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Ishan Patel, líder de ingeniería de sistemas, Optimized Solutions Limited (OSL)
Sintu Punnoose, ingeniero sénior de aplicaciones, NI
OSL innova en la industria espacial de la India al ofrecer sistemas automatizados (ATS) que prueban diferentes convertidores DC-DC de potencia nominal y reducen 10 veces el tiempo de prueba en comparación con los enfoques tradicionales.
Como elemento central del ATS, el sistema modular PXI Express de NI controla las fuentes de alimentación y las cargas electrónicas, adquiere datos de pruebas y analiza datos para evaluar el rendimiento del DUT.
La solución ATS de OSL cumple con los requisitos de pruebas a nivel de tarjeta y de paquete, incluyendo soporte para probar múltiples dispositivos bajo prueba (DUT) simultáneamente con diferentes algoritmos de ajuste.
Sintonizar, probar y validar una fuente de alimentación de carga útil satelital requiere la caracterización de los parámetros eléctricos del convertidor DC-DC. Se deben probar diferentes DUTs de potencia nominal con múltiples especificaciones para garantizar que la potencia regulada llegue a todos los subsistemas. Las metodologías tradicionales pueden tardar hasta siete días en ajustar un DUT; los resultados de la prueba se capturan manualmente, lo que puede resultar en un tiempo total de prueba superior a un mes.
La solución de OSL prueba dos DUTs de convertidor DC-DC simultáneamente, incorporando 20 pruebas paramétricas, eléctricas, críticas y diferentes, como pruebas de aislamiento y estabilidad. El ATS tiene un solo rack de 19 pulgadas con múltiples instrumentos NI PXI junto con una aplicación de pruebas basada en LabVIEW. La solución aumenta el rendimiento del sistema, minimiza el riesgo de error humano y reduce 10 veces el tiempo de prueba en comparación con los métodos tradicionales.
Un convertidor DC-DC es un dispositivo eléctrico que convierte fuentes de corriente continua (DC) de un nivel de voltaje a otro. En otras palabras, un convertidor DC-DC toma un voltaje de entrada DC y genera un voltaje DC diferente. Los sistemas de administración de energía, como los convertidores DC-DC, administran o convierten la energía dentro de sistemas más grandes, como los que se encuentran en las cargas útiles de los satélites, para aplicaciones como bajo-conversión y alto-conversión de una fuente de corriente continua de un nivel de voltaje a otro.
Figura 1: Diagrama de bloques del convertidor DC-DC
Ya sea al realizar validación del diseño antes de la fabricación o al evaluar un convertidor DC-DC para su posible uso en un sistema de carga útil satelital, la necesidad de pruebas repetibles y precisas es esencial. Las secuencias de prueba estándar del convertidor DC-DC miden criterios de rendimiento como precisión de voltaje, eficiencia, regulación de línea/carga y respuesta transitoria.
Se diseñan e implementan cientos de convertidores DC-DC con diferentes especificaciones. El convertidor DC-DC, que en este caso es el DUT, debe pasar por diferentes fases, incluyendo fabricación, sintonización de componentes, pruebas y validación, y en muchos casos la fase que más tiempo consume es el ajuste y las pruebas de componentes.
En la sintonización, se deben emular múltiples resistores y capacitores para verificar el rendimiento del+ DUT. En las configuraciones de prueba tradicionales, estos valores se cambian manualmente cada vez. Después de sintonizar, se evalúa el rendimiento del DUT para verificar que los valores de salida permanezcan dentro de los umbrales de requisitos. Se deben realizar múltiples pruebas con diferentes instrumentos en diferentes configuraciones de prueba, y los resultados de la prueba generalmente se capturan manualmente. Además, el DUT debe probarse en diferentes condiciones ambientales. En general, para completar la prueba de rendimiento del DUT en todas las fases, este proceso suele tardar al menos un mes.
Optimized Solutions (OSL) es un partner de NI y un proveedor líder de servicios de ingeniería de productos para construir según las especificaciones, firmware embebido y servicios completos de administración del ciclo de vida del desarrollo de productos. Fundada en 2005 y ubicada en el estado indio de Gujarat, OSL tiene presencia en toda la India con el apoyo de más de 100 ingenieros. OSL proporciona soluciones y servicios de alta calidad para las industrias espacial, de defensa y OEM.
Esta solución se basa en la plataforma NI PXI Express para sintonización y pruebas (T&T) y pruebas y evaluación (T&E) a nivel de tarjeta para diferentes tipos de convertidores DC-DC. La solución cumple con los requisitos del cliente para aumentar el rendimiento y minimizar los esfuerzos manuales y los errores humanos en las pruebas. También aborda la necesidad de automatizar el proceso de T&T en todas las fases de los DUTs del convertidor DC-DC. El sistema NI PXI Express controla los instrumentos a través del software de aplicación de pruebas desarrollado con LabVIEW. La solución se personaliza para cumplir con requisitos específicos y permite probar dos DUTs simultáneamente con diferentes algoritmos de sintonización en un solo ATS.
Figura 2: Arquitectura del sistema
El sistema NI PXI Express controla las fuentes de alimentación requeridas, las cargas electrónicas y otros equipos de medidas modulares. Además, adquiere los datos de la prueba y analiza los datos para evaluar el rendimiento del DUT. La solución está configurada en un rack fácilmente transportable para permitir su uso en todas las ubicaciones. El siguiente hardware NI PXI se utiliza para la solución ATE:
Todos los instrumentos modulares mencionados anteriormente se colocan dentro de un rack de 19 pulgadas. Un solo conector en ambas paredes laterales del ATS se conecta al DUT utilizando un soporte de montaje dentro del rack, que se adapta al diseño del DUT específico compartido por el cliente.
El requisito de probar el DUT en diversas condiciones ambientales impulsó al equipo a adaptar el diseño del rack móvil para facilitar el transporte.
El módulo de configuración de pruebas ofrece los siguientes beneficios:
Figura 3: Módulo de configuración de pruebas
El módulo de pruebas ofrece los siguientes beneficios:
Figura 4: Interfaz de usuario del módulo de pruebas
Con esta solución ATS, el tiempo de prueba de rendimiento del DUT se ha reducido 10 veces, en comparación con las pruebas manuales. Además, los resultados de las pruebas del DUT son más consistentes y estandarizados a través de una mejor automatización.
Con esta solución universal de pruebas automatizadas de convertidores DC-DC, habilitada por la arquitectura modular de NI y herramientas de desarrollo flexibles, OSL ofrece las capacidades deseadas para pruebas de paquetes de carga útil satelital a los usuarios de Indian Space para probar rápidamente DUTs de convertidores DC-DC. La solución puede adaptarse a diferentes casos de prueba con agilidad y flexibilidad, lo que permite escalabilidad y eficiencia al automatizar los reportes. Con esta solución, el tiempo de prueba se puede reducir 10 veces en comparación con las pruebas manuales, con mejor estandarización y análisis de procesamiento posterior de los resultados de la prueba del DUT.
Un partner de NI es una entidad comercial independiente de NI y no tiene agencia o relación de empresa conjunta con NI y no forma parte de ninguna asociación comercial con NI.
