FKT Systeme

Smart-Home-Systeme

MCD Elektronik entwickelte eine Programmier- und Test­­station für Smart-Home-Anwendungen

Die Systeme prüfen und programmieren WLAN- und ZigBee-Platinen effizient, zuverlässig und voll­automatisch – inklusive Frequenz­­­abgleich, Funktions­­­prüfung und Datenbank­­­anbindung für maximale Prozess­­­sicherheit in der Serien­­­produktion.
Heraus­­­­forderungen und Konzept

Smart-Home-Systeme erfordern eine zuverlässige Kommunikation zwischen Heizungs­­­anlage, mobilen End­­geräten und Hersteller­­­diensten. Die Elektronik­­­baugruppen übertragen Daten über WLAN und ZigBee und kommunizieren zugleich über CAN mit der Heizungs­­­steuerung. Dafür müssen sie präzise programmiert, abgestimmt und geprüft werden.

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Blinker, Kamera, Heizung und Assistenzsysteme.

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Außenspiegel

Smart-Home-Systeme

Automatisierte Programmier- und Test­­station für Smart-Home-Baugruppen

MCD Elektronik entwickelte hierfür eine automatisierte Programmier- und Test­­station für Smart-Home-Komponenten mit WLAN- und ZigBee-Technologie. Die Bau­­gruppen werden programmiert, kalibriert und geprüft; ein Schwerpunkt liegt auf Frequenz­­­abgleich und sicherer Daten­­­kommunikation.

Abgeschirmte HF-Messtechnik, MCD TestManager und Datenbank­­­anbindung schaffen reproduzierbare Prüf­­­bedingungen. Halterungen, optische Benutzer­­­führung und Label­­druck unterstützen einen sicheren Serien­­­prozess.

Parallel­­­­programmierung
Bis zu 4 Prüflinge
Programmier­­­zeit
Ca. 30 s für 4 Platinen
Gesamt­­­prüfzeit
Unter 1 min
Prüf- und Funktions­­­umfang

Die FKT-Station übernimmt Programmierung, HF-Prüfung, Kommunikations­­­prüfung und Prozess­­­kontrolle der Smart-Home-Baugruppen innerhalb eines automatisierten Fertigungs­­­ablaufs:

Programmier- und Test­station für Smart-Home-Baugruppen
Gesamtansicht des Prüf­platzes
Prüfadapter, HF-Haube und Bedien­monitor
HF-Mess­­technik der Prüf­­station
Detailansicht der Mess­­technik
Spektrum-Analyzer und System­­­­steuerung
Prüfaufnahme für mehrere Smart-Home-Baugruppen
Detailansicht der Prüfstation
Mehrfach­aufnahme, Kontaktierung und Bedien­monitor

Bis zu vier Prüflinge werden gleichzeitig programmiert und mit anwender­­spezifischen Daten versehen.

  • Vollautomatische Programmierung von bis zu vier Prüflingen
  • Parallele oder separate Programmierung in drei Bausteinen je Prüfling
  • Programmierzeit von ca. 30 Sekunden für vier Platinen
  • Programmierung von WLAN-ID und Passwörtern

WLAN- und ZigBee-Signale werden in einer abgeschirmten HF-Umgebung kontaktlos geprüft und abgeglichen.

  • HF-Messung innerhalb einer abgeschirmten HF-Haube
  • Kontaktlose Frequenz­­­prüfung mittels Antenne
  • Frequenz­­­abgleich mit Spektrum-Analyzer
  • Prüfung von WLAN- und ZigBee-Signalen

Kommunikation und elektrische Betriebs­­­parameter werden während des Prüf­­ablaufs überwacht.

  • Funktions­­prüfung über Raspberry Pi und CAN-Schnittstelle
  • Spannungs­­prüfungen
  • Signal­prüfungen
  • Sicherstellung stabiler Betriebs­­parameter

Softwaregestützte Prozess­­­führung und Schutz­­­mechanismen reduzieren Fehl­­­bedienungen und fehlerhafte Prozess­­­schritte.

  • Permanente Überwachung über den MCD TestManager
  • Datenbankgestützte Prozess­­­kontrolle
  • Verpolungs- und Fehlbedienungs­­­schutz
  • LED-Status­anzeige und integrierte Notaus­­­schalter
Effizienter Serien­­­­prozess mit automatischer Kennzeichnung

Automatischer QR- und Barcode-Label­­druck unterstützt die schnelle Inbetriebnahme. Optimierte Test­­­abläufe ermöglichen eine Gesamt­­­prüfzeit von unter einer Minute und verbinden hohe Prüf­­­tiefe mit kurzen Takt­­­zeiten.

