Введение
Мировая индустрия производит более 2,5 млрд. электронных изделий и устройств в год. Это телефоны и смартфоны, контроллеры управления узлами автомобилей, принтеры, компьютеры и т.д. Основой всех этих устройств является печатная плата. На её поверхности и во внутренних слоях располагаются многочисленные печатные проводники и электронные компоненты (микросхемы, диоды, транзисторы, резисторы и т.д.). Чем сложнее электронное устройство, тем выше вероятность возникновения дефекта при ее производстве и монтаже компонентов. Устранение дефектов (на производстве или, что еще хуже, у потребителя) является трудоемким и дорогостоящим процессом. Накопление видимых и потенциальных дефектов при производстве может привести к бесконечным рекламациям и полностью погрузить компанию в процесс устранения дефектов. Автоматизированное высокоскоростное тестирование печатной платы на всех этапах производства позволяет своевременно локализовать дефекты и отбраковывать изделия. Основными видами тестирования электронных устройств являются автоматическое визуальное тестирование и функциональное тестирование. Визуальное тестирование позволяет выявлять дефекты при монтаже компонентов при помощи систем технического зрения, а внутрисхемное и функциональное тестирование определяют статические и динамические характеристики устройства, их соответствие требуемым параметрам.
Проблема или задача
Для демонстрации возможностей тестовых систем необходимо разработать тестовую систему, которая объединяет в себе автоматическое визуальное тестирование и функциональное тестирование печатной платы.
Решение
Была разработана система для тестирования печатной платы. В качестве тестируемого образца использовалась плата сбора и генерации данных NI 6009. система в автоматическом режиме выполняет визуальное тестирование для подсчета электронных компонентов на печатной плате и тестирование каналов ввода/вывода. Для проверки каналов ввода на них подавался сигнал заданной величины, которая сравнивалась с величиной сигнала, полученной после оцифровки тестовой платой. Для проверки каналов вывода тестовой платой генерировался сигнал заданной величины, которая затем сравнивалась с величиной сигнала, считанной с выходного канала платы системой тестирования. С помощью матричного коммутатора проводилась последовательная проверка всех каналов тестируемой платы. Ход процесса тестирования отображается на экране, и после его окончания система генерирует отчет, который содержит все параметры тестов и их результаты. Тестовая программа, которая содержит последовательность отдельных тестов (визуальное тестирование, тестирование аналоговых вводов, аналоговых выводов) и логику выполнения этой последовательности создавалась в среде NI TestStand. Тесты разрабатывались в среде программирования NI LabVIEW с использованием драйверов для работы с модулем сбора данных NI DAQmx и коммутатором NI SWITCH. Для проведения автоматического визуального тестирования использовался программный модуль NI Vision. Аппаратно система построена на базе шасси PXI-1042 с контроллером 8108. В состав шасси также входили многофункциональный модуль ввода-вывода PXI-6230 и матричный коммутатор PXI-2531 (с терминальный блоком SCC-68). Для проведения визуальной инспекции использовалась смарт-камера NI 1722. Управление сбором и генерацией сигнала тестовой платы проводилось с помощью интерфейса USB. В результате работы был создан демонстрационный система, который выполняет проверку печатной платы на предмет наличия на ней всех электронных компонентов с помощью автоматического визуального тестирования и проверку систем ввода/вывода.
Заказчик
скрыто
Год проекта
2011
Введение
Люминофоры – это вещества, способные поглощать энергию света определенной длины волны и испускать его в видимой, инфракрасной или ультрафиолетовой областях спектра. При производстве порошков люминофоров широко используются системы спектрометрического анализа. Они позволяют оценить качество полученных порошков, либо исследовать влияние различных примесей (активаторов) на получившийся продукт. Это достигается путем определения длины волны поглощенного люминофором света и длины волны излученного им света. Для определения этих длин волн необходимо получить спектр возбуждения и спектр люминесценции соответственно.
Проблема или задача
Стояла задача разработать систему регистрации спектров люминесценции и возбуждения порошков люминофоров, которая состоит из двух монохроматоров и фотодетектора на основе ПЗС матрицы.
Решение
В ходе решения задачи разработана система спектрометрического исследования люминесцентных порошков. Она выполняет следующие функции: регистрацию спектра люминесценции при известной длине волны возбуждения, регистрацию спектра люминесценции при неизвестной длине волны возбуждения (используется два монохроматора), регистрацию спектра возбуждения, регистрацию спектра поглощения. Система состоит из двух монохроматоров Solar Laser Systems M266, фотодетектора на основе ПЗС матрицы HAMAMATSU S5463 и персонального компьютера, на котором работает программное обеспечение. Во время работы необходимо управлять параметрами фотодетектора и отдельными элементами монохроматора, такими как: дифракционные решетки, оптические фильтры, затворы, поворотные зеркала. Алгоритм работы программы должен учитывать автоматическую смену дифракционных решеток и оптических фильтров монохроматора в зависимости от используемой длины волны спектра. Программное обеспечение создано в среде программирования NI LabVIEW с использованием API функций, предоставляемых производителем оборудования. API функции позволяют управлять элементами монохроматора и фотодетектора. Управление монохроматорами и фотодетектором осуществляется с помощью протокола USB. Разработанная система позволила при ограниченном бюджете создать систему исследования люминесцентных порошков, которая включает в себя различные методики получения спектров, в том числе нестандартные методики, используемые заказчиком.
