我們使用LabVIEW開發了LCD測試系統

 

"我們選擇了美國國家儀器公司的即成可用的硬件模塊，并使用LabVIEW和NI TestStand軟件開發應用程序，我們只用了12天就搭建了功能完備的測試系統，這遠遠超出了客戶對我們的期望。"

- Senthil Raj Desappan, Apna Technologies & Solutions Pvt. Ltd. 

 

挑戰:

在14天內，必須搭建一個自動化測試系統，對手機LCD各個配件，包括LCD屏幕，LCD屏幕背光燈，揚聲器，感應磁鐵，麥克風，和實時時鐘電池進行完備的功能性測試，以及針對不同類型的所需測試搭建一個獨立的平臺 

 

解決方案:

我們使用美國國家儀器公司的PXI平臺開發了一個高可靠和靈活的測試系統，我們使用圖像采集（IMAQ）模塊來完成對LCD屏幕的檢測，使用數字I/O模塊生成LCD測試所需的圖形信號，使用模擬輸出模塊檢測麥克風，使用模擬輸入模塊測試測試實時時鐘電池，揚聲器和屏幕背光燈（對電流損耗進行測試）。 

 

作者:

Senthil Raj Desappan - Apna Technologies & Solutions Pvt. Ltd. 

 

使用PXI開發測試系統

我們使用NI PXI平臺開發了一套高可靠和靈活的測試系統。NI LabVIEW程序可以完成多種測試功能——視覺檢測，聲音測試，電流電壓測量、揚聲器激振等。系統的主要測試項目是使用數字I/O模塊（NI PXI-6508）對LCD屏幕生成多種圖形信號然后對它進行視覺檢測。Pulnix工業相機使用圖形采集卡（NI PCI-1411）采集圖像，采集到的圖像將由LabVIEW調用的NI顯示測試系統進行測試。如果被測元件通過視覺檢測和其他的測試，該元件將會被送去做較后的組裝；未通過測試的元件將被貼上一個供追蹤的序列號標簽并記錄其未通過的測試，然后被送返至組裝產線。通過LabVIEW，NI顯示測試系統和靈活的PXI平臺，整個測試系統在不到兩周的時間內就搭建完成。系統在運行的第一個星期內就對超過25000個元件進行了測試，完成了客戶的要求�？蛻舨坏�同意使用美國國家儀器公司的工具產品，更額外購買了其他兩套測試系統。

 

大型電子制造服務業公司所需的測試

客戶是世界上較大的電子制造服務業公司之一——為一家世界上主要的手機生產廠商制造和組裝LCD部件。每個由該客戶制造的LCD配件在運往他們的較終用戶前都會經過嚴密的測試。LCD組件包括多種功能性部件——LCD屏幕，背光燈，揚聲器，麥克風，電池——每個部件都需要進行不同類型的測試�？蛻魧τ诓煌琇CD部件的測試有不同的手動測試工作站。LCD部件需要細心操作，不同的測試站還需要多次不停地裝載卸載部件，這樣的操作方式并不明智。配件的總體測試時間非常高，而且該系統也會遇到人工測試系統常見的問題——準確度，一致性和可靠性。

 

客戶需要建立一個測試系統來測試一種新的LCD組裝模式，該測試系統必須比現有的手動測試系統擁有更高的測試速率，更高的可靠性和可溯源性。新的測試線需要在兩周內完成，以完成其客戶的需求。由此，該客戶需要搭建一個獨立的測試站來測試所有的功能部件，而且必須要求全自動測試，高可靠性，并按照產品要求降低測試時間。

 

客戶希望測試系統能夠符合下列要求：

·         對LCD屏幕進行視覺檢測

·         對實時時鐘電池進行電池電量測試

·         檢測LCD屏幕背光燈的性能

·         檢測揚聲器質量——包括聲音測試，失真測試和耗電測試

·         揚聲器阻抗測試

·         根據手機背板的位置，檢測背光燈明暗轉換時，感應磁鐵的品質

 

客戶明確要求系統必須具備靈活性以便在將來添加其他所要求的測試，并要求該測試站必須還能在將來對新型的LCD屏幕進行測試，從而節省他們的投資�？蛻籼暨x了靈活可靠的PXI平臺來滿足其所追求的特性。美國國家儀器公司的即成可用硬件和功能強大的軟件工具，LabVIEW和NI TestStand，幫助我們在不到兩周內為客戶搭建了測試系統。

 

系統簡介

基于PXI的測試系統包括一個NI PXI-1002機箱，內置一個NI PXI-8174 控制器，NI PCI-1411圖像采集卡，NI PCI-6040E多功能數據采集卡和一塊NI PXI-6508數字I/O卡。

 

