Prüf- und Programmieradapter Autonome Platinenprüfung ohne externe Infrastruktur

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Für Hersteller von Elektronikgeräten mit kleinen und mittleren Stückzahlen ist die Qualitätssicherung in der Elektronikfertigung meist mit hohen Kosten und einer komplexen Infrastruktur verbunden. Eine modulare Test-Systemfamilie bietet eine kompakte und kostengünstige Stand-alone-Lösung ohne externe Infrastruktur.

In der Elektronikfertigung sind die Programmierung und der Funktionstest von Baugruppen zentrale Aufgaben der Qualitätssicherung. Nach der Bestückung von Leiterplatten müssen die Baugruppen funktional überprüft werden. Dabei wird gegebenenfalls die Firmware aufgespielt oder Konfigurationen vorgenommen. Extern hergestellte Komponenten bedürfen einer gründlichen Eingangskontrolle, um sicherzustellen, dass sie fehlerfrei sind.

Die auf dem Markt erhältlichen Test- und Prüfsysteme richten sich meist an große Stückzahlen und benötigen eine komplexe Infrastruktur. Diese umfasst umfangreiche Laborhardware, spezifische Mess- und Programmiertechniken sowie Arbeitsplätze mit fachkundigem Personal, um die Tests entsprechend durchzuführen.

Für Hersteller von Geräten mit kleinen bis mittleren Serien oder einer variantenreichen Produktion ist die Investition in kostenintensive Testeinrichtungen wirtschaftlich meist nicht sinnvoll. Das Auslagern von Prüfaufgaben an externe Dienstleister führt zu einem Verlust von Flexibilität, Einfluss auf die Qualitätskontrolle und firmeninternem Know-how, was aus strategischer Sicht oft nicht wünschenswert ist.

Ein modulares, kompaktes und kostengünstiges Testsystem

Die qdTest-Familie von Querdenker Engineering ist speziell auf die Bedürfnisse von Unternehmen mit kleinen bis mittleren Produktionsstückzahlen ausgelegt. Ziel dieses Systems ist es, eine modulare und benutzerfreundliche Lösung anzubieten, die sowohl wirtschaftliche als auch funktionale Anforderungen erfüllt, und damit eine bestehende Lücke im Markt zu schließen.

Für eine unverbindliche und datenschutzkonforme Einschätzung des wirtschaftlichen Nutzens des qdTest-Systems steht ein Online-Preiskalkulator zur Verfügung. Dieser ermöglicht es Interessenten, den ungefähren Kostenrahmen unkompliziert zu ermitteln.

Ein herausragendes Merkmal der qdTest-Produktreihe ist ihr kompakter Aufbau, der eine spezifische Anpassung an das Design des Prüflings ermöglicht. Das System integriert Mechanik, Messtechnik und Software in einem einzigen Gerät. Da es sich um ein eigenständiges System handelt, ist keine externe Verbindung zu einem PC erforderlich. Nutzer können das System über integrierte Taster, anschließbare Barcode-Scanner oder einen Monitor bedienen. Diese Flexibilität ermöglicht eine nahtlose Integration in bestehende Fertigungsprozesse.

Die Prüfergebnisse können auf einem USB-Stick gespeichert oder mittels REST-API direkt ins ERP-System übertragen werden. Sowohl die Testkonfiguration als auch die Firmware für Mikrocontroller werden ebenfalls auf dem USB-Stick hinterlegt und können bei Bedarf über die Cloud verwaltet werden.

Einfache Programmierung bis komplexer Test

Die qdTest-Adapter werden durch den 3D-Druck präzise auf die spezifischen Anforderungen der Kunden abgestimmt. Dank standardisierter Elektronikmodule lässt sich das System flexibel konfigurieren. Das Anwendungsspektrum erstreckt sich von einfachen Programmierlösungen bis hin zu komplexen Funktionstests, die Strom- und Spannungsmessung, Schaltrelais und Mehrkanalversorgungen umfassen.

Im Vergleich zu traditionellen Testsystemen sind die Investitionskosten erheblich niedriger. Der Hersteller gibt an, dass Einsparungen im fünf- bis sechsstelligen Bereich realisierbar sind. Aufgrund seiner Kompaktheit und Autonomie benötigt das qdTest-System keine aufwendige Geräteinfrastruktur. Die Prüfprozesse können dank ihrer softwaregesteuerten Automatisierung effizient und reproduzierbar durchgeführt werden. Zudem ermöglicht eine optionale Cloud-Anbindung die Fernwartung, während der Hersteller weiterhin die Kontrolle über alle Testdaten behält. Diese Unabhängigkeit ist essenziell für die flexible Integration und Verwaltung des Systems im eigenen Unternehmen.

Individuell kombinierbare Elektronikboards

Die qdTest-Technologie setzt auf individuell kombinierbare Elektronikboards, die leiterplattenspezifische Tests ermöglichen. Im Mittelpunkt steht eine eigens entwickelte Elektronikplattform, die einen leistungsstarken Raspberry Pi 5 als System-on-Module (SOM), integrierte Spannungsquellen sowie diverse Kommunikationsbusse umfasst. Abhängig von den Prüfanforderungen können unterschiedliche Erweiterungsmodule hinzugefügt werden. Diese umfassen beispielsweise Module zur Relaissteuerung, für Spannungs- und Strommessung sowie programmierbare Netzteile.

