Puolijohdereleiden testilaitteiston toteutus LabVIEW-ohjelmointiympäristössä

Abstract

Insinöörityön tehtävänä oli suunnitella ja toteuttaa puolijohdereleiden testilaitteisto LabVIEW-ohjelmointiympäristössä. Työ tehtiin Delcon Oy:lle vanhasta testilaitteistosta saatujen kokemuksien pohjalta. Helppokäyttöisyys ja luotettavuus olivat sovelluksen tärkeimmät vaatimukset.

Uuden laitteiston oli määrä poistaa vanhaa kokoonpanoa häirinneet mittausvirheet sekä nopeuttaa testausprosessia. Mittaustapahtuman raja-arvot tuli voida lukea taulukosta ja mitatut arvot tallentaa vastaavasti taulukkomuotoon. Raja-arvotaulukoiden lisääminen testilaitteistoon oli määrä tehdä helpoksi, jotta uusien tuotteiden testaaminen onnistuisi vaivattomasti. Testilaitteiston tuli olla tietotekniikkaa osaamattomalle peruskäyttäjälle mahdollisimman helppokäyttöinen sekä toimintavarma.

Testilaitteistoon valittiin USB-liitäntäiset mittauskortit, jotta laitteiston siirrettävyys olisi mahdollisimman hyvä tietokoneesta toiseen. Sovelluksessa käytettiin Master & Slave -rakennetta, jolla saatiin erotettua käyttöliittymä- ja testausosiot luontevasti toisistaan. Edellisestä testilaitteistosta poiketen jännitelähteet mitoitettiin siten, että laitteistolla saatiin testattua kaikki Delcon Oy:n valmistamat puolijohdereleet.

Lopullinen testilaitteiston versio jäi raja-arvojen hienosäätöä vaille valmiiksi. Ylikuulumisesta ja mittauskytkennästä johtuvien rajoitteiden vuoksi testilaitteistosta ei saatu viritettyä tarkkuusmittalaitetta. Toiminnallisuus rajoittui viallisten tuotteiden havaitsemiseen, sillä yksilökohtaisia eroja ei saatu luotettavasti mitattua. Peruskäyttäjälle oleellisen virheellisten tuotteiden havaitsemisen laitteisto hoitaa kuitenkin sekä nopeasti että luotettavasti. Testattava tuote sekä erätunnus olisi tulevaisuudessa mahdollista lukea järjestelmään työmääräimen viivakoodista erillisen viivakoodinlukijan avulla. Näin päästäisiin eroon inhimillisestä virheestä, joka aiheutuu käyttäjän virhelyönneistä näppäimistöllä.

The purpose of this thesis was to design and implement a test bench for solid state interface relays. The project was done for Delcon Oy using the feedback provided by the users of the old test bench. Usability and reliability were the key requirements for the application.

The new test bench was designed to get rid of measurement errors and to speed up the testing procedure. The limiting values used in testing had to be read from a tab delimited text file or a spreadsheet. Also the measured data had to be saved in spreadsheet form for later use. The adding of new spreadsheets containing the limiting values were to be made easy so new products could be added effortlessly to the test bench by the product development department in the future. The application had to be usable and reliable when operated by basic level users.

USB-based data acquisition hardware was chosen to maximize portability from one workstation to another. A design hierarchy called the Master & Slave structure was implemented to separate the interface and testing segments of the application. The power sources of the system were carefully chosen so that all of the Delcon-relays could be tested efficiently.

Final version of the test bench application included full functionality, only the adjustment of limit values was left to the product development department. Due to unexpected crosstalk and limitations of the measurement circuit, the test bench could not be used as a precision measurement device. The key requirement of detecting faulty products was implemented successfully. In the future the test bench could be implemented with a barcode reader to minimize the chance of human error occurring at the input of the product type and ID.