Desarrollar equipo de pruebas digital para comunicaciones de aeronaves de la marina usando NI LabVIEW y la plataforma PXI

Terry Stratoudakis, P.E., ALE System Integration

"Las capacidades de análisis de LabVIEW fueron fundamentales para filtrar y crear referencias cruzadas de los resultados desde múltiples categorías de pruebas para identificar defectos de circuitos."

- Terry Stratoudakis, P.E., ALE System Integration

El desafío:

Desarrollar un sistema de pruebas pequeño y versátil que imita las comunicaciones internas de una aeronave militar y analiza las comunicaciones para precisión e integridad.

La solución:

Usar el entorno de programación gráfica NI LabVIEW, el software NI Digital Waveform Editor y hardware PXI para diseñar y desarrollar un sistema de pruebas flexible e integral.

Autor(es):

Terry Stratoudakis, P.E. - ALE System Integration
Lawrence M. David Jr - ALE System Integration

 

Cuando a una firma local de electrónicos de alta tecnología le fue otorgado el contrato para abastecer un hub de interfaz de comunicación para una aeronave de vigilancia naval, también se le asignó la tarea de diseñar equipo de pruebas digitales (DTE) para verificar la funcionalidad inicial de la interfaz y proporcionar verificación continua por 20 años de mantenimiento en campo. Usando una plataforma PXI de National Instruments, ALE System Integration proporcionó experiencia en la integración de hardware y el desarrollo de software para el sistema.

 

 

Requisitos del Sistema

La unidad de interfaz (el producto final probado) fue diseñada para coordinar todo el enrutado de señales analógicas y digitales de la aeronave, incluyendo el intercom interno, radio externo, radar y toda la instrumentación. La interfaz necesita procesar correctamente todas las señales adecuadas e ignorar señales alteradas y ruido. Para verificar esta funcionalidad, el DTE necesitaba aplicar todas las señales válidas e inválidas e interpretar las respuestas de la interfaz.

 

Además de verificar la funcionalidad de la aeronave, el DTE necesitaba tener la capacidad de realizar una operación de autocomprobación y la flexibilidad de realizar una verificación del diseño a tiempo incluyendo todas las pruebas de vuelo; pruebas adicionales de interferencia electromagnética y una serie de pruebas físicas como prueba de vida altamente acelerada (HALT), atmosfera explosiva, atmosfera salina y ciclos térmicos. El DTE también tenía que ser capaz de aplicar e interpretar el amplio rango de señales en la aeronave incluyendo audio analógico, serial (9600 baudios), digital de alta velocidad (5HZ) y MIL-STD 1553, un bus de datos serial, estándar y militar que tiene una doble capa de línea física balanceada, multiplexado de división del tiempo y un protocolo de comando/respuesta de dúplex media.

 

Diseñar el DTE con hardware PXI de National Instruments

El DTE fue implementado usando un controlador embebido NI PXI-8196 que contiene los siguientes módulos: NI PXI-6513, NI PXI-6542, NI PXI-2569, NI PXI-6511 y NI PXI-4060.

 

El módulo PXI-6542 se utilizó a una velocidad de reloj de 20 MHz asignando cuatro bits por pulso del reloj del dispositivo bajo prueba (DUT) de 5 MHz, mejorando así la precisión de la prueba. El software NI-HSDIO redujo considerablemente el tiempo de desarrollo. El sistema también incluía un Condor QPC-1553 de GE Fanuc Embedded Systems que incluía controladores de LabVIEW para posteriormente simplificar el desarrollo del software.

 

También usamos dos fuentes de alimentación programable, un suministro AC de 3 fases (GPIB) a 400 Hz para imitar la potencia de la aeronave y un suministro DC (USB) para imitar circuitos de alimentación interna. Ambas fuentes de alimentación programables fueron conectadas al sistema vía los puertos USB y GPIB del controlador embebido PXI-8196.

 

Analizar datos de pruebas digitales con LabVIEW

Con una interfaz de usuario gráfica (GUI) desarrollada usando software LabVIEW, el técnico experimenta mayor flexibilidad al configurar ejecuciones de pruebas de cualquiera de las 10 categorías de pruebas, además de una autocomprobación del DTE. Las habilidades de análisis de LabVIEW fueron útiles para filtrar los resultados y crear referencias cruzadas desde múltiples categorías de pruebas para identificar defectos de circuitos.

 

Una restricción de este proyecto fue el desarrollo simultáneo del sistema de pruebas y la unidad de interfaz. Sin embargo, dos ventajas principales de usar LabVIEW para desarrollar este sistema fueron las capacidades de generación de prototipos y depuración, incluyendo pruebas personalizadas y una ejecución destacada. El código desarrollado para el sistema de pruebas fue reutilizado para llevar a cabo pruebas del sistema con regularidad.

 

Logramos desarrollar el sistema de pruebas con cambios continuos en la especificación y brindar un soporte invaluable a nuestro cliente en su propio proceso de desarrollo. La clave del éxito fue el software NI Digital Waveform Editor. Con esta herramienta, nuestro cliente creó archivos de forma de onda digital usando el editor, los cuales después introdujimos en el sistema de pruebas. Fue fácil para nuestro cliente revisar el archivo de datos digitales resultante.

 

En general, fue una excelente experiencia para nuestro cliente. Al usar LabVIEW y la plataforma PXI, entregamos software más rápido de lo que nuestro cliente esperaba y logramos integrarnos fácilmente con su equipo.

 

Información del autor:

Terry Stratoudakis, P.E.
ALE System Integration
Estados Unidos
Tel: (631) 421-1198
terry@aleconsultants.com

Usando la plataforma PXI de National Instruments, ALE System Integration desarrolló un sistema para probar equipo de comunicaciones en aeronaves navales.