27.11.2019 | Fachthema

Der LED-Inspektor

Der LED-Inspektor

Praktikanten bei Ginzinger entwickeln Webcam Prüfsystem

Im Zuge ihres Praktikums erarbeiteten Schüler der HTL Braunau und der FH Hagenberg bei Ginzinger electronic systems ein Webcam-Prüfsystem zum automatisierten Testen von Baugruppen.

 

Manuelles Testen von LED ist aufwändig, zeitintensiv und fehleranfällig. Egal ob es sich um einzelne LEDS oder 7-Segment Anzeigen handelt. Mit dem Ziel, Baugruppen mit LED-Anzeigen automatisiert zu testen, entstand in der Entwicklungsabteilung bei Ginzinger electronic systems etwa vor drei Jahren die Idee, ein passendes Prüfsystem zu entwickeln.

 

Auslöser für die Entwicklungsidee eines automatisierten LED-Prüfsystems war die elektronische Baugruppe eines Kunden. Auf ihr sind sehr viele LEDs verbaut. Der dadurch bedingte, hohe Testaufwand war der Startschuss für die Idee, ein automatisiertes Prüfsystem für LED-Baugruppen zu entwickeln. Um den Prozess der bislang manuellen Überprüfung zu automatisieren und ein schnelles, exaktes Überprüfen zu ermöglichen, suchte Stefan Schöfegger, Entwicklungsleiter bei Ginzinger electronic systems, 2016 nach einer Möglichkeit der Realisierung. Diese sollte dann in die vorhandenen Testracks eingebaut werden können.

Konfigurationsprogramm

Konfigurationsprogramm

Die Schwierigkeit bei der technischen Umsetzung lag in der Übersteuerung möglicher Kamerasysteme. LEDs übersteuern bedingt durch ihre Strahlung punktförmig alle gängigen Kamerasysteme. Das flächige und sehr inhomogene Licht macht ein Testen mit Kamera schwierig. Viele Tests und Prüfaufbauten folgten.

Im Sommer 2016 wurde Andreas Priewasser, Student der FH Oberösterreich in Hagenberg mit Ausbildungsschwerpunkt Embedded-Systems Design im Zuge seines Praktikums auf das Projekt angesetzt. Er sollte sich intensiv mit der Aufgabenstellung befassen und eine Lösung finden. Andreas Priewasser hatte dabei die Idee, mittels Histogramm die LED-Prüfung durchzuführen und führte die Implementierung durch.

 

Seine erarbeitete Lösung basiert auf einem Histogramm, dass die Farbverteilung im HSV-Farbraum betrachtet und so die Farbtemperatur beurteilt. In ihm sind Farborte mit drei Koordinaten einer Farbe definiert: Dem Farbwert, der Farbsättigung und dem Hellwert.

Konfigurationsprogramm

Konfigurationsprogramm


Durch die Ermittlung in diesem Farbraum kann nun beurteilt werden, ob es sich um die richtige LED-Farbe handelt, ob die Farbtemperatur und Helligkeit stimmt und wie es um die generelle Funktionstüchtigkeit bestellt ist. Im Prüfmittel können somit einfach Grenzen für die Prüfschärfe für Farbtemperatur und Helligkeit festgelegt werden.

 

 

Konfigurationsprogramm_2

Konfigurationsprogramm_2


Das Histogramm wird auf einem Ginzinger embedded Linux Board berechnet. Über eine spezielle Software berechnet, analysiert und wertet das Histogramm die Farbverteilung im HSV-Farbraum aus. Das Histogramm selbst wird mittels Korrelation mit einem eingelernten Muster berechnet. Eine eingebaute, handelsübliche Webcam prüft die Baugruppe, auf welcher LEDs verbaut sind.

 

Korrelation

Korrelation

 

Die Kamera befindet sich im Prüfmittel unter dem Nadelbettadapter und ist über den Lichtleiter verbunden. Der Prüfling wird in den Nadelbettadapter gelegt. Die LED-Prüfung erfolgt über den Lichtleiter, der zum Kamerasichtfeld führt.

Ein Praktikant der HTL Braunau am Inn erweiterte in der Entwicklung im Sommer 2019 schließlich noch die Konfigurationsprogramme und verbesserte die Usability. Damit wurde das Praktikanten-Entwicklungs-Projekt - Prüfmittel „LED Inspektor“ - fertig gestellt.



Mit nur einem Testschritt ist es möglich, mehrere LEDs auf einmal zu testen. Dies stellt eine enorme Zeitersparnis dar. Der „LED-Inspektor“ wird  künftig im Prüfmittelbau zum Einsatz kommen und für verschiedene Kundenbaugruppen verwendet. Der LED Inspektor ist ein schönes Beispiel, wie Praktikanten in der Entwicklung bei Ginzinger electronic systems interessante Aufgaben mit dem eigenen Wissen selbständig verwirklichen können.

Stefan Schoefegger

Stefan Schoefegger

 

Dazu Stefan Schöfegger, Entwicklungsleiter bei Ginzinger electronic systems:„Die Praktikanten bei uns erhalten während ihrer Tätigkeit in der Entwicklung die Möglichkeit, ihr theoretisches Wissen einzubringen und anzuwenden. Sie können so eigene Lösungen für die ihnen gestellten Aufgaben finden. Außerdem können Sie durch ihre praktische Arbeit in „richtige“ Embedded-Systems Entwicklung eintauchen. Sie erfahren, wie neue Produkte für den Markt entstehen und bekommen ein gutes Gespür für die Projektabläufe.“

 

Technische Fakten des embedded Linux Prüfboards „LED-Inspektor“:
- Open CV Bibliothek
- Qt
- Kamera über USB
- Testschnittstelle
- GELin (über zehn Jahre bewährte Linux Distribution von Ginzinger)
- in die standardisierte Testschnittstelle der Ginzinger Testsysteme integriert

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