Equipo Automático de Pruebas Para Controlador de Sistema de Riego

Ing. Rodolfo Rentería Rivera, Testing House de México S. de R.L. de C.V.

"Gracias a la gran variedad de instrumentos disponibles por National Instruments bajo la plataforma PXI y al poderío del lenguaje LabVIEW, fue posible la culminación de este proyecto en excelente tiempo y forma. "

- Ing. Rodolfo Rentería Rivera, Testing House de México S. de R.L. de C.V.

El Reto::

Diseñar y construir un sistema automático de prueba funcional (ATE) para controladores de riego que soporte una gran variedad de modelos, tanto para el mercado americano como para Europa y Australia.

La Solución:

Se diseñó un equipo de pruebas automáticas que interactúa con la unidad bajo prueba (UUT) a través de un firmware embebido en su microcontrolador especialmente diseñado con este propósito. El equipo de prueba debió de emular a un ser humano en el sentido de tener la capacidad de presionar botones, girar perillas, “ver” la iluminación de un LED y “leer” los mensajes desplegados en una pantalla de LCD. Así mismo, debió de ser capaz de medir parámetros eléctricos aplicados a las válvulas de agua que componen el sistema de riego.

Introducción:

En el mundo de las pruebas de manufactura con sistemas ATE el objetivo es probar el funcionamiento de los productos de la forma más rápida y eficiente posible, ya sea cada una de sus partes de forma individual o el producto completo bajo un ambiente de trabajo lo más parecido a la realidad. Para los ATE de prueba funcional el reto es mayor pues el sistema debe emular algunas funciones como las manos y los ojos de un ser humano quien es el usuario final del producto. Afortunadamente existe tecnología disponible comercialmente que se puede utilizar para integrar sistemas que resuelvan estos retos.

 

Descripción de la Aplicación:

El ATE cuenta con un cabezal de prueba equipado con cuatro actuadores neumáticos para presionar botones, dos actuadores neumáticos para accionar dos interruptores deslizables, un actuador giratorio accionado por un motor de pasos para un interruptor circular, una cámara monocromática, un sistema multiplexado de medición de corriente y un complejo sistema mecánico y neumático para acceder a los puntos de prueba dentro de la unidad.

 

El ATE interactúa con el firmware de prueba embebido en la UUT que se invoca al accionar simultáneamente cuatro botones del panel frontal mientras la UUT está siendo energizada por primera vez. El control de los cilindros neumáticos así como la lectura de los sensores de posición se efectúa mediante un módulo industrial de E/S digitales (NI PXI-6515). Una vez que la UUT está en “modo de prueba”, el ATE efectúa una serie de ejercitaciones a todos los controles del panel frontal mientras el sistema de visión corrobora la respuesta de esta ejercitación mediante la lectura de los mensajes desplegados en la pantalla de cuarzo líquido de la UUT. El sistema de visión consiste de una cámaraIEEE 1394 monocromática y un software para reconocimiento óptico de caracteres (OCR) de National Instruments. Las salidas digitales son multiplexadas mediante relevadores para luego ser medidas mediante un transductor inductivo. La salida del medidor de corriente inductivo es conectada a una tarjeta de adquisición de datos NI PXI-6255 la cual mide el ancho de los pulsos de forma rápida y confiable.

 

La aplicación fue diseñada con LabVIEW y cuenta con una interfaz de usuario muy amigable. Para un adecuado manejo de la información, ésta cuenta con tres niveles de seguridad. Algunas de las funciones más importantes que dependen del nivel de seguridad son: la modificación de la secuencia de prueba, cambios a la configuración de funcionamiento del secuenciador, diagnóstico y ajuste de los instrumentos, y depuración del programa de pruebas. Por último, la aplicación almacena toda la información de las mediciones en tiempo real en archivos de texto para su trazabilidad. De igual forma genera archivos en rutas diferentes y configurables para reportar las unidades que fallaron.

 

Conclusión:

Gracias a la gran variedad de instrumentos disponibles por National Instruments bajo la plataforma PXI y al poderío del lenguaje LabVIEW, fue posible la culminación de este proyecto en excelente tiempo y forma. Es admirable cómo con sólo un rack pequeño PXI pudimos contener tantos instrumentos. Todo el control mecánico se llevó a cabo utilizando un solo módulo de E/S digitales y un módulo de control para motor de pasos. Para el sistema de visión con OCR, sólo se requirió de una cámara de bajo costo y un módulo de comunicación y control. Combinando un módulo de adquisición de datos de alta velocidad con las funciones poderosas de análisis y tratamiento de señales que tiene LabVIEW, pudimos ofrecer una excelente solución para el reto de ingeniería que representó esta aplicación.

Figure 1. Imagen del sistema automático de prueba.
Figure 2. Interfaz de usuario.
Figure 3. Tablero de control.
Figure 4. Rack de instrumentos.