The goal was to build a machine that could rapidly prototype PCBs using a moving light source and photoresist. The project failed, as the UV light did not make it through the lenses used to concentrate it. Better lenses and a laser would allow it to function better.

Det här projektet har utförts i samarbete med företaget Eskilstuna Elektronikpartner AB (EEPAB). Företaget arbetar med tillverkning av kretskort där de använder sig av ytmontering och hålmontering. Vissa mönsterkort kan vara böjda och kan därmed orsaka problem i Surface Mount Device (SMD)-linan. Syftet med projektet var att ta fram en fixtur som gör mönsterkorten planare vilket innebär att minska höjdskillnaden mellan högsta och lägsta punkten på korten. Detta för att effektivisera och förhindra stopp i produktionen. Två forskningsfrågor togs fram som fungerade som ett stöd under projektets gång: F1:Hur förbättras produktionen i en SMD-lina när mönsterkorten hålls plana? F2:Vilka faktorer bör beaktas när en fixtur tas fram för en SMD-lina? Projektet har följt en produktutvecklingsprocess där fokuset har legat på konceptstadiet. Data har samlats in genomen litteraturstudie, intervjuer samt ett formulär. Projektet resulterade i ett slutgiltigt koncept i form av en fixtur. Resultatet i projektet visar att genom att spänna fast mönsterkortets kortsidor så minskas nedböjningen. Genom planare mönsterkort minskas risken för fel mängdapplicering av lödpasta som i sin tur kan orsaka kortslutning eller en öppen slutning. Att problemen med fel mängd lödpasta minskas leder även till att manuellt arbete som tvättning och applicering av lödpasta kan reduceras. När lödpasta appliceras för hand är det även svårt att veta om rätt mängd har applicerats, detta kan även leda till problem under lödningen. Sedan kan det konstateras att designen av fixturen måste samspela med alla maskiner i SMD-linan för att inte orsaka problem eller hindra maskinerna från att utföra dess arbete. Utifrån ett koncepttest visade det sig att det framtagna konceptet gör mönsterkorten cirka 42% planare. Detta bör kunna minska problemen i SMD-linan och spara in tiden det tar att åtgärda dessa problem. Koncepttestet utfördes inte i den rätta maskinen och måste därmed undersökas ordentligt. Det var endast ett sorts mönsterkort som testades, dessa faktorer är exempel på felkällor. I framtiden bör ett flertal olika mönsterkort testas för att få en högre reliabilitet. Det behövs även tas fram en exakt tolerans för när mönsterkorten är för böjda och problem uppstår. I dagsläget finns endast maskinens egentolerans som inte stämmer särskilt bra och en generell tolerans för SMD-linor.

Denna rapport utreder möjligheten till en mönsterkortslösning för en kabelbaserad kraftenhet. Denna kraftenhet är en låda som består av flera komponenter som exempelvis kraftenheter för 24V, 100V, filter och motorstyrkort för två axlar samt kraftfördelning. Kablarna i enheten är tidskrävande och dessutom kostsamma. Därför har enheten idag både hög produktionskostnad och produktionstid. Kablarna tillför, utöver höga kostnader, risk för störningar och p.g.a. mängden kablar ökar svårigheten att felsöka enheten. Simuleringar har genomförts med LT-Spice för olika RC-filter för styrsignalerna i kraftenheten. Vidare har ett kretsschema konstruerats baserat på ritningen av lådan och alla kablar som ska reduceras och hanteras av mönsterkortet. Med kretsschemat skapades en layout för mönsterkortet. Denna layout representerar alla komponenter och hur kopparledningarna ska placeras. Det ledde till att mönsterkortet utvecklades som en möjlig lösning till kraftenheten. / This report investigates the possibility for a PCB (Printed circuit board) solution for a cable-based power unit. This power unit is a box which contains multiple components as for example power units for 24v, 100v, filter and motor control boards fort wo shafts and power supply. The cables in the unit are complicated and hard to construct and also expensive. Therefore, the unit has a high production cost and high production time. Besides high costs the cables also add risks for interference and because of the amount of cables it also raises the difficulty to debug the unit. Simulations have been done with LT-Spice for constructions of different RC-filters for the steering signals in the power unit. Furthermore, a circuit diagram has been drawn based on the drawing of the power unit and all the cables that are to be reduced and handled by the circuit board. The circuit board layout was designed based on the circuit diagram. Which led to a circuit board being developed as a possible solution for the power unit.