Zu den verfügbaren Module zählen unter anderem:

• Ein Relaisboard mit acht Kanälen, das Spannungen bis zu 30 V und Ströme bis 1 A schalten kann.

• Ein Spannungsmess-Board, das auf 16 Kanälen mit einer Genauigkeit von ±0,2 % misst.

• Ein Strommess-Board, das auf acht Kanälen Ströme mit einer Genauigkeit von ±0,3 % erfasst.

• Ein Zweiquadranten-Netzteil, das Spannungen zwischen 2 und 20 Volt mit einer Stromstärke von ±5 A bereitstellen oder aufnehmen kann, wobei die Genauigkeit bei ±0,15 % liegt.

Die Adapter sind für Platinen mit einer maximalen Größe von 250 mm x 170 mm ausgelegt und bieten Platz für bis zu zehn Elektronikmodule. Gehäusegrößen sind in den Varianten S, M und L verfügbar. Abhängig vom Anwendungsfall sind sie mit Hebelbedienung oder Kabelauslass erhältlich.

Ein umfassendes Online-Tool

Der qdTest-Konfigurator ist ein umfassendes Online-Tool, das Entwicklern erlaubt, ihre Prüf- und Testsysteme individuell und selbstständig zu gestalten. Es bietet die Möglichkeit, sowohl mechanische Spezifikationen als auch alle Elektronikkomponenten nach Bedarf auszuwählen. Das Tool führt den Anwender durch den gesamten Konfigurationsprozess, wobei mechanische, elektronische und prüfungsspezifische Parameter präzise festgelegt werden können. Basierend darauf kann eine detaillierte Angebotsanfrage erstellt und eine transparente Preiskalkulation durchgeführt werden.

In der mechanischen Konfiguration stehen vier Gehäusetypen zur Auswahl, mit denen die Größe und der Aufbau des Testsystems festgelegt werden können. Zudem können Bedienelemente und eine automatische Schließerkennung integriert werden. Das System lässt sich über zwei Tasten auch ohne Maus oder Tastatur steuern, was besonders nützlich ist, wenn manuelle Eingaben erforderlich sind oder der kompakte Aufbau entscheidend ist. Integrierte LEDs zeigen den Prüfstatus an, sodass grundlegende Aufgaben ohne Monitor ausgeführt werden können. Die automatische Schließerkennung startet die Prüf- oder Programmierprozesse, sobald der Adapter geschlossen wird, und erfordert keinen manuellen Eingriff.

Anzahl und Positionierung der Prüflinge festlegen

Der Konfigurator ermöglicht zudem, die Anzahl und Positionierung der Prüflinge innerhalb des Systems festzulegen. Eine praxisnahe Funktion ist der Import eines Testpunkt-Reports aus dem CAD-System, wodurch die Testpunkte des Prüflings visualisiert werden. Testpunkte können manuell ergänzt werden, und das finale Layout ist als DXF-Datei exportierbar, was eine Integration in das eigene CAD-System ermöglicht.

Das Elektronik-Modul des Konfigurators erlaubt die detaillierte Definition der Spannungsversorgung, Kommunikationsschnittstellen, Mikrocontroller-Flasher und die Funktionen der Relais-, Spannungs- und Strommessung. Dies gewährleistet eine optimale Auswahl der Elektronikmodule. Nach Abschluss der Konfiguration wird eine vollständige Übersicht erstellt, die eine abschließende Kontrolle aller gewählten Komponenten ermöglicht, bevor der Preis berechnet und die Anfrage übermittelt wird.

Zusätzlich erlaubt der qdTest-Konfigurator auch die Definition und Verwaltung von Prüfabläufen. Dabei wird festgelegt, in welcher Reihenfolge und unter welchen Bedingungen die einzelnen Prüfschritte im späteren Einsatz ablaufen sollen.

Autonomie in der Systemkonfiguration

Das qdTest-System ist autonom bei der Systemkonfiguration und sorgt für Preistransparenz. Es lassen sich sowohl die Qualitätssicherung als auch die Entwicklungsabteilung das Test- und Programmiersystem eigenständig konfigurieren. Der Online-Konfigurator eliminiert den zeit- und ressourcenintensiven Prozess der Erstellung von Lasten- und Pflichtenheften und vereinfacht somit die gesamte Planungsphase.

Mit dem Konfigurator können spezifische Anforderungen definiert, passende Elektronikkomponenten ausgewählt, Testfälle organisiert und eine transparente Preiskalkulation durchgeführt werden. Zusätzlich steht das Team für eine individuelle Beratung bereit, um sicherzustellen, dass Kunden die optimale Antwort finden. Bereits ab dem zweiten System profitieren die Kunden von attraktiven Preisstaffelungen, was den Einsatz auch in wirtschaftlich orientierten Projekten ermöglicht. (heh)

Modulares Testsystem

Teststrategien für kleine und mittlere Stückzahlen

* Florian Seibold ist Geschäftsführer bei querdenker engineering.

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