Bluetooth

Bild 1: Die Bluetooth-Low Energy-Testlösung basiert auf dem Bluetooth-Testset MT8852B von Anritsu (links) und dem Produktionstester 2300 von RTX (rechts). (Bild: Anritsu)

Bei der Produktentwicklung stellt sich heute fast immer die Frage, ob es sinnvoll sein könnte, wenn zur Informationssammlung oder zur Steuerung eine Kommunikation mit dem Produkt möglich wäre – ein Konzept, das unter dem Namen „Internet der Dinge” (Internet of Things, IoT) bekannt geworden ist. In den meisten Fällen ist der einfachste und kostengünstigste Weg eine drahtlose Kommunikationseinrichtung.

Für diesen Zweck gibt es bereits zahlreiche, zuweilen konkurrierende Funktechnologien, die eine Kommunikation über relativ kurze Distanzen ermöglichen. Dabei wird eine sogenannte WPAN-Verbindung (Wireless Personal Area Network) genutzt. Bei IoT-Anwendungen in Consumer-Produkten, die einen sehr geringen Energieverbrauch erfordern, dürfte die Bluetooth-Low Energy-Technologie (BLE) bald am weitesten verbreitet sein. Im Jahre 2016 waren nach Angabe von Marktforschern praktisch 100 Prozent der ausgelieferten Smartphones mit Bluetooth-Technologie ausgerüstet, und mehr als 90 Prozent waren Bluetooth-Low-Energy-fähig.

Steigender Bedarf an Testlösungen

Mit dem wachsenden Markt für IoT-vernetzte Produkte kommt es zu einer erheblichen Zunahme der Anforderungen an Tests von drahtlosen Verbindungen. Traditionell waren die hauptsächlichen Nutzer von solchen Testausrüstungen Halbleiterunternehmen, die Funk-Chipsätze fertigen, sowie die Hersteller mobiler Endgeräte. Diese Unternehmen haben bereits weitreichende Erfahrungen beim Test von drahtlosen Produkten und können ihre vorhandenen Versuchsaufbauten problemlos an die neuen Technologien beziehungsweise Anforderungen anpassen.

Es gibt jedoch auch neue Arten von Unternehmen, die sich auf dem IoT-Markt etablieren. Ein typisches Beispiel ist etwa ein kleines Start-up-Unternehmen, das intelligente Softwareanwendungen beispielsweise für Hausautomatisierungsgeräte oder Fitnessüberwachungsgeräte entwickelt. Ein anderes Beispiel sind Traditionsunternehmen, die inzwischen eine vollkommen andere Art von Produkten als in der Vergangenheit herstellen, wie zu Beispiel automatisierte Elektrowerkzeuge oder Mähroboter. Diese Unternehmen sind zwar alle potenzielle Nutzer der Bluetooth-Low Energy-Technologie, doch es könnte ihnen an Erfahrung bei der Entwicklung von HF-Produkten und insbesondere im Bereich der HF-Test- und Messtechnik mangeln.

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Bild 1: Die Bluetooth-Low Energy-Testlösung basiert auf dem Bluetooth-Testset MT8852B von Anritsu (links) und dem Produktionstester 2300 von RTX (rechts). Anritsu

Diese Entwickler haben eins gemeinsam: Sie benötigen eine Testlösung, die kostengünstig, validiert, flexibel, skalierbar, leicht zu bedienen und gleichzeitig leistungsstark ist. Das gemeinsam von Anritsu und RTX entwickelte Bluetooth-Low Energy-Testsystem ist eine schlüsselfertige Lösung für diese Anforderungen und steht nun zur Verfügung (Bild 1).

Gemeinsames Entwicklungsprojekt

Die neue Testlösung basiert auf dem Bluetooth-Testset MT8852B von Anritsu und dem Produktionstestsystem RTX 2300. Anritsu ist Mitglied der Associate Bluetooth SIG und hat bei der Entwicklung der Bluetooth Core Specification mitgeholfen. Die Baureihe MT8852 wird seit mehr als einem Jahrzehnt weltweit eingesetzt. Sie unterstützt alle Bluetooth-Standards von Version 1.2 bis 5 und verfügt über vorkonfigurierte Test-Scripts für Einzeltasten-Tests. Das Prüfobjekt lässt sich über UART, USB, USB-Adapter oder Zweidraht-Schnittstellen direkt vom MT8852B aus steuern.

Beim RTX 2300 handelt es sich um eine Testlösung, die für Produktionstests an allen Mobilgeräten eingesetzt wird. Sie beinhaltet eine Reihe von modularen Messgeräten, wodurch sie gut konfigurierbar ist. Zu den einzelnen Modulen gehören beispielsweise eine programmierbare Stromversorgung (PSV), ein Digital-Voltmeter (DVM), ein Signal-Multiplexer und eine Pneumatiksteuerung. Das seit zehn Jahren eingesetzte  RTX 2300 lässt sich individuell anpassen und bietet ein HF abgeschirmtes Gerätefach, das eine gerätespezifische Sondenhalterung ermöglicht.

