LabVIEW开发FCT测试 点击:3 | 回复:0



fjczd

    
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发表于:2025-12-18 22:21:02
楼主

某消费电子类5V/2A USB 快充模块,需完成出厂功能全检,核心测试项如下:

  • 输入电压 / 电流检测(AC 220V 输入,转换前的电气参数);

  • 输出电压 / 电流检测(DC 5V 输出,空载 / 带载 1A/2A 工况);

  • 纹波电压检测(输出端纹波峰峰值,≤50mV 为合格);

  • 快充协议识别(QC2.0/QC3.0 协议握手是否正常);

  • 过流保护测试(输出短路时是否触发保护,移除短路后能否恢复);

  • 综合判定(所有测试项合格则判定产品 Pass,否则 Fail 并标注失败项)。

需求

  • 测试流程自动化:一键启动测试,自动完成所有工况切换与数据采集;

  • 数据记录:保存每台产品的测试数据(含 SN 码、测试项、结果、时间戳);

  • 实时显示:测试过程中实时展示各项参数曲线 / 数值;

  • 报警与追溯:不合格项高亮提示,支持测试数据导出(Excel)与查询;

  • 硬件兼容:适配数字万用表、电子负载、电源供应器等通用测试仪器。

整体架构

1. 硬件组成

硬件模块

型号示例

功能说明

工控机

研华 IPC-610

运行 LabVIEW 程序,主控单元

可编程交流电源

致茂 Chroma 61504

提供 AC 220V 输入,精准调压

高精度数字万用表

安捷伦 34401A

采集输入 / 输出电压、电流

电子负载

艾德克斯 IT8512

模拟不同负载工况(0A/1A/2A)

纹波测试仪

泰克 TDS2024B

采集输出纹波电压

快充协议分析仪

鼎阳 SDL1000X

检测 QC 协议握手状态

继电器模组

欧姆龙 G6K-2F-Y

控制短路保护测试的通断

条码扫描枪

霍尼韦尔 1900GHD

扫描产品 SN 码

2. 软件架构

采用 LabVIEW 经典的模块化 + 状态机架构,分为 5 层:

  • 界面层(UI):测试参数显示、操作按钮、结果提示;

  • 控制层(State Machine):调度测试流程(初始化→扫码→上电→测试→判定→报告);

  • 驱动层(Instrument Driver):调用 VISA/IVI 驱动控制硬件仪器;

  • 数据层(Data Logging):数据存储、Excel 导出、数据库交互;

  • 异常处理层(Error Handler):硬件通信异常、测试超差的报警与日志。

LabVIEW程序开发

步骤 1:硬件通信初始化

  1. 基于 VISA 协议建立仪器通信:

    • 在 LabVIEW 中打开 “VISA 资源名称” 控件,扫描并选择各仪器的 VISA 地址(如ASRL1::INSTR、GPIB0::22::INSTR);

    • 调用仪器厂家提供的 LabVIEW 驱动(或自行编写 SCPI 指令封装函数),例如:

      • 交流电源初始化:发送VOLT 220; FREQ 50; OUTP ON指令,设置 220V/50Hz 输出并开启;

      • 电子负载初始化:发送LOAD:MODE CC; CURR 0,设置恒流模式且初始电流 0A。

  1. 编写初始化子 VI,包含硬件自检逻辑(如检测仪器是否通信正常,异常则弹窗提示)。

步骤 2:测试流程状态机设计

采用 LabVIEW “状态机” 架构(While 循环 + Case 结构),核心状态如下:

状态名称

功能逻辑

待机(Idle)

等待用户点击 “启动测试” 按钮,扫描 SN 码并写入测试记录表

上电(PowerOn)

控制交流电源输出,延迟 1s 待模块上电稳定,采集输入电压 / 电流初始值

空载测试

电子负载设为 0A,采集输出电压(要求 4.95~5.05V)、纹波电压

1A 带载测试

电子负载设为 1A,稳定 2s 后采集输出电压(≥4.9V)、输出电流(0.95~1.05A)

2A 带载测试

电子负载设为 2A,稳定 2s 后采集输出电压(≥4.8V)、输出电流(1.9~2.1A)

协议测试

控制快充协议分析仪发送 QC 握手指令,读取返回的协议版本(需识别 QC2.0/3.0)

过流保护测试

控制继电器模组闭合,模拟输出短路,检测模块是否停止输出;断开继电器后,检测是否恢复输出

判定(Judge)

对比所有测试项与预设阈值,生成 Pass/Fail 结果,标注失败项

报告(Report)

保存测试数据,更新界面结果显示,控制声光报警(Fail 则红灯 + 蜂鸣)

结束(Quit)

关闭所有仪器输出,释放 VISA 资源,退出循环

步骤 3:数据采集与处理子 VI 开发

  1. 电压 / 电流采集:

    • 调用万用表驱动 VI,读取直流电压 / 电流值,例如:MEAS:VOLT:DC?(读取直流电压);

    • 加入数据滤波(如滑动平均滤波,去除采集噪声),确保数据稳定性。

  1. 纹波采集:

    • 控制示波器触发方式为 “边缘触发”,设置带宽 20MHz,采集输出端纹波波形;

    • 通过 LabVIEW 的 “波形测量” 函数库,计算纹波峰峰值(Max-Min)。

  1. 数据格式标准化:将所有采集数据转换为 “数值 + 单位” 格式,存入数组(索引对应测试项)。

步骤 4UI 界面设计

LabVIEW 前面板设计遵循 “简洁易用、信息全面” 原则,核心元素:

  1. 操作区:SN 码显示框、“启动测试”/“停止测试”/“导出数据” 按钮;

  2. 实时监控区:

    • 数值显示控件:输入电压 / 电流、输出电压 / 电流、纹波值、协议版本;

    • 波形图表:实时绘制输出电压随负载变化的曲线;

  1. 结果区:Pass/Fail 指示灯、失败项列表(红色高亮);

  2. 日志区:显示测试时间、设备状态、异常信息。

步骤 5:数据存储与追溯

  1. 本地存储:

    • 调用 LabVIEW “报表生成工具包”,将测试数据(SN、时间、各测试项、结果)写入 Excel 模板,保存路径为测试数据\YYYYMMDD\SN_测试时间.xlsx;

    • 可选:接入 SQLite/MySQL 数据库,将数据写入数据表,支持按 SN / 日期查询。

  1. 数据导出:设计 “导出当日数据” 按钮,一键导出当日所有测试记录为 Excel 文件。

步骤 6:异常处理与容错

  1. 通信异常:在每个仪器操作后加入错误检测,若通信失败,暂停测试并弹窗提示 “XX 仪器通信失败,请检查连接”;

  2. 测试超差:某一项测试不合格时,标记该项目并继续完成剩余测试(可选:用户设置 “超差即停止”);

  3. 紧急停止:设计 “急停” 按钮,点击后立即关闭所有电源输出,终止测试流程。





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