Modernien IoT-laitteiden E2E -testaus

Testausinsinöörien eteen nousee yhä uudestaan sama kysymys: Miksei testausta aloitettu aiemmin? Testausasiat kannattaakin ottaa huomioon heti projektin alusta lähtien. Huolellinen suunnittelu vähentää merkittävästi riskiä suunnitelman palaamisesta myöhemmässä vaiheessa niin sanotusti takaisin piirustuspöydälle, eli rahaa säästyy ja tuote saadaan nopeammin markkinoille.

”Testauksen tulisi olla uuden tuotekehitysprosessin ytimessä, mutta usein sille ei anneta riittävää painoarvoa”, sanoo vuodesta 2004 testauksen parissa työskennellyt vanhempi projektipäällikkö Markku Konttajärvi Etteplanilta. ”Tiedän projekteja, joissa uutta tuotetta on suunniteltu vuoden verran tai pidempäänkin testaamatta kunnolla prototyyppejä. Kun projekti lopulta etenee testausvaiheeseen, käy nopeasti selväksi, että tuote ei täytä vaatimuksia, ja pitää peruuttaa useita askeleita taaksepäin.”

Testausprosessin tulisi olla looginen ja koherentti. Jokaisella tuotekehitysprojektilla on omat tavoitteensa, piirteensä ja teknologiansa, ja tämän tulisi näkyä myös testausvaatimuksissa. On tärkeää suunnitella, mitä pitää testata ja missä vaiheessa.

Etteplanin sisäinen kehitysprojekti keskittyi luomaan IoT-prototyyppilaitteen, jossa käytetään useita erilaisia paikannusteknologioita, pilvipalveluja ja yhteysteknologioita.

Uuden laitteen testauksen suunnitteluun käytettiin seuraavanlaista kehystä:

Pyysimme Markkua selostamaan vaiheet läpi järjestyksessä ja kertomaan, miksi jotkin muut testit jätettiin pois tästä projektista.

Laitteen evaluointi evaluointisarjojen avulla ”Testasimme prototyyppejä alustavasti evaluointisarjoilla ja moduulin tai komponentin valmistajan alustoilla. Alustoista on apua ohjelmistokehityksen alkuvaiheissa, ja ne tukevat päätöksentekoa implementointivaiheessa, johon voi sisältyä myös teknologiavalintoja.”

Ohjelmistoyksikön testaus ”Tässä vaiheessa ohjelmistoyksiköt tai -komponentit tarkastettiin ja testattiin, jotta tiedettiin niiden toimivan odotetulla tavalla.”

Painopiirilevyn (PCB) simulointi ” PCB-simulointivaihe sisältää resonanssimoodi-, ylikuulumis- ja tasavirtapiirien jännitteen pudotuslaskelmat. Teimme näiden simulaatioiden perusteella joitakin muutoksia piirimalliin. Esimerkiksi antennisimulaatiot puolestaan jätettiin pois, koska laitteelle ei aseteta erityisiä taajuusvaatimuksia.”

Piirilevyn sähköinen testaus ”Tässä vaiheessa keskitytään verifioimaan painopiirilevyjen peruselektroniikan toimivuus.” (link to EMC)

Toimivuustestaus ”Testasimme laitteen ja ohjelmiston yhteistoiminnan ja varmistimme, että data kulkee oikein piirilevyjen välillä ja laitteen ulkopuolella, niin että laitetteen ohjaus onnistuu ja moduulit toimivat oikein.”

Järjestelmätestaus ”Tässä vaiheessa testauksen laajuus kasvoi huomattavasti. Laitetta testattiin osana isompaa järjestelmää, johon sisältyi paikannuksen tukiasema, pilvipalveluja ja matkapuhelinverkko. Varmistimme, että laitteen konfigurointi ja käyttö onnistuu etänä ja että se kommunikoi tarkasti muiden laitteiden kanssa.”

Todennus kenttäolosuhteissa ”Tässä vaiheessa päästiin laitteen paikannustarkkuuden testaukseen todellisissa käyttöolosuhteissa. Tässä kohtaa meille myös selvisi, että virheellisesti auton katolle asennetun prototyypin kotelon sisään pääsee sadevettä. Paransimme tämän perusteella laitteen asennusohjeita.”

Pre-compliance-testaus, sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) testaus ”Laitteen sähkömagneettinen yhteensopivuus testattiin erilaisilla EMC-mittauksilla, joilla varmistettiin kyseisten vaatimusten täyttyminen. Kannattaa myös huomata, että Etteplan varmistaa testauksen laatua kaikkien projektien aikana erilaisilla katselmoinneilla.”

Kehitysprojektimme tavoite oli selkeä: rakentaa teknologiademo, joka on räätälöitävissä asiakkaiden vaihteleviin tarpeisiin. Näin Markku kommentoi testejä, jotka päätettiin jättää tekemättä, ja perustelee niiden tarpeettomuuden:

Tuotantotestaus ”Valmistimme ainoastaan 15 prototyyppilaitetta, joten laajamittainen automatisoitu tuotantotestaus oli tarpeetonta. Painopiirilevyn sähköisen testauksen katsottiin riittävän prototyyppien tuotantotestiksi.” (Lue lisää Etteplanin tuotantotestereistä täältä  add link)

Antennitestaus ”Päätimme käyttää tähän projektiin valmisantenneja, ja konsultoimme Etteplanin antenniasiantuntijaa antennin oikean sijoituksen varmistamiseksi.”

Ympäristöolosuhdetestaus ”Tässä projektissa laitteelle ei ollut standardeihin liittyviä vaatimuksia, joten ympäristötestaus jätettiin pois.”

Asiakkaan hyväksyntätestaus ”Asiakas teki tässä projektissa omat verifiointinsa järjestelmän toimituksen jälkeen.”

Etteplanilla on testauksen suunnittelusta aina tarkkaan toteutukseen ulottuvaa kokemusta ja osaamista sekä modernit testilaboratoriot, jotka antavat edellytykset kattaviin testauspalveluihin.

”Uskallamme luvata, että laaja kokemuksemme ohjelmisto- ja laitetestauksesta sekä compliance-testauksesta vastaa kaikkiin kehittyneille IoT-laitteille asetettaviin E2E -järjestelmätestauksen ja laadunvarmistuksen vaatimuksiin. Aloittamalla testausprosessi hyvissä ajoin yritykset voivat säästää aikaa ja rahaa ja saavat usein myös laadukkaamman lopputuotteen”, Markku Konttajärvi sanoo.