MIMO TECHNOLOGY

Stencil Management System Hardware

Das Schablonenregal ist eine Spezialanfertigung, welches für die Produktion hergestellt wurde. Ziel war es, die grosse Menge an Schablonen auf geringem Raum unterzubringen. Da die Schablonen an verschiedenen Produktionslinien verwendet werden, wurden mehrere Regale gebaut, sodass an jeder Linie ein eigenes Regal stehen kann. Jedes dieser Regale ist 0.9m breit, 1.5m Hoch und kann bis zu 100 Schablonen aufnehmen. Sie bestehen aus zwei Reihen mit jeweils 50 Schablonen. Die Schablonen werden durch spezialangefertigte Einlagen gehalten. Diese müssen, da sie innerhalb des ESD Bereichs stehen, aus einem speziell leitenden Kunststoff hergestellt werden. Für das Projekt werden diese Regale modifiziert.

Aufbau

Die Hardware des Stencil Management Boards besteht aus mehreren selbst entwickelten Modulen, die zusammenarbeiten. Die folgende Grafik veranschaulicht den Aufbau der Module.

Da eine ein Meter lange Flachbaugruppe schwierig und somit teuer herzustellen ist, werden sie in kleinere, modular aufgebaute Flachbaugruppen aufgeteilt. Zusätzlich wird die Wartung erleichtert, da bei einem Defekt ein Modul durch ein neues ausgetauscht werden kann. Wie in der unteren Abbildung gezeigt, werden die Pins vom Eingang jeweils um eine Position verschoben an den Ausgang des Moduls geführt. Somit erfolgt eine Codierung nach ihrer angeschlossenen Reihenfolge. Dies sorgt dafür, dass die Boards beliebig vertauscht werden können und trotzdem immer die richtige Position erkannt werden kann. Bei diesem Aufbau werden fünf Leitungen benötigt. Ein ähnliches Resultat hätte auch mit einem Demultiplexer und drei Leitungen erreicht werden können. Dies hätte jedoch zur Folge, dass jede Flachbaugruppe z.B. mit einem Jumper individuell codiert hätte werden müssen.

Detektion

Für die Schablonendetektion wurde in der Analysephase aus mehreren Möglichkeiten der sogenannte Reflex-koppler als die am besten passende Lösung ausgewählt. Er funktioniert im Grundprinzip wie ein Optokoppler. Mit einer Infrarot LED wird Lichtenergie ausgestrahlt, welche mit einem lichtempfindlichen Transistor in ein elektrisches Signal umgewandelt wird. Beim Optokoppler leuchtet die Infrarot LED direkt auf den Transistor. Beim Reflex-koppler wird sie aus dem Gehäuse gestrahlt und durch einen annähernden Gegenstand reflektiert.

Die Reflex-koppler werden über einen pull-up Widerstand beschaltet. Wird eine Schablone eingeschoben, zieht der Reflex-koppler diese spannung auf GND, was über einen Multiplexer zum Microkontroller weitergeleitet und von diesem ausgewertet wird. Mit 100 Reflex-kopplern pro regal macht es keinen Sinn diese durchgehend angeschaltet zu lassen. Daher wird mit einer zweiten Leitung und einem Transistor die LEDs nur kurz zum Auslesen eingeschalten.

Montage

Um die Detektion-Boards einzubauen wurde in die bestehenden Regal-Einlagen eine Fuge gefräst, in die die Detektions boards gelegt wurden.

Positionsanzeige

Die Positionsanzeige wird mit einem LED-Strip verwirklicht. Dabei handelt es sich um die sogenannten Neopixel bzw. die WS2812 LEDs. Sie werden mit nur einer Datenleitung angesteuert und können die Farben im RGB Spektrum sowie zusätzlich Weiss anzeigen. Sie werden an der jeweiligen Position oberhalb der Schablone angebracht und mit einer diffusen Plexiglasscheibe verdeckt.

Prototypen

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