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Bild 2: Die vom Anritsu-/RTX-Testsystem unterstützten Bluetooth 4.2-Testparameter. Anritsu

Durch die Kombination aus MT8852B und RTX 2300 ergibt sich eine Lösung für eine automatische und damit entsprechend leicht bedienbare Testeinrichtung (ATE), die derzeit die Bluetooth-Standards 4.0 bis 4.2 unterstützt. Die Bluetooth-4.2-Testparameter, die vom Bluetooth-Low Energy-Testsystem standardmäßig unterstützt werden, sind in Bild 2 dargestellt.

Flexibel und skalierbar

Neben dem MT8852B und RTX2300 beinhaltet das System die Software-Plattform RTX Testgear. Die Testlösung ist damit in der Lage, ein Prüfobjekt (DUT) zu testen und gleichzeitig die Flashprogrammierung, Basisband-Tests, Taktanpassung und HF-Strahlungsmessungen durchzuführen. Wegen der niedrigen Anschaffungskosten ist sie für Anwendungen bei der Produktion von Kleinserien geeignet, wo Toleranzen bei HF-Messungen aufgrund des Messkonzepts „Strahlungsmessung“ gelockert sind. Das erweiterbare Messsystem erlaubt es, bis zu 16 Prüfobjekte gleichzeitig zu testen. Zudem ist es individuell anpassbar und ist zur Durchführung von leitungsgebundenen HF-Messungen geeignet.

Die im Lieferumfang enthaltene RTX-Testgear-Softwareplattform beinhaltet alles, um ein Bluetooth-Low-Energy-Gerät ohne zusätzlichen Entwicklungsaufwand zu testen. Dies bedeutet, dass die Software in der Lage ist, alles zu verarbeiten, was derzeit normalerweise von aktuell auf dem Markt befindlichen Bluetooth-Chipsätzen gefordert wird, wie zum Beispiel die Kalibrierung von Quarzoszillatoren (XTAL), einen Firmware-Download, HF-Messungen konform zu den Bluetooth-Standards 4.0 bis 4.2 mittels vordefinierter Scripts, sowie die Programmierung der geforderten eindeutigen Bluetooth-Geräteadresse (BD_ADDR).

RTX Testgear ist ein .NET-basiertes Framework, dessen integraler Bestandteil eine Datenbank ist. Diese zentrale Datenbank beinhaltet Informationen über das Prüfobjekt und all seine verschiedenen Varianten und Überarbeitungen sowie über Teststimuli, Grenzwertdefinitionen, Firmware und den Bluetooth-Adressen-Pool. Darüber hinaus sind dort spezifische Informationen über das Testset MT8852B sowie sämtliche zusammengetragenen Testdaten gespeichert.

Das System lässt sich „out of the box“ verwenden. Dadurch ist es einfach zu bedienen und verkürzt die Zeit der Produktion und der Markteinführung. Die Basiseinheit ist erweiterbar und unterstützt damit das Testen von bis zu 16 Prüfobjekten gleichzeitig. Die HF-Sondenhalterung ist ebenfalls individuell anpassbar, da die Hardware jedes Anwenders unterschiedlich ist. Diese Sondenhalterung kann entweder nach Anwenderspezifikation gefertigt oder von den Anwendern selbst gefertigt werden.

Die Softwareplattform RTX Testgear beinhaltet zudem Vorlagen und Anleitungen, mit denen der Anwender rasch seine eigenen Testfälle entwickeln kann: beispielsweise Basisband-Tests, wie etwa das Messen von Spannungsversorgungen und Stromverbräuchen mit dem integrierten Digital-Voltmeter.

Tiefergehende Datenanalyse

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Bild 3: Die Software Testgear kann die Messdatenverteilung in Abhängigkeit von der Zeit darstellen. Anritsu

Die Software enthält außerdem ein Tool zum Extrahieren von Testdaten aus der Datenbank, mit dem der Anwender über benutzerdefinierte Abfragen mit Filtern die relevanten Daten auswählen kann. Es gibt auch ein optionales Modul, das sogar eine tiefergehende statistische Datenanalyse ermöglicht. Dieses Modul kann beispielsweise die Messdatenverteilung über einen bestimmten Zeitraum anzeigen, wodurch der Anwender erkennen kann, ob die Messwerte beginnen, von einem erwarteten Mittelwert abzuweichen (Bild 3).

Die Möglichkeit, solche Abweichungen frühzeitig feststellen zu können, ist sehr hilfreich. Mit ihr lässt sich beispielsweise feststellen, dass HF-Sonden bald verschlissen sind. Ein weiteres Beispiel wäre, dass die Analyse viel mehr Störungen während der Nachtschicht aufzeigt. Der Anwender kann dann analysieren, was zu dieser Tageszeit in der Produktionsumgebung anders ist oder ob die Nachtschicht-Bediener eventuell mehr an der Anlage geschult werden müssten.

Eck-DATEN:

Ein gemeinsam von Anritsu und RTX entworfenes Testsystem ist für Entwickler von Bluetooth-Low-Energy-fähigen Produkten konzipiert, die eine kostengünstige Testlösung benötigen. Bei dem System handelt sich um eine schlüsselfertige Lösung, die einfach zu bedienen und gleichzeitig flexibel skalierbar ist. Dadurch können Anwender bei wechselnden Anforderungen ihr Testsystem schnell anpassen.

Johan Wallblad

Field Application Engineer bei Anritsu

(ku)

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