Testen von elektronischen Flachbaugruppen

Bild 1: Dieses Modul kann auch mit einer weißen Beleuchtungsdiode ausgestattet werden, um so transreflektiv Farben zu messen.Reinhardt System- und Messelektronik

Nachdem bei den Bestückungen der Mensch mit all seinen Stärken, leider aber auch seinen Schwächen beteiligt ist, werden immer wieder Fehler bei der Bestückung der jeweiligen Farben gemacht. Das hat verschiedene Gründe, angefangen von der falschen Beschriftung der Bauteilrollen über die falsche Programmierung der Bestückungsmaschine bis hin zum Einsatz des Menschen, der diese LEDs gegebenenfalls von Hand bestückt. Die meisten LEDs sind heute bei der Montage klar und eine sichtmäßige Farberkennung ist im ausgeschalteten Zustand nicht möglich. Auch besteht die Gefahr, dass gerade bei Farb-LEDs verschiedene Lieferchargen gemischt werden, so dass geringfügig unterschiedliche Farben (Wellenlängen) auftreten, die dann aber visuell sehr störend sind. Für diesen Zweck hat Reinhardt System- und Messelektronik zwei Farberkennungsmodule entwickelt, die die Farberkennung in Nanometer (nm) messen und bei denen entsprechende Grenzen prozentual als oberer oder unterer erlaubter Wert frei einstellbar sind. Die Helligkeitsmessung garantiert gleichmäßig helle Anzeigen. Mit den Modulen werden an einem bekannt guten Prüfling (elektronische Flachbaugruppe) die Farbwerte automatisch erlernt, das gilt auch für die Helligkeit. Das erste Modul ist eine Einanzeigen-fähige Auswertelektronik und sollte in einem festen, reproduzierbaren Abstand über der LED montiert sein (Bild 1). Dieses Modul kann außerdem mit einer weißen Beleuchtungsdiode ausgestattet werden, um so transreflektiv Farben zu messen, zum Beispiel bei Tasten mit demselben Schaltelement, wobei aber die Tastenauflagen individuell bestückt werden. Dadurch können die Farben der Tasten automatisch überprüft und Fertigungsfehler erkannt werden.

Bild 2: Farberkennungsmodul mit 16 Kanälen.Reinhardt System- und Messelektronik

Das Farberkennungsmodul mit 16 Kanälen wird wie das vorhergehende Modul über I²C ausgewertet (Bild 2). Auch die 16 Kanäle werden über I²C umgeschaltet. Die Farb- und Helligkeitsübertragung übernehmen flexible Lichtwellenleiter, die über den LEDs in die Adapterplattenoberseite montiert werden, so dass auch hier eine reproduzierbare Position gewährleistet ist. Für nach vorne gerichtete LEDs lassen sich die Lichtwellenleiter so anbringen, dass das Licht auch von vorn beziehungsweise seitlich gemessen werden kann. Auch bei diesem Modul kann die Farberkennung automatisch erlernt und deren Toleranzgrenzen, die typisch mit 10 Prozent gelernt werden, mit individueller Schärfe programmiert werden, um der Aufgabenstellung bei der Prüfung gerecht zu werden.

Prüfung von grafischen Anzeigen

Bei der LCD-Anzeige gibt es drei Typen: 1. die standardmäßige Siebensegmentanzeige mit einer oder mehreren Stellen, 2. die Masken-programmierbare LCD-Anzeige, bei der Zahlen, Ziffern und Piktogramme in beliebiger Weise durch Masken erzeugt werden können und 3. die vollgrafischen LCD-Anzeigen, welche aus Matrizen im X- und Y-Bereich jede beliebige Zahl oder Buchstaben in beliebigen Schrifttypen oder Piktogramme darstellen können (Bild 3).

Bild 3: Prüfung von grafischen Anzeigen, die durch LED-Segmentanzeigen oder LCD-Segmentanzeigen dargestellt werden.Reinhardt System- und Messelektronik

Auch Balken-Anzeigen für Spannungen oder Ströme und so weiter können damit vollgrafisch dargestellt werden. Die Auswertung der vorgenannten Anzeigen erfolgt in der Erfassung der Helligkeit bei Siebensegment-LED und bei LCD in der Erfassung des Schwarz-Weiß-Wertes. Eine verstellbare Punktgröße, welche sich auf die Matrixgröße reduzieren lässt, kann dann jeden einzelnen Matrixpunkt und die entsprechende Schwarz-Weiß-Erzeugung erkennen beziehungsweise automatisch erzeugen. Auf diese Weise sind Zahlen, Buchstaben und Piktogramme jeglicher Art erkennbar und testbar. Durch die extrem flexible und einfach zu programmierende Software ist es möglich, in wenigen Minuten auch komplexeste Alphanumerik und Piktogramme zu erkennen und zu prüfen. Des Weiteren können zum Beispiel bei Zahlen, die per Matrix erzeugt werden, entsprechende numerische Zuordnungen vorgenommen werden, was dann auch das Auswerten parametrischer Werte, die durch die Zahlen dargestellt werden, ermöglicht. So kann man zum Beispiel auch bei Panelmetern, welche mit einem Mikroprozessor die grafischen LCD-Anzeigen steuern, die Abweichungen der Messwerte abmessen, Differenzen zum Sollwert erreichen und Stützpunkte für den Mikroprozessor programmieren, um diese Art von Anzeigen vollautomatisch nur durch Anschluss eines Signalgebers und einer Videokamera abzugleichen. Auch Rundinstrumente wie die Tachometer der Automobile können mit Signalen angesteuert und die Zeigerfunktion durch Reinhardt-Messverfahren punktgenau ausgewertet werden. Auch hier können bei Nicht-Erreichen die Toleranzen ermessen und mit Stützpunkten korrigiert werden.

Akustische Signalauswertung

Bild 4: Modul zum Auswerten akustischer Geber.Reinhardt System- und Messelektronik

Bei einem großen Teil der heutigen elektronischen Baugruppen sind akustische Geber mit in ihren elektronischen Flachbaugruppen integriert. Man unterscheidet dabei zwischen keramischen und lautsprecherähnlichen Gebern. Die abgegebenen Frequenzen liegen im Allgemeinen zwischen 500 Hz und 2,5 kHz. Dafür hat Reinhardt ein Modul entwickelt, das von oben, aber auch von unten in den Adapter eingebaut werden kann und eine Auswertung im I²C-Bereich ermöglicht (Bild 4). Damit können dann Amplitude (Lautstärke), Frequenz und falls gewünscht auch noch Klirrfaktor gemessen werden. Akustische Geber können so im Rahmen des Tests elektronischer Flachbaugruppen überprüft werden. All die vorgenannten Messmethoden sind Bestandteil oder können in die Software optional eingebaut werden, so dass im automatischen Prüfprozess all diese Dinge vollautomatisch funktionsmäßig geprüft und ihre Werte in den zugelassenen Grenzwerten überprüft werden. All diese Leistungsfähigkeiten können in die Reinhardt-Testsysteme ATS-KMFT 670, ATS-UKMFT 645, ATS-UKMFT 625, ATS-UKMFT 626 und ATS-UKMFT 627 eingebaut oder nachgerüstet werden.

(jj)