Emulador de instrumentos de aviónica militar

Autor(es):

Francisco Prats Quilez - Find this author in the NI Developer Community
Diego Mejias - Tecnobit
Jose Luis Torija - Tecnobit
David Pinedo - Tecnobit
Juan Diaz - Tecnobit
Dmytro Randchenko - Tecnobit
Manuel Delgado - Tecnobit
Tomas Bautista - Tecnobit

Introducción

La empresa TECNOBIT es capaz de cubrir todo el ciclo de vida completo de todos los sistemas y equipos que diseña y produce, ya que se trabaja en estrecha colaboración con los clientes, analizando sus necesidades para diseñar productos o sistemas específicos que puedan satisfacer los requisitos más exigentes. También desarrolla hardware y software específico para sus productos, diseñando prototipos, validando el diseño y cumpliendo con el proceso de certificación de los equipos de aviónica.
La aviación militar es un sector donde continuamente se están desarrollando y actualizando instrumentos con nuevas funcionalidades, que han de ser verificados antes de integrarlos en el avión. La empresa Tecnobit, empresa puntera en España en el desarrollo de este tipo de instrumentos, cuenta con un departamento de pruebas encargado de realizar esta verificación.

Diseño y desarrollo

Tecnobit ha desarrollado una aplicación en LabVIEW para la emulación de diferentes instrumentos de un avión de combate que se comunican con el display Multifunción. En una ventana inicial, figura 1, podemos seleccionar si queremos entrar en la opción de emulador de instrumentos del avión, la opción de gestión directa de instrumentos integrados en el chasis PXI o configuración de dichos instrumentos.

Las tarjetas integradas en el chasis PXIe se van a comunicar con un PC industrial a través de un controlador PXIe – PCIe. Además, se va a utilizar una fuente de alimentación para alimentar la tarjeta de adaptación de señal de las interfaces y un monitor que representara la imagen del display.
Los instrumentos simulados son los siguientes:

     • Computador de Misión:
Para emular este computador del avión se va a utilizar una tarjeta PXIe de bus 1553, de la empresa AIM, en modo computer. Se ha desarrollado una aplicación en LabVIEW capaz de generar tramas de datos 1553, en código ensamblador, que se envian al Display Multifunción. Además, continuamente se leen las diferentes tramas para monitorizar el estado del Display.

     • Head Unit Display (HUD):
Con una tarjeta – DAQ vamos a recibir las señales de deflexión generadas por el Display Multifunción para que sean procesadas por LabVIEW y generen una imagen 2 dimensiones con la simbología del HUD. La figura 2 muestra una imagen Test de simbología.

Además, el HUD y el Display se envían tramas de datos por un protocolo serie customizado respecto al estándar, por lo que se ha tenido que utilizar una tarjeta PXIe HS-DIO para emular esta interfaz.

     • Throttle:
Se ha utilizado una tarjeta PXIe – DAQ para generar las señales analógicas del Throttle del avión. En la aplicación LabVIEW tendremos una gráfica con la que podemos simular el Throttle con el ratón.

     • Instrument Panel:
Se ha utilizado una tarjeta PXI - DIO con la que emular diferentes señales discretas del avión.

     • Radar:
La aplicación desarrollada es capaz de generar una modificación del estándar de video RS343, con la que podemos emular el video del Radar del avión utilizando una tarjeta PXI - Analog video generator. Se utilizará una tarjeta PXIe - Oscilloscope para comprobar que el patrón de video no se ha degradado en pruebas de estrés, para ello se ha desarrollado una aplicación en LabVIEW que procesa la trama de video y lo compara con los valores esperados en condiciones normales.
Por otra parte, el radar es capaz de enviar simbología al display multifunción a través de tramas de datos serie con interfaz customizado. Para emular estas tramas se ha utilizado la tarjeta PXIe HS-DIO.

     • Flir:
El video Flir del avión tiene un formato RS170, que se ha conseguido a partir de modificar el estándar NTSC. Para generar este patrón de video se ha utilizado una tarjeta PXI Waveform Generator y un segundo canal de la tarjeta PXIe – Oscillospe, para adquirir el patrón como feedback, tras el procesado de video interno del Display.

Cada uno de los instrumentos se ejecuta en un hilo dentro de la aplicación Labview y con el hilo principal se va a controlar de la interfaz. Además, esta plataforma realiza otras funcionalidades, de menor importancia, que no han sido descritas.

Aplicación de Test Core SW

Adicionalmente a la aplicación desarrollada en Labview, Tecnobit ha desarrollado una herramienta, denominada Core SW, en lenguaje C#. En esta aplicación se realizan test de verificación, cualificación y producción, donde se pueden generar informes con el formato definido en la empresa. Debido a la complejidad de mucho de los test en lenguaje C#, se ha optado por desarrollarlos en LabVIEW y posteriormente generar un archivo .dll para que pueda ser utilizado dentro de la herramienta Core SW.

Conclusiones y Futuros proyectos

En el presente trabajo se ha utilizado el software LabVIEW para desarrollar un emulador de instrumentos de aviónica, que en futuros proyectos puedan ser utilizados dentro de bancos de pruebas de aviónica civil y militar. Con este tipo de plataforma, la empresa Tecnobit es capaz de verificar sus instrumentos de aviónica militar, como por ejemplo un Display Multifuncion que actualmente está en fase de desarrollo.

Información del Autor:

Francisco Prats Quilez
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