigurationsfenster parametriert.

Die Testfunktionen und Konfigurationsfenster wurden mittels LabVIEW, bzw. LabWindows/CVI realisiert. Die Software wird durch ein kundenspezifisches Operator Interface und durch Service-Tools (z.B. SPC-Tool, Datenbankanbindung, Service-Panel, Kamera-Justage) ergänzt.

Zusammenfassung 

Aufgrund des modularen und strukturierten Konzepts der TAVT-Plattform konnten die Anforderungen für dieses spezielle Rear Seat Entertainment Prüfsystem sehr schnell und kostengünstig umgesetzt werden. Da das Konzept skalierbar ist hat sich der Kunde entschieden, einen bestehenden Tester für ein anderes Produkt entsprechend dieser Plattform neu zu konzipieren. Auf gleicher Basis entstand ein weiterer Tester, der die Kontaktierung und einwandfreie Funktion der Displays im Autositz prüft. Sechs dieser Tester werden aktuell in die Fertigung in einer Niederlassung von Johnson Controls in den USA integriert.

Weitere Informationen erhalten Sie über:

Dipl.-Ing. Dirk Schüller-Möller
Noffz ComputerTechnik GmbH
Tempelsweg 24A
47918 Tönisvorst
Tel.: +49-(0)2151-99878-41
Fax: +49-(0)2151-99878-88
dirk.schueller-moeller@noffz.com
http://www.noffz.com/

Dipl.-Ing. Christian Tenhumberg
Noffz ComputerTechnik GmbH
Tempelsweg 24A
47918 Tönisvorst
Tel.: +49-(0)2151-99878-46
Fax: +49-(0)2151-99878-88
christian.tenhumberg@noffz.com
http://www.noffz.com/

Dipl.-Ing. Wilfried Noffz
Noffz ComputerTechnik GmbH
Tempelsweg 24A
47918 Tönisvorst
Tel.: +49-(0)2151-99878-11
Fax: +49-(0)2151-99878-88
wilfried.noffz@noffz.com
http://www.noffz.com/

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