دستگاه تست کننده انواع بردهای آنالوگ (Tester)

دستگاه تستر از مجموعه ای از مدارات تشکیل شده که یک قطعه الکترونیکی (مانند انواع آی سی) یا الکترومکانیکی (مانند انواع رله) یا بردهای الکترونیکی (مانند درایور موتور و انواع فیلترهای آنالوگ) را تحت تست DC و AC و اهمی و زمانی قرار داده و مشخصات دقیق مورد نظر را با دقتی بسیار بالا اندازه گیری و گزارش می نماید. پایداری بالای سیستم تستر و نیاز به کالیبراسیون در دوره های طولانی از ویژگی های این دستگاه تستر می باشد.

Electrical Testers | Instrumart

اجرای سخت افزاری

به طور کلی سخت افزار این دستگاه تستر متشکل از اجزای زیر می باشد:
1. یک  میکروکنترلر سرعت بالا و صنعتی
2.  FPGA برای راه اندازی ADC و DAC ها و اندازه گیری دقیق زمان
3. یک نمونه بردار ۲۴ بیتی کم نویز (ADC)
4. یک مبدل دیجیتال به آنالوگ ۱۶ بیتی کم نویز (DAC)
5. مدارات آنالوگ جهت بافرینگ و تقویت سیگنالها متشکل از آپ امپ های بسیار کم نویز
6. رله های مخابراتی جهت ایجاد ماتریس رله برای برقراری ارتباط با ورودی و خروجی های قطعه تحت تست
7. آداپتور های ایزوله جهت تولید ولتاژهای مثبت و منفی مورد نیاز دستگاه
8. رابط USB به جهت ارتباط با رایانه
9. کانکتورهای مناسب اتصال به قطعه تحت تست
10. پلکسی روی پنل
11. چمدان مخصوص (یا رک)

 

بلوک دیاگرام

بلوک دیاگرام دستگاه تستر را در شکل زیر مشاهده می کنید:

 

رله های مخابراتی

معمولا برای اجرای کامل تست های مورد نظر کارفرما بهترین راه حل برقراری ارتباط هر یک از ورودی و خروجی های قطعه تحت تست با استفاده از نمونه بردار جهت اندازه گیری ولتاژ مورد نظر و همچنین ارتباط آنها با زمین مدار جهت اجرای تست اهمی می باشد.
همچنین پین های ورودی قطعه تحت تست بایستی توانایی دریافت از مولد سیگنال (یعنی DAC) را داشته باشند.
بنابراین هریک از پین های مزبور توسط سه عدد رله مخابراتی به ADC و DAC و GND متصل می گردد.
با این آرایش ماتریس رله ها تشکیل شده و این امکان نیز فراهم آمده که در آینده امکان تعریف تست های بیشتر بدون تغییر در سخت افزار عملی باشد.

 

نمونه بردار (ADC)

نمونه بردار مورد استفاده در دستگاههای تستر این شرکت با رزولوشن ۲۴ بیتی با سرعت نمونه برداری تا ۲.5MS/s می باشد که سطح نویز بسیار پایینی دارند. این مبدل در سرعت مناسب تست مورد نظر راه اندازی شده و نمونه های آن متوسط گیری می گردند تا سطح نویز بسیار کمتری داشته باشیم.

 

مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC)

مبدل دیجیتال به آنالوگ مورد استفاده در دستگاههای تستر این شرکت به صورت ۸ کاناله و ۱۶ بیتی می باشد. بازه ولتاژ خروجی آن وسیع بوده و داده های ورودی آن از میکروکنترلر سرعت بالا و یا FPGA دریافت می گردد. در مراحل تست AC میکرو کنترلر دستگاه وظیفه دریافت اطلاعات اولیه سیگنال سینوسی نظیر دامنه، فرکانس و آفست از رایانه را به عهده داشته و سیگنال سینوسی متناظر با آن را تولید نموده و به صورت اعداد ۱۶ بیتی به DAC انتقال می دهد.
برای تولید سیگنال DC هم با ارسال دامنه از رایانه سیگنال DC با دامنه مورد نظر تولید می گردد.

 

منابع تغذیه

ولتاژ های مورد نیاز تست قطعه و یا برد الکترونیکی نظیر +15V و -15V توسط دو عدد آداپتور ۲۴ ولتی ایزوله شده تولید و رگوله میشوند.
یکی از آداپتورها برای تولید ولتاژ مثبت و دیگری برای تولید ولتاژ منفی استفاده می شود.
با توجه به اینکه جریان کشیده شده از منابع تغذیه +15V و -15V بایستی در طول تست مانیتور گردد، از ADC  ها برای مانیتورینگ دائمی این جریانها استفاده می گردد.
اندازه گیری ولتاژ منابع در مرحله Self Test صورت گرفته و مقادیر در برنامه کامپیوتری نمایش داده می شوند.