LCD屏幕測試

我們使用數字I/O卡與LCD屏幕驅動進行連接通信，并在LCD屏幕上生成不同的測試圖案。每個測試圖案產生后，連接至PCI-1411圖像采集卡的Pulnix模擬相機就會捕捉LCD屏幕上的圖像。圖案生成，LCD屏幕圖像捕捉，和兩者之間的同步均是由LabVIEW和NI TestStand編寫的模塊實現的。我們設計NI顯示測試系統來測試平面顯示元件；這對于LCD屏幕測試堪稱是一個完美的解決方案。捕捉到的圖像經由NI顯示測試系統處理，以檢測生成的圖案中所有可能存在的問題。它包括逐像素點的驗證以及復雜圖標的顯示。NI顯示測試系統使得LCD屏幕測試變得輕松并且幫助我們在兩周內就完成了整個測試系統的搭建。

 

其他測試

下列所有其他的測試都是基于一塊連接到SCC系列便攜式、模塊化信號調理模塊的板卡（NI PCI-6040E多功能數據采集卡）完成的。

 

 1.實時時鐘電池測試：我們將電池的兩極連至板卡的一個模擬輸入端，通過測量電池兩極的電壓來對實時時鐘電池進行測試，由此我們可以來檢驗電池的不足。

 

2. 揚聲器性能測試：為了對揚聲器進行測試，我們在揚聲器附近一個合適的位置放置了一個麥克風，以收集揚聲器的響應。來自揚聲器的輸入信號經過了SCC-ICP01，它是一個SCC信號調理模塊，它可以對麥克風信號進行濾波并進行適當的信號調理。LabVIEW從數據采集卡模擬輸出一個多重音頻信號，并送至揚聲器。而來自麥克風的輸入信號連接至數據采集卡的一個模擬輸入通道進行采集，以檢查揚聲器在不同頻率下的響應情況。同時將產生一個1KHz的標準的正弦波，并傳送至揚聲器，并分析其產生的失真，LabVIEW將從獲取的波形中計算諧波失真總量。這個測試只是用到了一個簡單的模擬輸出，一個模擬輸入和SCC信號調理模塊，避免了采用昂貴的帶有測聲計和發聲源的動態信號分析儀。

 

3. 揚聲器阻抗測試：使用SCC-RTD01，一個SCC信號調理模塊，為揚聲器輸出恒定電流，通過測量電壓來測試揚聲器的阻抗。通過對SCC繼電器模塊，SCC-RLY進行編程，可以實現揚聲器響應測試和阻抗測試的連接切換。

 

4. 感應磁鐵測試：感應磁鐵用于在手機蓋翻開時，自動打開背光燈。它將使用霍爾效應傳感器和一個模擬輸入通道進行測試。

 

5. 背光燈測試：背光燈的測試由LCD屏幕測試時LCD屏幕產生的電流消耗量所決定，它將檢驗背光燈是否合格。

 

LCD測試系統

我們使用LabVIEW開發LCD測試系統，使用NI TestStand執行并同步所有的上述測試。只要有可能，我們就并行地進行測試，以節省測試總時間。

 

測試夾具

測試夾具的要求非常復雜，它需要與小型帶狀連接器相連，但又不能損壞已裝配好LCD屏幕的手機蓋。客戶的工程師設計出一種巧妙的測試夾具，通過對相機，光源和鏡面的組合排布，以獲取測試系統所需的較佳圖像。該測試夾具可以描述為，操作員將手機的正面朝下，放入一個封閉的盒子，LCD屏幕將由盒子內部的鏡子反射至相機，并發出合適的亮度。

 

操作員將手機放入測試夾具并加以固定，然后通過用戶界面交互操作來開始測試。NI TestStand測試序列和LabVIEW程序將執行手機上所有的測試，并彈出測試結果。如果測試失敗，則將產生一個針對特定部件的錯誤代碼，以便返修后對該部件進行進一步追蹤。如果部件在某一個測試中失敗了，則在其他測試完成前，該部件都將因此被拒絕測試，以節省測試時間。

 

軟件模塊

上述系統所需的測試將由一組主要的測試模塊來完成，該測試模塊結合NI TestStand 和NI顯示測試系統完成LCD屏幕測試，執行并同步所有其他的測試。我們盡可能進行并行測試以節省總測試時間。每次都會根據切換和日期變化，為用戶生成測試報告，詳細說明組件未通過測試的原因和數值，以作進一步使用。

 

測試系統還能生成切換報告，追蹤所有發生問題的組件，并提供測試系統的利用系數。所有生成的報告都被儲存在PXI系統的硬盤中。報表模塊允許用戶檢查并打印任意切換、任意時間段的歷史報告。我們還能根據客戶要求，提供未通過測試元件的統計圖和其他統計參數。

 

自動化手機測試系統的主要特點

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