Software
Zum Ansprechen der einzelnen Baugruppen wurde eine komplette C-Bibliothek erstellt. Diese umfasst mehrere Funktionen, um die jeweiligen Ausgänge zu steuern und die Eingänge auszulesen. Für die Erstellung der Software wurde explizit die Programmiersprache C verwendet, da diese noch bis heute in der Industrie verwendet wird und auf fast allen Computersystemen, u. a. auch Linux, zur Verfügung steht. Durch die Temperaturabhängigkeit einzelner Bauteile, kann es zu verfälschten Messungwerten bzw. zu ungenauen Spannungen an den Ausgängen führen. Um diese Fehler zu kompensieren, wurden Funktionen programmiert, die es ermöglichen die analogen Baugruppen zu kalibrieren.
Die Bibliothek bzw. die Funktionen wurden mit dem Software-Dokumentationswerkzeug Doxygen kommentiert und dokumentiert. Dadurch wird das Arbeiten und Programmieren mit der Bibliothek für Außenstehende erleichtert.
Abb. „Testprogramm im Nano-Editor“ zeigt einen Ausschnitt aus einem Testprogramm für die digitalen Ausgänge. Hierbei wird die Wertigkeit des 2. Ausgangs mit jeweils einer Unterbrechung von 10 ms getoggelt. Das Ergebnis wurde mit einem Oszilloskop validiert (vgl. Abb. „Oszilloskop Kennline des getoggelten digitalen Ausgangs“).
Validierung
Die Validierung der Zusatzplatine erfolgte mit Hilfe von Messgeräten, wie z.B Multimeter und Oszilloskop. Um die Funktion der analogen Baugruppe zu analysieren, wurden die einzelnen Ausgänge kalibriert und anschließend per Software auf eine bestimmte Spannung eingestellt und per Multimeter ausgelesen. Nach Kalibrierung wurde wie erwartet die eingestellte Spannung per Multimeter verifiziert. An den Eingängen wurde eine Referenzspannung eingespeist und anschließend per Software ausgelesen und verifiziert.
Die Analyse der digitalen Baugruppen geschah nach demselben Prinzip. Die digitalen Eingänge wurden mit den digitalen Ausgängen verbunden. Durch das Senden eines „High-Pegels“ in einer bestimmen Reihenfolge an die jeweiligen Ausgänge mussten parallel dazu die Eingänge einen High-Pegel messen und anzeigen. Hierbei wurde ein Fehler im Platinen-Layout analysiert. Die Software erkannte, dass zwar am richtigen Kanal ein High Pegel vorhanden war, aber es wurde nicht von der dazugehörigen LED signalisiert. Es wurde ein Testprogramm (vgl. Abb. „Testprogramm im Nano-Editor“) programmiert und ausgeführt, um die Geschwindigkeit und zeitgleich die Funktion der digitalen Ausgänge mit einem Oszilloskop auswerten zu können.
Der PT-100 Eingang wurde mit Hilfe eines dekadischen PT-100 Simulators validiert. Die Dekade dient zur Simulation eines kalibrierten PT-100 Sensors. Auf der Dekade selbst befinden sich mehrere Drehschalter, die zur Einstellung einer gewünschten Temperatur fungieren. Zeitgleich verändert sich linear zur Temperatur der Widerstand der Dekade. Somit konnte man eine gewünschte Temperatur simulieren und diese mit der in der Software ausgelesenen Temperatur vergleichen.
