Studio e progetto di un sistema elettronico per il controllo di una macchina per etichettatura automatica di provette.
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4. Conclusione
4.1. Test e debug
La progettazione e la definizione dello schema elettrico sono state eseguite in azienda.
La realizzazione del master, a partire dallo schema elettrico, è stata affidata ad una ditta esterna. Nella realizzazione del master si utilizzano programmi dedicati che hanno come ingresso lo schema elettrico e generano in uscita file gerber.
Tali file sono dei documenti testuali scritti in un linguaggio dedicato alla macchina che fisicamente realizza la scheda.
I file gerber hanno estensione diversa a secondo delle informazioni in esso contenute. La lista dei file generati per la scheda progettata è la seguente:
1. progetto.GTO Gerber Top Overlay (Serigrafia Lato Componenti) 2. progetto.GBO Gerber Bottom Overlay (Serigrafia Lato Saldature) 3. progetto.GTL Gerber Top Layer (Lato Componenti)
4. progetto.GBL Gerber Bottom Layer (Lato Saldature) 5. progetto.GL2 Gerber Layer 2 (Layer 2)
6. progetto.GL3 Gerber Layer 3(Layer 3) 7. progetto.GL4 Gerber Layer 4(Layer 4)
8. progetto.GTS Gerber Top Solder (Solder Lato Componenti) 9. progetto.GBS Gerber Bottom Solder (Solder Lato Saldature) 10. progetto.GTP Gerber Top Paste (Pasta Lato Componenti) 11. progetto.GBP Gerber Bottom Paste (Pasta Lato Saldature) 12. progetto.GD1 Gerber Drill Drawing (Piano di foratura) 13. progetto.GG1 Gerber Drill Guide (Riferimenti centri fori)
Per realizzare la scheda di dimensioni contenute è stato necessario fare il circuito stampato o PCB a quattro strati montando componenti SMD.
SMD è una cronimo che sta ad indicare Surface Mounting Device (tecnologia a montaggio superficiale) indica una tecnica di assemblaggio in cui i componenti elettronici sono applicati superficialmente su un circuito stampato, senza necessità di foratura come è invece richiesto nella tecnica classica.
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43 Questa soluzione offre diversi vantaggi:
• Notevole riduzione delle dimensioni dei componenti e quindi minori dimensioni degli apparati.
• Massima automazione e velocizzazione delle procedure di montaggio.
• Nessuno scarto dovuto alla necessità di taglio dei reofori eccedenti.
• I componenti possono essere montati su entrambe le facce del circuito stampato.
Dopo aver verificato le dimensioni della scheda e il giusto posizionamento dei componenti con particolare attenzione che le linee di potenza non fossero vicine a linee di segnale, i file gerber sono stati inviati all’assemblatore.
La ditta che realizza le schede partendo dai gerber impiega circa un mese per realizzare la prima scheda: questi tempi sono imposti dal tempo di approvvigionamento dei componenti e dalla realizzazione vera e propria delle schede.
Alla consegna della scheda sono iniziati in azienda i primi test e la fase di debugging.
I primi test sono stati rivolti alla verifica delle alimentazioni: alimentando la scheda con 24 V è stato controllato il corretto funzionamento dei regolatori e la corretta generazione delle tensioni secondarie (5V e 3.3 V).
La seconda fase di test è stata rivolta al DSP.
Il DSP è stato programmato con il firmware appositamente sviluppato utilizzando un applicativo (Bootloader) nativo della Motorola .
Il download è stato effettuato con una connessione di tipo JTAG alla porta parallela del PC.
JTAG, acronimo di Joint Test Action Group, è un consorzio di 200 imprese produttrici di circuiti integrati e circuiti stampati allo scopo di definire un protocollo standard per il test funzionale di tali dispositivi, che tendono ad essere sempre più complessi e difficili da controllare, fino a rendere impraticabili i tradizionali metodi manuali.
Tale connessione infatti oltre ad essere utilizzata per scaricare il firmware la prima volta è necessaria per il debugging, permette infatti di avere un emulatore in-circuit col quale è possibile controllare il funzionamento del DSP, leggendo in tempo reale i valore dei registri, offrendo inoltre tutte le funzionalità di debug come l’inserimento break-point nel programma in esecuzione nel DSP.
Terminata la fase di accensione e programmazione è iniziato il test del collegamento seriale con il PC e le altre periferiche.
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HyperTerminal, programma di comunicazione su collegamento seriale programma interno al sistema operativo Windows.
L’interfaccia operatore si presenta come un terminale nel quale l’utente può inviare file testuali oppure digitare stringhe ASCII da inviare al dispositivo collegato.
Figura 19
In Figura 24 è riportato un esempio in cui la prima riga è il messaggio che il DSP invia automaticamente al momento della accensione, la seconda è il messaggio che il DSP invia automaticamente una volta che il firmware è in esecuzione e pronto a ricevere comandi.
Le stringhe precedute da parentesi acute sono i comandi inviati dall’utente mentre quelle senza parentesi sono le risposte del DSP.
In questo esempio è stata chiesta la versione del firmware con il comando “ver” poi è stato chiesto lo stato del sensore di home con indice 0 con il comando “home 0”.
Come si può vedere la risposta è formattata in moda da segnalare: HOME identifica un sensore di home
000 indica l’indice del sensore (in questo caso 0)
001 indica lo stato attuale del sensore (in questo caso 1). Con queste prove è stata conclusa la fase preliminare di test.
Per passare ad una fase di test più approfondita è necessario montare la scheda su una macchina nella sua configurazione meccanica completa (motori, sensori, elettromagneti e tutte le altre
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45 periferiche).
Una volta montata la scheda sulla macchina si procede alla taratura di tutte le posizioni attraverso il software principale, descritto nel capitolo 2.2.3, da qui è possibile testare e tutte le periferiche.
