Plataforma para la automatización de ensayos de una red de dispositivos electrónicos con comunicación LIN

Abstract

El objetivo de este proyecto de final de grado es crear una plataforma que permita la automatización de ensayos dentro de una red LIN (Local Interconnect Network) con diferentes dispositivos conectados. La plataforma de ensayos será controlada por un maestro LIN el cual se comunicará mediante Ethernet-TCP/IP con el ordenador y será capaz de enviar mensajes LIN a los esclavos LIN consiguiendo así poder controlar las placas de control que tienen los relés y pueden realizar lecturas de voltaje, corriente y potencia de la carga conectada. Desde el ordenador se ejecutará un software de QT para tener una interfaz gráfica y así poder seleccionar ensayos y ejecutarlos de forma automática para que al terminar generen un informe con los resultados. Este proyecto engloba diferentes áreas: firmware, hardware y software. Ahora se va a detallar con más información los diferentes apartados del proyecto: Maestro LIN: La plataforma se controla desde un ordenador conectando un cable ethernet a la Waveshare RP2040 maestro LIN y esta comunicación usa el protocolo TCP/IP. De esta manera se pueden enviar mensajes desde el ordenador y el maestro convierte esto mensajes a LIN y los envía a los esclavos. El maestro LIN es capaz de convertir estos mensajes a LIN gracias a la placa diseña de comunicaciones LIN, que usa el transceptor ATA663211 de Microchip. Esclavo LIN: El esclavo LIN es capaz de leer los mensajes LIN enviados por el maestro LIN gracias a la placa de comunicaciones LIN y a su vez a partir de los mensajes recibidos realiza acciones sobre la placa control de relés capaz de realizar lecturas de voltaje, corriente y potencia de la carga conectada. Diseño Hardware: En el proyecto de la plataforma se han diseñado dos placas de hardware una para la comunicación LIN (Local Interconnect Network) usando el transceptor ATA663211 de Microchip y otra para realizar lecturas de corriente, voltaje y potencia de la carga conectada usando el INA219 de Texas Instrument, esta segunda placa de control permite hacer lecturas sobre dos cargas conectadas de forma independiente. Software UI (User Interface): Desde el ordenador se ejecuta un software UI (User Interface) con el cual te puedes conectar al Waveshare RP2040 con el protocolo TCP/IP y enviar comandos para controlar la plataforma. Comandos como la activación y desactivación de los relés de la placa de control y la lectura de corriente, voltaje y potencia. A parte el software contiene un selector de ensayos (tests) los cuales se ejecutan sobre los equipos conectados. Informe de resultado: Al terminar los ensayos ejecutados en la plataforma se crean unos informes con los resultados del ensayo (Report) usando una plantilla html y Jinja2 y el informe creado tiene formado PDF. Juntando todos los apartados descritos anteriormente se consigue el objetivo de crear una plataforma de ensayos, la cual puede ejecutar los ensayos definidos y crear un informe con los resultados en PDF. Gracias a la arquitectura LIN de Maestro/Esclavo la plataforma de ensayos actual se puede ampliar añadiendo más Esclavos LIN con nuevos diseños de placas de control o con los descritos en este proyecto.

The objective of this final degree project is to create a platform that enables the automation of tests within a LIN (Local Interconnect Network) with various connected devices. The test platform will be controlled by a LIN master, which will communicate with the computer via Ethernet-TCP/IP and will be capable of sending LIN messages to LIN slaves. This allows control over the control boards that have relays and can perform voltage, current, and power readings of the connected load. From the computer, a QT software will be executed to provide a graphical interface, enabling the selection and execution of tests automatically and generating a report with the results upon completion. This project encompasses different areas: firmware, hardware, and software. Below is a detailed description of the different sections of the project: Master LIN: The platform is controlled from a computer by connecting an Ethernet cable to the Waveshare RP2040 LIN master, using the TCP/IP protocol for communication. This allows messages to be sent from the computer, which the master converts to LIN and sends to the slaves. The LIN master is able to convert these messages to LIN thanks to the LIN communications board, which uses the ATA663211 transceiver from Microchip. Slave LIN: The LIN slave can read LIN messages sent by the LIN master thanks to the LIN communications board and subsequently performs actions on the relay control board, capable of reading the voltage, current, and power of the connected load based on the received messages. Hardware Design: Two hardware boards were designed for the platform: one for LIN communication using the ATA663211 transceiver from Microchip, and another for reading current, voltage, and power of the connected load using the INA219 from Texas Instruments. This second control board allows independent readings of two connected loads. Software UI (User Interface): From the computer, a UI software is executed, allowing connection to the Waveshare RP2040 via TCP/IP protocol to send commands to control the platform. Commands include activating and deactivating the relays on the control board and reading current, voltage, and power. Additionally, the software includes a test selector that runs tests on the connected equipment. Report Generation: Upon completing the tests executed on the platform, reports are created with the test results using an HTML template and Jinja2, generating a PDF report. Combining all the previously described sections achieves the objective of creating a test platform that can execute defined tests and generate a report with the results in PDF format. Thanks to the LIN Master/Slave architecture, the current test platform can be expanded by adding more LIN Slaves with new control board designs or those described in this project.