Fachhochschule München – University of Applied Sciences
Fachbereich Elektro- und Informationstechnik

Bachelorarbeit

eingereicht von

Thomas Stanka

Thema:
Hardware- und Softwareentwicklung eines Testsystems für Mobiltelefone
(Development of a remote controlled test unit for mobile phones)

Bearbeitungsbeginn: 09.08.2004

Abgabetermin: 10.01.2005

Inhaltsverzeichnis

VORWORT ... 3

1. EINLEITUNG UND AUFGABENSTELLUNG ... 4
1.1 Hintergrund der Entwicklung ... 4
1.2 Aufgabenstellung ... 4
1.2.1 Hardware Anforderungen ... 4
1.2.2 Software Anforderungen ... 5

2. AUSGANGSBASIS ... 5
2.1 USB I/O Box „Labjack“ ... 5
2.2 Tastenbetätigungseinheit ... 6
2.3 48 V Spannungsversorgung ... 9

3. HARDWARE ... 10
3.1 Blockschaltbild des Interface ... 10
3.2 Beschreibung einzelner Blöcke und Realisierungsmöglichkeiten ... 10
3.2.1 Spannungsversorgung ... 10
3.2.2 Eingansschutzbeschaltung ... 12
3.2.3 Timer ... 13
3.2.4 Sicherheitsschaltung ... 13
3.3 Realisierung der Hardware ... 13
3.3.1 Allgemeines ... 13
3.3.2 Versuchsmuster ... 14
3.3.3 Timer ... 15
3.3.4 Spannungsversorgung ... 16
3.3.5 Schaltstufe ... 17
3.3.6 Freilaufdioden ... 18
3.3.7 Inbetriebnahme und Funktionsprüfungen ... 19
3.4 Verbesserungen für weitere Aufbauten ... 20

4. SOFTWARE ... 22
4.1 Beschreibung der Realisierungsmöglichkeiten ... 22
4.1.1 Programmierplattform „Lab View“ ... 22
4.1.2 Programmierplattform „Visual C++“ ... 22
4.1.3 Programmierplattform „Lab Windows CVI“ ... 22
4.2 Realisierung der Ansteuersoftware ... 23
4.2.1 Ablaufdiagramm und User Interfaces ... 24
4.2.2 Speichern und Laden der Konfiguration ... 27
4.2.3 Probleme und Lösungen ... 28

5. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK ... 33

6. ANHANG ... 34
6.1 Literaturverzeichnis ... 34
6.2 Hardware Erstellungsinformationen ... 35
6.2.1 Eagle Datensätze ... 35
6.2.2 Anschlussleitungen ... 36
6.2.3 Bauteilliste ... 37
6.2.4 AutoCad Gehäusezeichnung ... 39

1. Einleitung und Aufgabenstellung
1.1 Hintergrund der Entwicklung

Die Testabläufe zur Qualifizierung von Mobiltelefonen sind aufwendige Messungen, die meist voll automatisiert ablaufen. In 2 Meter hohen 19“ Racks sind alle nötigen Messgeräte zur Aufnahme von Frequenzgängen, Leistungsspektren, Bitfehlerraten, Phasenfehler usw. integriert.
Über eine Software wird der Ablauf dieser Messungen gesteuert. Dabei wird das Mobiltelefon über seine Schnittstelle automatisiert bedient. Bei diesen Testabläufen werden Gespräche automatisch aufgebaut, angenommen und beendet. Dazu werden auch die nötigen Pin Codes automatisch eingegeben.
Diese Funktionen werden ausgeführt während das Mobiltelefon im Klimaschrank bzw. der Schirmkammer liegt. Häufig werden diese sehr zeitintensiven Testabläufe über Nacht bzw. während des Wochenendes durchgeführt. Misst man an OEM (d.h. zugekauften Geräten), Fremdgeräten oder Eigenentwicklungen in einem frühen Entwicklungsstadion, ist diese Ansteuerung allerdings nicht möglich. Für diese Fälle ist es nötig, die Tasten manuell zu betätigen.
Die sonst automatisch ablaufenden Tests müssen immer wieder auf das Eingreifen des Mitarbeiters warten. Dieser ist während der Testlaufzeit gebunden und kann kaum andere Tätigkeiten ausführen.

1.2 Aufgabenstellung

Ziel ist es, ein Testsystem zu entwickeln, welches die äußerst zeitaufwendigen Messungen, der nicht über die Schnittstelle ansteuerbaren Geräte automatisieren soll.
Die Aufgabe des Testsystems ist es, über eine komfortable Benutzeroberfläche, Hubmagneten einer Tastenbetätigungsanlage zu aktivieren. Die Software dazu soll eine zeitgesteuerte und auch eine direkte Steuerung über die Computertastatur ermöglichen.
Um diese Steuerung mit einer vorgegebenen I/O Box zu bewerkstelligen, gilt es eine Interface- Schaltung zu entwickeln. Einerseits ermöglicht es diese Schaltung die Hubmagneten mit 48V zu betreiben und bietet andererseits einen hardwaremäßigen Schutz der Hubmagneten vor Überlastung, da diese nur für 24V im Dauerbetrieb ausgelegt sind.
Das Ergebnis der Bachelorarbeit soll ein funktionsfähiges System sein, welches portabel an beliebigen Standorten, sowie Klimakammern und Schirmkammern eingesetzt werden kann. Mit dieser Arbeit soll es auch für andere Abteilungen möglich sein, das System aufzubauen.

1.2.1 Hardware Anforderungen

• Temperaturunabhängige Funktion von -20 bis +60°C
• Maximale Abmaße des Interface 100x50x40mm (LxBxH)
• 48 V Spannungsversorgung
• Unterbrechen der Betätigung nach spätestens 5 Sekunden
• Anschluss der Tastenbetätigungseinheit über 9 Pol Sub-D-Stecker
• Vielseitige Einsatzmöglichkeit

1.2.2 Software Anforderungen

• Portabilität der Funktionen zu anderen C Plattformen
• komfortable Benutzeroberfläche
• automatisierter sowie direkter Betrieb möglich
• Laden und Speichern von Konfigurationen zum automatisierten Betrieb
• zeitgesteuerter Start des automatisierten Betriebes
• Demo Mode für Betrieb ohne Hardware
• Aktivierungszeit einstellbar von 0.1 bis 5.0 Sekunden in 0.1 Sekunden Schritten
• Dauertestbetrieb möglich
• Software soll in Englisch geschrieben werden

2. Ausgangsbasis

Die USB I/O Box, Tastenbetätigungsanlage und die 48 V Spannungsversorgung sind bereits vorhanden. Nachfolgend werden diese Komponenten beschrieben.

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