Den här rapporten beskriver ett examensarbete i elektroteknik på Kungliga tekniska högskolan. Syftet var att skapa en unik systemlösning där ett CAN-adapterkort (Controller Area Network) skulle integreras med ett system för övervakning av däcktryck i tunga fordon. Målet var att presentera mätvärden från ventilsensorer på en persondator. Systemet för övervakning av lufttryck heter J1939 – TPMS och är en färdig produkt. J1939 – TPMS skickar CAN-ramar på en CAN-buss i J1939-format. Dessa ramar ska läsas in av adapterkortet och presenteras på ett terminalprogram på en persondator. Arbetet har bestått av att utreda hur systemet J1939 – TPMS fungerar i detalj. Rollen för protokollet J1939 och dess förhållande till CAN har förklarats. Hur J1939-ramar tolkas och hur mätdata rörande TPMS avkodas har beskrivits i detalj. Principer för hur en CAN-nod fungerar har klargjorts. Baserat på detta har ett CAN-adapterkort konstruerats. Konstruktionen har inneburit komponentval, design av elektronikschema, design av mönsterkort och utveckling av inbyggd programvara. Resultatet blev ett färdigt och fungerande CAN-adapterkort som har testats med J1939 – TPMS. Kraven för projektet uppfylldes. Dock så kommer mer arbete med kortet och systemet behövas för att det ska bli en färdig produkt. Arbetet genomfördes hos Motion Control i Västerås AB i samarbete med Transeco Däckservice. / This report describes a degree project at the Royal Institute of Technology. The purpose was to create a unique system solution in which a CAN adapter card (Controller Area Network) was to be integrated with an air pressure monitoring system for heavy duty vehicles. The goal was to present measurement values ​​from valve sensors on a personal computer. The air pressure monitoring system is called J1939 - TPMS and is a finished product. J1939 - TPMS sends CAN-frames to a CAN-bus in J1939 format. These frames are to be read by the adapter card and presented on a terminal program on a personal computer. The job has been to investigate how the J1939 - TPMS system works in detail. The role of the J1939 protocol and its relationship with CAN has been clarified. Also, a detailed description of how J1939 frames are interpreted and how the measuring data TPMS is decoded is done. Principles for how a CAN node works has been clarified. Based on this, a CAN adapter card has been designed. The design has included component selection, design of electronics schema, design of computer cards and development of embedded software. The result was a ready-to-use CAN adapter card tested with J1939-TPMS. Requirements for the project were met. However, more work with the card will be needed to make it a finished product. The work was carried out at Motion Control in Västerås AB in cooperation with Transeco Däckservice (Transeco Tire Service).

This thesis project aims to create an overview of new technologies in printed circuit board manufacturing which when automated could become part of an Industry 4.0 production flow. Potential design limits imposed by new technologies are then applied in the creation process of a minimum distance estimation function. The intended purpose of this function is to correctly estimate the minimum distance required for the auto-routing software FreeRouting to be able to successfully route between two components. This is achieved by using a brute-force attack to progressively decrease the distance between components using a bisectional approach to find the minimum distance at which the auto-routing software can still successfully route for a specific design. Using the results from this brute-force attack a couple of linear functions based on different base designs are created and then used to implement a minimum distance function. The minimum distance estimation function is then intended to be used to implement limits to how close components can be placed to each other in a printed circuit board design tool which purpose is to enable people with lesser knowledge of printed circuit boards to still be able to realize their design ideas. / Detta examensarbete ämnar skapa en överblick av nya tekniker inom mönsterkorts-tillverkning som när de automatiseras skulle kunna bli en del av ett Industri 4.0 produktionsflöde. Eventuella designbegränsningar som uppstår till följd av dessa tekniker kommer sedan appliceras i skapningsprocessen av en minsta avståndsfunktion. Syftet med denna funktion är att korrekt uppskatta det minimala avståndet som krävs för att auto-routing mjukvaran FreeRouting ska kunna dra ledningar mellan två komponenter. Detta görs genom en brute-force attackvinkel där avståndet mellan komponenter fortsätter minskas med bisektionsmetoden tills ett minsta avstånd hittats där auto-routing mjukvaran fortfarande kan dra ledningar för en specifik design. Genom användande av resultaten från denna brute-force attack skapas sedan ett par linjära funktioner baserade på olika bas-designer och dessa används sedan för att implementera minsta avståndsfunktionen. Denna minsta avståndet-funktion är sedan ämnad att implementeras som begränsningar för hur nära komponenter kan placeras varandra i ett program för design av mönsterkort vars syfte är att möjliggöra folk utan kunskaper inom mönsterkortsdesign att ändå kunna realisera sina designidéer.

