Una dintre cele mai mari provocări ale inginerilor atunci când lansează pe piață un produs, este optimizarea lui pe baza rezultatelor obținute din testarea și evaluarea performanței acestuia.
Odată cu procesul de optimizare mai vin alte două provocări, cea strategică și logistică:
- timpul care pune presiune continuu pe orice manager de proiect și totodată pe echipa de dezvoltare a produsului;
- spațiul fizic folosit în laborator și amplasarea în puncte strategice din procesul de testare a echipamentelor necesare îndeplinirii cerințelor de testare.
Provocare
Dezvoltarea unui sistem de testare automatizat pentru optimizarea și caracterizarea completă a produsului conform standardelor internaționale și celor de exigență internă proprii companiei.
O altă caracteristică importantă a acestui sistem de testare a fost reprezentată de posibilitatea introducerii mai multor senzori simultan și selecție acestora în camera climatică. Acest aspect a permis realizarea unor măsurători statistice de caracterizarea și optimizarea mai eficientă a produsului si posibilitatea testării selective.
Provocările mai sus menționate au fost rezolvate prin realizarea unui sistem de tip rack, cu echipamente care permit testarea produsului din punct de vedere parametric si funcțional. De asemenea, acesta permite executarea testelor necesare optimizării produsului.
Soluție
Punctul central al soluției de testare s-a axat pe unitatea de măsură și comutare Keysight care permitea atât acoperirea cerințelor actuale cât și extinderea capacitații de măsurare și testare viitoare. Astfel, soluția dezvoltată a devenit scalabilă.
Al doilea pas a fost identificarea unui rack care să permită încorporarea echipamentelor necesare, controlul precis al temperaturii și un management eficient al cablajelor.
Testarea produsului pe întreg spectrul de temperaturi a fost realizată prin instalarea unui sistem mecanic de selectare și deplasare a țintei (design conceput de IFM Efector) pe camera climatică. Acest sistem mecanic se deplasa cu ajutorul a 2 motoare pas cu pas – DC controlate din software-ul de automatizare al întregului proces de testare.
Echipamentele au fost conectate la rețeaua LAN internă a rack-ului astfel permițând comunicarea externă prin intermediul rețelei wireless. Managementului conexiunilor între camera climatică și rack s-a dorit a fi cât mai simplu, acest lucru facilitând mutarea fizică a echipamentului prin simpla deconectare a cablului de alimentare de la rețea.
Automatizare Software
Aplicația Thermal Chamber Automation are scopul de a automatiza procedurile de testare Sensing Range + Histerezis, Useful Sensing Range, Voltage Drop, Leakage Current, No-Load Current și Short-Circuit Threshold pentru senzorii inductivi. Software-ul oferă posibilitatea de conectare, control și monitorizare a echipamentelor aflate în rack, a camerei climatice și a sistemului mecanic de selecție al senzorilor.
Soluția de automatizare software a început prin definirea arhitecturii sistemului pe baza specificațiilor clientului. Aplicația a fost proiectată să îndeplinească criteriile de scalabilitate, extensibilitate și modularitate. Următorul pas a implicat dezvoltarea și integrarea de drivere pentru: Camera Climatică Vötsch, Stepper Motor, Comparator Digital, Power Supply-ul Rohde & Schwarz, Switch Unit-ul Keysight, Electronic Load-ul Keysight, Multimetrul Digital Keysight si Osciloscopul Rohde & Schwarz.
Prin intermediul aplicației de automatizare a camerei climatice se va seta temperatura dorită în camera climatică si se va aștepta atingerea echilibrului termic înainte de începerea testului. Testul va continua prin calibrarea sistemului mecanic și realizarea măsurătorii de distanță a celor 6 senzori aflați în camera climatică.
Software-ul permite selectarea parametrilor și alegerea tipurilor de testare. Pentru o verificare suplimentară a rezultatelor, utilizatorul poate de asemenea selectata numărul de repetări ale testului. Rezultatele diferite între reparații (parametrii de testare identici) indică un defect al produsului.
În timpul testării, utilizatorul are capacitatea de vizualizare live a rezultatelor testului prin intermediul interfeței grafice și poate oricând verifica statusul și progresul testului din aceasta interfață. Rapoartele cu date de testare, inclusiv grafice, pot fi generate și salvate la sfârșitul fiecărui test.
Părțile sistemului de testare:
Cameră Climatică Vötsch – modificare și menținere temperatură dorită pentru DUT-uri;
Stepper Motor– deplasare țintă pentru calibrare, modificare poziție senzori și măsurare parametrii necesari în vederea soluționării testelor de Sensing Range + Histerezis, Useful Sensing Range, Voltage Drop, Leakage Current, No-Load Current și Short-Circuit Threshold;
Comparator digital– afișarea, măsurarea și salvarea distanței la care ținta se află față de senzorul testat;
Power Supply Rohde & Schwarz – alimentare senzori;
Unitatea de Măsură și Comutare Keysight
Electronic Load Keysight
Multimetru Digital Keysight – măsurare mărimi fizice pe care unitatea de măsură și comutare Keysight nu le putea executa;
Osciloscop Rohde & Schwarz – măsurare parametri dinamici și tranzitorii.
Interfața utilizatorului a fost structurată în 3 părți:
Configuration – divizată la rândul ei în 2 părți: configurare instrumente și configurare test.
Configurarea de instrumente permite vizualizarea statusului, tipurilor si modelelor de instrumente utilizate și permite selectarea resurselor VISA I/O de comunicare. Aplicația memorează conexiunile finalizate cu succes și îndeplinește conectarea automată la următoarele rulări ale aplicației.
Configurarea testului este folosită pentru setarea parametrilor generali de rulare a motoarelor pas cu pas – DC, resetarea motoarelor, citirea statusului bateriei de alimentare a comparatorului digital, selectarea datelor de test (număr proiect, număr articol, dimensiune țintă, etc.) și generarea de rapoarte Excel cu rezultatele testelor rulate. Rapoartele se generează și salvează local prin simpla selectare, din lista testelor rulate pana acum, a testului dorit;
Test Setup – definire setup pentru sursa de alimentare, camera climatică, selectare fișier configurare pentru unitatea de măsură și comutare Keysight, selectare fișier setup pentru osciloscop și setare parametrii specifici testului rulat; Tot aici este integrată și opțiunea de rulare manuală a testului pentru execuția de secvențe scurte, specifică procedurii de testare.
Graphs – folosite pentru testul Sensing Range + Histerezis unde ajută utilizatorul să vizualizeze cu ușurință evoluția sensing range-ului și hysteresis-ului la diferite temperaturi.
La predarea proiectului, după instruirea personalului care va folosi echipamentul, a fost predat și manualul de utilizare al echipamentului, manual care descrie în amănunt aplicația software și modul de utilizare al acestuia.