Eingesetzte Test­­­verfahren und Heraus­­­­forderungen

Die Station kombiniert HF-Messungen, Spektrum­­­analyse, Kommunikations­­­prüfungen sowie Spannungs- und Signal­­überwachung. Zentrale Heraus­­­forderungen sind stabile Funk­­­messungen, unterschiedliche Funk­­­standards und die abgestimmte Hard- und Software­­­integration.

HF- und Frequenz­­­­messungen
Bewertung von WLAN- und ZigBee-Signalen
Kontaktlose Frequenz­­­prüfung innerhalb der HF-Haube
Frequenz­­abgleich mittels Spektrum­­­­analyse
Kommunikations- und Funktions­­prüfung
Funktions­prüfung über Raspberry Pi
Kommunikation über CAN-Schnittstelle
Spannungs- und Signal­­­­überwachung im Prüfablauf
Programmierung und Prozess­­­steuerung
Automatisierte Verarbeitung kunden­­spezifischer Programmier­­­daten
Ablaufsteuerung über den MCD TestManager
Datenbankgestützte Kontrolle programmierter Baugruppen
Prozess- und Mess­­­herausforderungen
Stabile und störungs­freie Messung hochfrequenter Signale
Sichere Verarbeitung unterschiedlicher Funk­­­standards
Abstimmung von Hardware, Prüf­software und Daten­bank
Hohe Prüftiefe bei kurzen Takt­zeiten und hoher Prozess­­­­sicherheit

HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN

FAQS

Die Test­­­station ist für Platinen aus dem Smart Home-Umfeld ausgelegt, insbesondere für Bau­­­­gruppen mit WLAN- und ZigBee-Kommunikation sowie zusätzlicher CAN-Anbindung. Diese werden beispielsweise in modernen Heizungs- und Haus­automations­­­­systemen eingesetzt, um die Nutzer per Kommunikation mit mobile Endgeräten über Leistung, Zustand und Störungen zu informieren.
Der FKT übernimmt die Programmierung von Geräte­­­­parametern und Zugangs­­­daten, die Funktions­­­­prüfung der Kommunikation, HF-Messungen sowie Spannungs- und Signaltests. Durch die HF-geschirmten Test­­umgebung können WLAN- und ZigBee-Signale sowei Funk­­­­verhalten und Kommunikations­­­­logik störungs­frei gemessen, analysiert und abgeglichen werden.
Die Station ermöglicht die gleichzeitige Programmierung und Prüfung von bis zu vier Bau­­­gruppen, womit die Effizienz in der Serien­­­­fertigung deutlich erhöht wird. Denn ein kompletter Zyklus für vier Platinen dauert nur etwa 30 Sekunden, wie dies von Kunden­­­­seite vorgegeben war.
Das ist darin begründet, dass zuerst die korrekte Software beziehungsweise Parametrierung auf die Platinen übertragen wird und anschließend nur korrekt vorbereitete Prüflinge in den Funktions­­­­test gelangen. Beide Systeme sind über eine Daten­­­­bank miteinander verknüpft, wodurch verhindert wird, dass fehlerhaft oder unvollständig geflashte Platinen weitergeprüft werden.
In der Anlage sind die zentrale Software­­­­lösung „TestManager CE“ sowie zahlreiche MCD Tool­­­monitore und Steuer­­­­einheiten für die Prüf­­­abläufe implementiert. Dazu gehören auch schaltbare USB-Hubs. Der Prüf­­­­adapter erhält die Stimuli dabei ausschließlich über einen Haupt­­­­stecker, was die Kontaktierung strukturiert und den Prüf­­­­aufbau reproduzierbar macht.

KEY FACTS

Fakten im Überblick

Test­system
Funktionstest­system / Automatisiertes Testsystem
Handling
Halbautomatisch / automatisiert
Konzept
Mehrfach-Prüf­stand mit Mehrfach-Nutzen – bis zu 4 Platinen parallel, bestehend aus Programmier­­­station und Funktions­tester
Prüf­methoden & Prüf­umfang
Elektrisch: Spannungs­­­messungen 
HF / Frequenz: HF- und Frequenz­­­signale für WLAN und ZigBee 
Kommunikation: WLAN, ZigBee, CAN und
Raspberry-Pi-Kommunikation 
Programmierung: Programmierung anwenderspezifischer Daten wie WLAN-ID und Passwort
Komponenten
TestManager CE, Tool­monitor DatenManager, Toolmonitor Serialline, MIO1616, USB-Hub 2.0, Spektrum-/Signal­­analysator, Raspberry Pi, HF-Haube

REFERENZPROJEKTE

Elektro-Wandlade­station

Smart Meter Gateways (SMG)

Smarte DC Energy Meter