Заказчик
скрыто
Год проекта
2013
Введение
Люминофоры – это вещества, которые преобразуют поглощаемую энергию в световое излучение. В настоящее время люминофоры широко применяются при производстве ламп дневного света, плазменных экранов для современных телевизоров, светящихся меток на знаках и табличках, меток для идентификации ценных бумаг. Одной из важнейшей характеристик люминофора является график интенсивности его излучения в течении заданного временного промежутка.
Проблема или задача
Для нужд компании-производителя люминофоров необходимо было в сжатые сроки разработать систему регистрации интенсивности излучения люминофоров. Система должны была строить график интенсивности излучения люминофора в течении заданного промежутка времени.
Решение
Для решения задачи разработан автоматизированный анализатор спектрально-кинетических характеристик люминофоров. Для регистрации интенсивности излучения применялся полупроводниковый фотоприемник ЛОМО ФПУ-2. Фотоприемник оснащен интерфейсом RS-232. Программное обеспечение осуществляло обмен данными с фотоприемником. Оно работало на персональном компьютере По результатам измерений строился график интенсивности излучения люминофора за заданный временной промежуток. Программное обеспечение создано в среде программирования NI LabVIEW. Модуль обмена данными с фотоприемником по интерфейсу RS-232 разработан с применением модуля NI VISA. Разработанный регистратор позволил автоматизировать процесс проведения исследований интенсивности излучения люминофоров. Поэтому сократилось время, затраченное на исследование каждого образца люминофоров.
Заказчик
скрыто
Год проекта
2009
Введение
Люминофоры – это вещества, которые преобразуют поглощаемую энергию в световое излучение. В настоящее время люминофоры широко применяются при производстве ламп дневного света, плазменных экранов для современных телевизоров, светящихся меток на знаках и табличках, меток для идентификации ценных бумаг. Спектр возбуждения это одна из важнейших характеристик люминофоров. Он представляет собой зависимость интенсивности излучения люминофора от длины волны излучения, которая возбуждает люминофор.
Проблема или задача
Для нужд компании-производителя люминофоров необходимо было в сжатые сроки разработать систему регистрации спектра возбуждения люминофоров. Необходимо было изменять длину волны возбуждающего излучения и регистрировать интенсивность излучения люминофора.
Решение
Для решения задачи разработан автоматизированный регистратор спектров возбуждения люминофоров. Для изменения длины волны возбуждающего излучения использовался монохроматор Shimadzu AQV-50. Изначально этот прибор не имел автоматизированного привода для изменения длины волны. Поэтому на монохроматор был установлен привод развертки. Он построен на основе шагового двигателя Fulling Motor FL57-STH56 и драйвера Geckodrive G210. Управление приводом развертки производилось модулем ввода-вывода цифровых сигналов NI 9403. Интенсивность излучения люминофора измерялась фотоэлектронным умножителем ФЭУ-62 с усилителем. Сигнал с выхода усилителя регистрировался модулем аналогового ввода NI 9215. Программное обеспечение создано в среде программирования NI LabVIEW. Модули ввода-вывода установлены в шасси NI Compact DAQ 9174. Программное обеспечение работает на персональном компьютере. Разработанный регистратор позволил автоматизировать проведение исследований спектров возбуждения люминофоров. Управление приводом развертки расширило функциональные возможности существующей системы изменения длины волны возбуждающего излучения. В итоге значительно уменьшилось время, затрачиваемое на анализ образца люминофора.
Заказчик
скрыто
Год проекта
2013
Введение
Люминофоры – это вещества, которые преобразуют поглощаемую энергию в световое излучение. В настоящее время люминофоры широко применяются при производстве ламп дневного света, плазменных экранов для современных телевизоров, светящихся меток на знаках и табличках, меток для идентификации ценных бумаг. Для получения качественных люминофоров важно производить анализ их спектрально-кинетических характеристик.
Проблема или задача
Для нужд компании-производителя люминофоров необходимо было в сжатые сроки разработать анализатор спектрально-кинетических характеристик люминофоров. Нужно было регистрировать интенсивность свечения люминофора на протяжении заданного периода времени. Предварительно люминофор засвечивался мощным источником света.
Решение
Для решения задачи разработан автоматизированный анализатор спектрально-кинетических характеристик люминофоров. Для регистрации спектрально-кинетических характеристик люминофоров нужно было решить две задачи. Первая - управлять включением источников излучения. Вторая - регистрировать послесвечение образца люминофора. В качестве источников излучения использовались светодиоды и лазерный источник. Для регистрации послесвечения применялся фотоэлектронный умножитель ФЭУ-62 с усилителем. Управление источниками и регистрация сигнала выполнялись многофункциональной картой сбора данных NI PCI-6229. Она была установлена в персональном компьютере. Программное обеспечение было создано в среде программирования NI LabVIEW. Оно регистрировало зависимость интенсивности послесвечения люминофора от времени. Разработанный анализатор позволил сократить время проведения исследований каждого образца люминофора в 30 раз. Это привело к увеличению объема производства люминофоров заказчиком.
Заказчик
скрыто
Год проекта
2010