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Enginursday: ganhos de eficiência através do design – Notícias

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Uma breve olhada em um dispositivo de teste projetado para aumentar a eficiência no desenvolvimento futuro.



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Eficiência é o nome do jogo hoje em dia, e a equipe do SparkFun QC tem tudo a ver! Implementamos com sucesso um novo equipamento de teste que chamamos de “banco de testes Qwiic” e estou aqui para lhe contar tudo.

Se você é novo no SparkFun ou não está por um tempo, pode não estar ciente da nossa linha de produtos Qwiic; nesse caso, confira este explicador Qwiic. Sendo um fabricante de eletrônicos de alta variação, nós, no CQ, nos mantemos muito ocupados projetando hardware e software de teste para novos originais SparkFun. Estamos sempre tentando encontrar e tirar proveito dos ganhos de eficiência para aumentar a largura de banda da nossa equipe de três pessoas, e o novo Qwiic Test-bed faz exatamente isso. Abaixo está uma breve visão geral do raciocínio, detalhes técnicos e resultados do desenvolvimento com nosso novo acessório de teste.

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A motivação:

Queríamos encontrar uma maneira de aumentar a largura de banda, como equipe, economizando tempo no desenvolvimento. Normalmente, projetamos um banco de ensaio para um produto, e esse banco de ensaio é usado apenas para testar esse produto individual. Isso significa que para cada novo produto que precisamos: projetar novo hardware de teste, criar os novos acessórios de teste, escrever o software para controlar o acessório de teste e testar o produto, e manter o acessório de teste através do uso contínuo da produção.

Uma das etapas mais fáceis que podemos tomar para economizar tempo durante nosso processo de design de hardware é redirecionar arquivos de design anteriores e fazer modificações para se adequar ao seu aplicativo atual, e o mesmo pode ser feito para testar o software. Mas, mesmo com esses ganhos de eficiência, não podemos superar o tempo de resposta no hardware do equipamento de teste. O que precisávamos era de um equipamento de teste físico que pudesse ser reutilizado para testar novos produtos e ainda assim suportar o antigo.

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A chave para tornar esse acessório de teste possível foi em parte devido à padronização no fator de forma e na pinagem das placas de interrupção Qwiic e em parte devido a todas as placas que utilizam o protocolo de comunicação I2C. Um padrão rígido foi estabelecido em relação ao fator de forma; esse padrão determina a ordem dos quatro furos passantes revestidos essenciais (PTHs): terra (GND), poder (VCC), Dados I2C (SDA) e Relógio I2C (SCL) (eles também devem ser adjacentes).

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Deve-se dizer que este banco de ensaio nunca foi destinado a testar todos os painéis de controle Qwiic, apenas queremos capturar a maioria – alguns projetos precisam quebrar o padrão por um motivo ou outro e tentar projetar um equipamento em torno de todos os desvios imagináveis ​​teria causado muito escopo.

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O objetivo do exercício era acelerar o máximo possível do processo de desenvolvimento ao usar o banco de testes Qwiic. Optamos por usar um esboço de firmware colaborativo que é executado no ambiente de teste, permitindo a criação de um firmware adicionando facilmente novos arquivos de origem do produto e funções de teste necessárias para testar novos projetos. Isso significava que agora poderíamos usar os mesmos equipamentos de teste físicos para testar vários conjuntos, economizando tempo na construção de hardware para cada novo design. Ao eliminar a necessidade de projetar e montar um acessório físico, economizamos muito tempo da nossa equipe e também permitimos que o ciclo do produto se movesse mais rapidamente. Como um bônus adicional, o equipamento também pode ser usado durante a fase de prototipagem para testar novo hardware e software.

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Hardware:

O banco de testes Qwiic utiliza pogopins para fazer uma conexão temporária aos PTHs da placa enquanto a placa é mantida no lugar pela barra de acrílico com dobradiças na parte superior. Um pequeno nubbin pode ser girado para manter a barra presa na placa durante o teste, ou o usuário pode segurar a barra manualmente. Os periféricos de processamento e teste para o equipamento de teste são tratados por nossa placa de desenvolvimento de testes original chamada “Flying Jalapeno”. Confira as postagens de Pete sobre o desenvolvimento do Flying Jalapeno aqui:

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O equipamento de teste possui dois sensores capacitivos disponíveis, quatro LEDs e depuração serial disponível para a interface do usuário.

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O equipamento gira em torno dos quatro principais pogopins: GND, VCC, SDA e SCL, que são separados por um espaçamento padrão de 100 mil. Como muitos desses conjuntos emitem outros sinais, como interrupções, habilitações, analógicos, PPMs, relógios e RX / TX serial, os quatro pogopins de sinal essenciais são abrangidos por oito pogopins extras – quatro acima e quatro abaixo. Cinco comutadores quádruplos 74LVC4066 direcionam os pinos com maior capacidade funcional do ATmega2560 do Flying Jalapeno para os oito pogopins extras, dando ao desenvolvedor a capacidade de selecionar quais pinos do 2560 devem ser conectados aos sinais da placa de teste e quais desconectar.

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Diagrama esquemático do banco de ensaio Qwiic (PDF LINK)

Ao tornar a superfície de união acrílica para as conexões de PTH esbelta, um painel de teste pode ser colocado em ambos os lados da área de união para se adequar a qualquer orientação do cabeçalho de PTH. O alinhamento é facilitado combinando a seda do painel de teste com a do banco de ensaio. Na maioria dos cenários, o conjunto que está sendo testado possui menos PTHs do que o banco de testes possui pogopins; quando um pogopin não está sendo usado, ele é pressionado pelo PCB e separado de qualquer sinal pela máscara. Os relatórios sobre o uso de nosso departamento de produção foram positivos e o hardware está se saindo bem.

Resultados:

Como um todo, ficamos muito satisfeitos com os resultados do uso deste acessório de teste. Nós três no QC estamos aprendendo uma lição sobre colaboração de software, mas com algumas regras implementadas, o co-desenvolvimento ocorreu sem problemas. Como um cálculo aproximado, o processo de desenvolvimento de testes para as placas que estão sendo testadas com o Qwiic Test-bed demorou cerca de 25% do tempo que eles teriam anteriormente e com todos os projetos nos tubos, economizando qualquer tempo é bem-vindo.

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