 

ارتباط دستگاه تستر با رایانه

با استفاده از مبدل USB  دستگاه تستر قادر به ارسال و دریافت داده به رایانه و برنامه تحت LabVIEW می باشند. داده های ارسالی از رایانه به دستگاه شامل مقایر ولتاژ DC جهت استفاده در تست DC، و دامنه و فرکانس موج سینوسی به میکروها جهت تولید سیگنال در تست AC و فرمانهای قطع و وصل ماتریس رله ها می باشد. داده های دریافتی رایانه از میکروکنترلرها شامل مقادیر نمونه برداری شده مبدل ADC از طریق پورت USB 2.0 High Speed به صورت آنلاین به رایانه منتقل می شود. همچنین جریان منابع تغذیه به صورت مداوم نمونه برداری شده و همچنین وضعیت قطع و وصل بودن رله ها به صورت آنلاین به رایانه منتقل می گردد.

 

کانکتورهای ارتباطی دستگاه تستر و برد درایور

کانکتور های نصب شده بر روی دستگاه تستر که وظیفه ارتباط با قطعه تحت تست را بر عهده دارند یکی از مهمترین قسمت های دستگاه تستر می باشد.
معمولا سه نوع کانکتور جهت اتصال قطعه تحت تست به دستگاه تستر معرفی می گردد:
1. روی پلکسی دستگاه تستر سوکت های متناسب تعبیه گردد به طوریکه قطعه تحت تست دقیقا روی آن بنشیند.
اما از آنجا که تعداد پین های قطعه تحت تست ممکن است زیاد باشد، اتصال و انفصال قطعه به دستگاه اگر به صورت عمودی صورت نگیرد و زاویه دار باشد موجب خرابی تدریجی سوکت های  روی دستگاه و قطعه تحت تست و خمیدگی پین ها می شود. برای رفع این مشکل با استفاده از گیره های کلمپی قطعه تحت تست به صورت عمودی به دستگاه تستر متصل و جدا می گردد.

 

۲. استفاده از پین های فنری نیز راه حل مناسبی می باشد.
با استفاده از فشارگیره کلمپی اتصال پین های قطعه تحت تست به دستگاه تستر به نحو مطلوبی برقرار می گردد.
این روش مناسب برای تست قطعه ها با تعداد بالا می باشد.
اما به تدریج خاصیت فنری پین ها کاهش می یابد و بایستی پس از مدتی تعویض صورت گیرد.

 

۳. استفاده از کابل که یک سر آن توسط کانکتور DSUB به دستگاه تستر وصل شود و سر دیگر آن به سوکت قطعه تحت تست متصل می شود. در این روش ساخت کابل مناسب و مستحکم اهمیت ویژه ای دارد و برای قطعات تحت تست که بایستی تحت ارتعاش نیز قرار بگیرند مناسب می باشد.
استحکام و دوام کابل نسبت به روش های قبل کمتر می باشد.

 

 

۴. استفاده از ZIFT Connector نیز راه مناسبی می باشد.
این کانکتور قابلیت اتصال به سوکت های استاندارد قطعات الکترونیکی را دارا می باشد و به راحتی بر روی پلکسی دستگاه تستر تعبیه می گردد.
این کانکتور مناسب برای قطعات الکترونیکی و آی سی های استاندارد می باشد.

نرم افزار

نرم افزار دستگاه تستر در محیط لب ویو توسعه یافته و به صورت متن باز (Open Source) به کارفرما ارائه می گردد تا در آینده نیز بتواند تغییراتی در برنامه و محیط گرافیکی اعمال نماید.
این نرم افزار از طریق پورت USB با دستگاه تستر ارتباط برقرار کرده و مراحل تست انجام می گردد.
برای هر مرحله از تستها یک Tab در نرم افزار طراحی گردیده است.
به طور مثال به شکل های زیر توجه فرمایید:

 

صفحه مربوط به تست DC

 

 

صفحه مربوط به تست فیلتر پایین گذر با دقت یک هرتز:

 

صفحه مربوط به تست فیلتر میان گذر:

لازم به ذکر است که قیمت ذکر شده برای این دستگاه بر اساس قیمت نمونه کار قبلی می باشد و  بسته به نوع و دقت تست تعریف شده برای قطعه مورد نظر کارفرما قیمت تعیین می گردد.