利用NI產品進行汽車信號燈閃爍模塊測試

　　應用領域：汽車測試
　　使用的產品：LabVIEW™、NI-DAQ™、PCI-MIO-16E-4、SCXI™-1000、SCXI-1001、SCXI-1104、SCXI-1120、SCXI-1160
　　
　　挑戰：
　　設計兩個自動化測試儀，能夠對汽車信號燈閃爍模塊進行研究和開發測試，設計驗證，以及產品驗證。并使用通用軟件以節省成本。
　　
　　解決方案：
　　利用LabVIEW的快速應用開發能力，配合NI信號調理和數據采集設備，創建一個6單元和一個15單元的測試儀。
　　
　　概述：
　　Hella Electronics公司為汽車領域生產電子模塊和系統。為了更快地適應新型設計，產品開發及工程實驗室已經通過LabVIEW軟件、PCI-MIO數據采集板卡、以及SCXI信號調理硬件實現了標準化作業。本文論述了在一組閃爍模塊測試系統中使用的軟件和系統設計技術。這組全自動化測試儀是根據汽車OEM廠商的需要量身定做的。其中一個測試儀是專用于耐用性測試，另一個是用于進行參數測試和短期測試。
　　
　　系統設計
　　測試系統的設計目標如下：
　　LabVIEW兼容的標準組件
　　對各種測試對象保持魯棒性驅動
　　精確并可重復的數據采集
　　
　　圖1是具體實現的設計示意圖。整個系統包括一臺安裝有PCI-MIO-16E-4板卡的計算機，它控制著SCXI機箱，1千瓦的電源和一個恒溫恒濕裝置。閃爍裝置的輸入由SCXI-1160開關/繼電器板卡控制。在15單元的測試儀當中，測量線與SCXI-1104多路復用板卡相連接；在6單元測試儀當中，測量線與SCXI-1120隔離多路復用器相連接。15單元測試儀中的氣動緊急按鈕驅動器由SCXI-1160板卡控制。電源由PCI-MIO-16E-4的一個模擬輸出聯合SCXI-1160板卡的一路繼電器觸點控制。恒溫恒濕裝置通過RS-232串口通信進行控制。
　　
　　這組測試儀能夠定制車燈的實際負載。每個閃爍裝置使用了4只車燈作為負載。也就是說對于15單元的測試儀來說共有60個車燈，而對于6單元的測試儀來說只有24個車燈。這些定制的負載為項目增加了許多困難，包括浪涌電流過大、發熱量過大和燈光閃爍過強等許多問題。
　　
　　SCXI-1104具備多通道數和42V輸入這兩個特點，因此成為此次應用的理想硬件。但是2Hz低通濾波器濾除了許多分析中需要使用的高頻數據。幸運的是，當地的NI銷售代表讓我與SCXI應工程師取得了聯系。工程師指導我們去除了SCXI-1104上的SMD濾波電容，這使它能夠將未經濾波的數據發送到PCI-MIO-16E-4板卡上。

圖1 測試系統示意圖

　　軟件設計
　　軟件包括以下的主菜單選項
　　運行測試
　　創建報告
　　系統診斷
　　軟件配置
　　
　　圖2是一個測試界面。從當前的界面，操作員能夠設定極限值，打開或關閉正在進行測試的閃爍裝置，監控測試數據和系統狀態。
　　
　　為了提供精確的控制和可靠的數據采集，我們使用了線程化架構。其中一個線程對SCXI-1160中繼板卡和模擬輸出進行控制。該循環以10毫秒的延遲獨立于其他線程執行。系統狀態將通過兩個LabVIEW全局變量傳送到用戶界面線程和數據采集線程。
　　
　　數據采集是在一個獨立的循環中進行，其中有50毫秒的延遲，因此減少了數據采集板卡上的FIFO溢出的機率。模擬數據則存放在兩個LabVIEW全局變量當中。用戶界面線程能夠讀取這些緩沖區并對數據進行分析、更新屏幕顯示，并將數據輸出到文件當中。
　　
　　數據采集和控制線程當中還添加了一種演示模式。在演示模式下，仿真數據通過同樣的緩沖區傳遞到用戶界面線程。這使用戶能夠對軟件的分析和控制部分進行離線調試。

圖2 測試界面

圖3 診斷界面

　　軟件能夠讀回數據文件，并通過ActiveX將所選擇的數據發送到Microsoft Word文件中，從而生成測試報告。這種方式能夠在不進行軟件改動的情況下，改變報告格式。圖3是系統診斷界面，系統診斷界面允許用戶直接訪問所有的測試I/O。這使得用戶能夠對系統可能出現的所有異常情況進行分析。
　　
　　軟件配置界面能夠對所有可能需要修改的系統參數進行設定。這些設置包括：
　　測試信息域
　　演示模式的開/關
　　15單元測試儀/6單元測試儀切換
　　測試設置
　　報告模板
　　數據采集速率
　　需要保存在文件中的數據列
　　這些設置都以Windows中.ini文件的方式保存。
　　
　　總結
　　使用LabVIEW和NI硬件開發這些測試儀，節省了大量的開發時間，其中重要的原因在于用戶能在兩臺測試儀上使用同樣的軟件。而在之后其他測試儀上開發員也能夠重用現有軟件的代碼，這又將節省更多時間。