Kamerabasierte LED-Auswertung für einen HIL-Prüfstand

Aufgabe

Steuergeräte und Bedienteile zeigen ihren Zustand häufig über LEDs an. Für automatisierte Tests am HIL-Prüfstand sollten diese Anzeigen zuverlässig ausgewertet werden – nicht nur „ein“ oder „aus“, sondern auch gedimmt und blinkend. Gleichzeitig musste der Prüfstand gezielt Signale über digitale Eingänge einspeisen können.

Umsetzung

Hardware

• Lichtleiter führen das Licht jeder LED vom Prüfling in den 19-Zoll-Einschub
• Ein Tubus vor der Kamera ordnet die Enden der Lichtleiter als Matrix an und schirmt sie gegen Fremdlicht ab
• Eine Industriekamera erfasst die Matrix und damit die LEDs des Prüflings
• Einspeisung von Signalen (Injektionen) über digitale Eingänge

Konstruktion und Fertigung

• Konstruktion aller Komponenten des Einschubs im eigenen Haus
• Fertigung per 3D-Druck, ebenfalls im eigenen Haus

Software

• Umfangreiche Auswertesoftware, die die Kamerabilder analysiert und die Zustände der LEDs erkennt: aus, ein, gedimmt und blinkend
• Übergabe der Zustandsdaten an das Testframework über eine definierte Schnittstelle – die Bildanalyse bleibt vollständig im Einschub
• Schnittstelle in Abstimmung mit dem Kunden konsequent nach Design by Contract festgelegt: Welche Daten in welcher Form und unter welchen Bedingungen geliefert werden, ist für beide Seiten verbindlich beschrieben

Ergebnis

• Immun gegen Streulicht: Der Tubus schirmt die Lichtleiter gegen Fremdlicht ab – die Auswertung bleibt unabhängig von der Beleuchtung am Prüfstand zuverlässig.
• Kosteneffizient: Die Kameramethode hat in diesem Projekt 25 schnelle Eingänge eingespart.
• Vollständige Potentialtrennung: Die Lichtleiter übertragen nur Licht – die Spannungspotentiale von Prüfling und Auswertung bleiben vollständig getrennt.
• Schnell beim Kunden: Weil wir alle Komponenten selbst konstruiert und per 3D-Druck gefertigt haben, konnte der Kunde die fertige Lösung nach kurzer Zeit in Empfang nehmen.
• Integration an einem Tag: Weil die Schnittstelle vorab eindeutig vereinbart war, war die Systemintegration innerhalb eines Tages abgeschlossen. Das Testframework des Kunden erhält fertige LED-Zustände und muss die Bildanalyse nicht selbst durchführen.

Warum Design by Contract?

Bei Design by Contract legen beide Seiten vorab fest, was eine Schnittstelle voraussetzt und was sie zusichert. Abweichungen fallen dadurch früh auf, und die Integration wird planbar – statt am Prüfstand zu improvisieren.

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