As electronics are getting both smaller and more advanced, the need to verify and validate remains and the means are getting more complex the more functions and components are added. Traditionally, in-circuit tests (ICTs) are performed by probing dedicated test points on the Printed Circuit Board Assembly (PCBA) in a test sequence that is unique to each product. But as the density of components increases, the choice between component and test point must be considered. Instead of decreasing the reliability during verification by having to remove less system-critical test points, this thesis suggests the use of a near-field probe (NFP) based around a Giant Magneto-Resistance (GMR) sensor to possibly replace the need for a physical test point by instead performing contactless testing. The use of a GMR sensor allows for bandwidth from 0 Hz up to the MHz range, whereas commercial NFPs are based on a different technique and are operational from the MHz range and up. The goal of this project was to improve the non-linearity of typically 15% present in the AAH002-02 model from NVE by the use of an analogue closed-loop magnetic feedback circuit. The project successfully improved the linearity to 99.8% by the use of an instrumentation amplifier, a subtractor and a push-pull amplifier in conjunction with a 3x30 turn planar coil embedded in a PCB, located beneath the sensor Integrated Circuit (IC). The resulting linearity was verified by a Helmholtz coil where a uniform magnetic field was produced with linearly increased field strength, and calculated using the R2 value from a linear regression analysis on the acquired data. In the future, the data acquired from this kind of NFP could be used together with a Machine Learning (ML) model to remove the manual labour required when constructing these product-unique test sequences. / Dagens elektronik blir både mindre och mer avancerad, men behovet av verifiering och validering av dessa kvarstår och metoderna för detta ökar i komplexitet ju fler funktioner och komponenter som läggs till. Dagens kretskortstester genomförs genom att sondera dedikerade testpunkter strategiskt utplacerade på kretskortet enligt en testsekvens som är unikt skapad för varje produkt. Men med att densiteten av komponenter ökar måste valet mellan komponent och testpunkt tas i beaktning. Instället för att minska tillförlitligheten vid validering genom att ta bort mindre kritiska testpunkter föreslår denna avhandling användandet av en närfältssond baserad runt en Giant Magneto-Resistance (GMR)-sensor för att möjligen ersätta behovet av en fysisk testpunkt genom att istället genomföra kontaktlös testning. Användandet av en GMR-sensor tillåter en bandbredd från 0 Hz upp till MHzområdet, där kommersiella närfältssonder är baserade på annan teknik och är funktionsdugliga från MHz-området och uppåt. Målet med detta projekt var att förbättra olinjäriteten på typiskt 15% som är närvarande hos en sensor av modell AAH002-02 från NVE genom en analog magnetisk återkopplingskrets med sluten slinga. Projektet lyckades förbättra linjäriteten till 99.8% genom användandet av en intrumentförstärkare, en subtraherare och en push-pull-förstärkare i samverkan med en plan spole på 3x30 varv inbyggd i ett mönsterkort placerd under sensorns integrerade krets. Den resulterande linjäriteten validerades med hjälp av en Helmholtz-spole där ett uniformt magnetfält producerades med linjärt ökande fältstyrka och beräknades genom R2 -värdet från en linjär regression-analys på den inhämtade datan. I framtiden kan datan som inhämtats från den här sortens närfältssond kunna användas tillsammans med en maskininlärningsmodell för att ersätta det manuella arbetet som idag krävs för att konstruera dessa produktunika testsekvenser