Suurjännitelähteen suunnittelu ja testaus
Frantsi, Toni (2021)
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105168858
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105168858
Tiivistelmä
Insinöörityössä suunniteltiin ja testattiin asiakkaamme tarpeita vastaava suurjännitelähde, jota hyödynnettiin asiakkaan toimesta kehitteillä olevan DMS-sensorilla toimivan mittausjärjestelmän kehittämisessä.
Insinöörityössä käytiin vaiheittain läpi elektroniikan tuotekehitysprosessin eri vaiheet alkaen asiakkaan toimittamiin alkuvaatimuksiin perehtymisestä ja päättyen suunnitellun suurjännitelähteen verifikaatiotestaukseen. Alkuvaatimusten perusteella perehdyttiin suurjännitteen toteutustapaan ja luotiin suurjännitelähteelle arkkitehtuuri. Osana arkkitehtuurin luomista kytkentää simuloitiin LTspice XVII -ohjelmistoa hyödyntäen ja simulaatiotuloksien perusteella suurjännitelähteelle luotiin suunnitteluvaatimukset. Suunnitteluvaatimusten pohjalta luotiin kytkentäkaavio ja piirilevyn layout PADS VX -ohjelmistolla. Suunnitteluvaiheen päätteeksi suurjännitelähde siirrettiin tuotantoprosessiin haltuun, joka hoiti suunnitellun suurjännitelähteen prototyypin valmistuksen.
Suurjännitelähteen läpäistyä tuotantoprosessin suoritettiin sille tuotekehitysprosessin mukainen testaus, jotta saatiin varmuus suunnitteluvaatimusten täyttymisestä. Testauksen yhteydessä löytyneitä virheitä ja ongelmia korjailtiin niitä havaittaessa ja lopputulemana suurjännitelähteelle asetetut suunnitteluvaatimukset täytettiin. Osana testausta suoritettiin integraatiotestaus, jossa suurjännitelähde liitettiin osaksi mittausjärjestelmää. Integraatiotestauksen yhteydessä löydetyt ongelmat johtivat muutoksiin suurjännitelähteen arkkitehtuurissa asti, mutta lopputulemana DMS-sensorin ympärille suunniteltu mittausjärjestelmä saatiin toimimaan halutulla tavalla.
Alkuvaatimusten asettamat suorituskykyvaatimukset suurjännitelähteelle ylitettiin selvästi, mikä lisäsi samalla DMS-sensorin suorituskykyä. Suurjännitelähdettä hyödynnettiin kaasujen analysointiin soveltuvassa mittausjärjestelmässä. Suunniteltua suurjännitelähdettä hyödynnetään myös kirjoitushetkellä kehitteillä olevassa DMS-sensoritekniikkaan pohjautuvassa lääkintälaitteessa, jolla pyritään reaaliaikaisesti tunnistamaan syöpäkudosta sähköveitsen valokaaren aiheuttamia palokaasuja analysoimalla.
Insinöörityössä käytiin vaiheittain läpi elektroniikan tuotekehitysprosessin eri vaiheet alkaen asiakkaan toimittamiin alkuvaatimuksiin perehtymisestä ja päättyen suunnitellun suurjännitelähteen verifikaatiotestaukseen. Alkuvaatimusten perusteella perehdyttiin suurjännitteen toteutustapaan ja luotiin suurjännitelähteelle arkkitehtuuri. Osana arkkitehtuurin luomista kytkentää simuloitiin LTspice XVII -ohjelmistoa hyödyntäen ja simulaatiotuloksien perusteella suurjännitelähteelle luotiin suunnitteluvaatimukset. Suunnitteluvaatimusten pohjalta luotiin kytkentäkaavio ja piirilevyn layout PADS VX -ohjelmistolla. Suunnitteluvaiheen päätteeksi suurjännitelähde siirrettiin tuotantoprosessiin haltuun, joka hoiti suunnitellun suurjännitelähteen prototyypin valmistuksen.
Suurjännitelähteen läpäistyä tuotantoprosessin suoritettiin sille tuotekehitysprosessin mukainen testaus, jotta saatiin varmuus suunnitteluvaatimusten täyttymisestä. Testauksen yhteydessä löytyneitä virheitä ja ongelmia korjailtiin niitä havaittaessa ja lopputulemana suurjännitelähteelle asetetut suunnitteluvaatimukset täytettiin. Osana testausta suoritettiin integraatiotestaus, jossa suurjännitelähde liitettiin osaksi mittausjärjestelmää. Integraatiotestauksen yhteydessä löydetyt ongelmat johtivat muutoksiin suurjännitelähteen arkkitehtuurissa asti, mutta lopputulemana DMS-sensorin ympärille suunniteltu mittausjärjestelmä saatiin toimimaan halutulla tavalla.
Alkuvaatimusten asettamat suorituskykyvaatimukset suurjännitelähteelle ylitettiin selvästi, mikä lisäsi samalla DMS-sensorin suorituskykyä. Suurjännitelähdettä hyödynnettiin kaasujen analysointiin soveltuvassa mittausjärjestelmässä. Suunniteltua suurjännitelähdettä hyödynnetään myös kirjoitushetkellä kehitteillä olevassa DMS-sensoritekniikkaan pohjautuvassa lääkintälaitteessa, jolla pyritään reaaliaikaisesti tunnistamaan syöpäkudosta sähköveitsen valokaaren aiheuttamia palokaasuja analysoimalla.