Equipa:	Grupo 01: Ivo Rodrigues (Coord.) Bernardo Costa Cristiano Nunes João Araújo Samuel Silva
Empresa	KulzerTec
Orientadores:	Filipe Teixeira (KulzerTec) e Rui Escadas Martins (DETI)

Desafio

É pretendido com este projeto realizar um proof-of-concept de um equipamento que possa ser utilizado para efetuar testes durante o desenvolvimento de produtos IoT ou de controlo.

O equipamento deverá permitir:

Geração de sinais analógicos/digitais para simulação de sensores;
Medição de sinais analógicos/digitais;
Envio e receção de dados através de interfaces digitais (RS232, SPI, CAN).

A aplicação desktop deverá permitir:

Enviar comandos para o equipamento gerar os sinais;
Receber e mostrar as medições efetuadas pelo equipamento;
Configurar as interfaces digitais e permitir o envio e receção de dados;
A execução de sequências de comandos.

Resultados

Atingiu-se a maioria dos requisitos acima expostos; contudo, considerando todas as restrições devido à COVID-19 e consequentes atrasos temporais, não foi possível aperfeiçoar o produto de forma a que este atingisse o máximo de desempenho e robustez, como seria de esperar numa versão comercializável.

Construiu-se, ao longo deste ano letivo, um dispositivo baseado em microcontrolador (STM32) através de uma placa de desenvolvimento STM32H743ZI2, alimentada através da conexão USB com o computador, com as seguintes caraterísticas:

Alimentação externa de +48 VDC;
8 entradas e saídas analógicas/digitais (0-36V), ativadas ou desativadas por software;
Portos para comunicação através dos protocolos SPI e CAN;
Portos para medição da potência (0-48V, 0-3A) consumida pelo dispositivo em teste (DUT).

O hardware com as caraterísticas acima descritas é integrado com uma aplicação desktop, através de uma conexão por USB, cujas funcionalidades correspondem às descritas na secção anterior.

Protótipo do dispositivo (em perfboard):

Aplicação para Windows (1/7)

Configuração dos portos de entrada e saída:

Aplicação para Windows (2/7)

Leitura dos sinais nas entradas analógicas, com vista de osciloscópio:

Aplicação para Windows (3/7)

Formas de onda enviadas para as saídas analógicas:

Aplicação para Windows (4/7)

Leitura dos sinais nas entradas digitais, com deteção de nível lógico:

Aplicação para Windows (5/7)

Medição de potência do DUT:

Aplicação para Windows (6/7)

Protocolos de comunicação (CAN):

Aplicação para Windows (7/7)

Protocolos de comunicação (SPI):

Desenvolvimento

Primeiro protótipo do produto idealizado (não concluído):

Arquitetura final do sistema:

Pinout da placa de desenvolvimento STM32H743ZI2 para este projeto:

Exemplos de fases de teste (1/5)

Eletrónica - acondicionamento de sinal nas entradas (limitação a 0-3.3V):

Exemplos de fases de teste (2/5)

Firmware/software - controlo da tensão à saída das DACs:

Exemplos de fases de teste (3/5)

Firmware/software - comunicação entre computador e STM32 (Termite):

Exemplos de fases de teste (4/5)

Firmware/software - saídas analógicas (forma de onda sinusoidal):

Exemplos de fases de teste (5/5)

Aplicação desktop/protocolos de comunicação: recepção de mensagem (CAN)

Objetivos não atingidos

Devido aos motivos anteriormente referidos, o sistema final apresenta algumas lacunas face ao esperado, sendo elas:

a não concretização de uma PCB e de uma estrutura plástica para o protótipo final;
a baixa frequência de funcionamento do sistema;
o separador de saídas digitais (exemplo: colocar na saída uma sequência binária);
a não concretização de módulos de automação de testes e data logging.