eTestBox : sistema portátil de diagnóstico e programação

Abstract

A crescente complexidade dos sistemas eletrónicos automóveis exige ferramentas de teste flexíveis, portáteis e capazes de garantir a validação rigorosa de módulos antes da sua integração em veículos. Neste contexto, o presente trabalho descreve o desenvolvimento da eTestBox, uma plataforma modular e portátil destinada ao teste funcional de unidades eletrónicas automóveis (UUTs). A solução integra num único dispositivo as capacidades avançadas de comunicação LIN e CAN, aquisição analógica de alta precisão, entradas e saídas digitais isoladas, alimentação programável e monitorização de corrente, permitindo a execução de testes completos de fim de linha e validação funcional. A arquitetura do sistema assenta num Raspberry Pi como controlador central, complementado por uma DAQ MCC128 para leitura analógica, um módulo PCAN-PRO FD para comunicação automóvel e um conjunto de circuitos dedicados projetados em PCB para garantir isolamento galvânico, redução de ruído e compatibilidade com requisitos industriais. Uma fonte de alimentação interna gerida por bateria, aliada a conversores CC-CC dedicados, fornece todas as tensões necessárias ao sistema, incluindo um barramento de 30 V que alimenta uma fonte programável M5Stack PPS, permitindo alimentar o UUT com tensão e corrente ajustáveis durante o ensaio. O dispositivo apresenta ainda uma interface UUT baseada num conetor DB15 que agrega todas as funcionalidades necessárias: medições analógicas em modo single-ended ou diferencial, saídas digitais por relé, entradas digitais optoisoladas, comunicação CAN e LIN, alimentação fixa de 12 V e alimentação programável KL30 com descarga automática. Todo o sistema é controlado por uma interface gráfica desenvolvida em PyQt e suporta execução automática de sequências de teste através de um sequenciador integrado. Os resultados obtidos demonstram que a eTestBox constitui uma solução robusta, versátil e de baixo custo para ambientes industriais, oferecendo portabilidade, autonomia e capacidade de adaptação a diferentes cenários de teste automóvel. A combinação entre hardware dedicado e software modular permite ainda a expansão futura do sistema para novos protocolos ou funcionalidades, reforçando a sua utilidade em contextos de mobilidade elétrica e manufatura inteligente.

The increasing complexity of automotive electronic systems demands flexible, portable and reliable testing tools capable of ensuring rigorous validation of electronic modules before their integration into vehicles. This work presents the development of the eTestBox, a modular and portable platform designed for functional testing of automotive electronic units (UUTs). The solution integrates, in a single device, advanced capabilities for LIN and CAN communication, high-precision analog acquisition, isolated digital I/Os, programmable power supply control and real-time current monitoring, enabling comprehensive end-of-line testing and functional validation. The system architecture is built around a Raspberry Pi as the central controller, supported by a MCC128 DAQ for analog measurement, a PCAN-PRO FD module for automotive communication, and dedicated PCB circuitry designed to ensure galvanic isolation, noise reduction and full compatibility with industrial requirements. An internal battery-powered supply system, combined with multiple DC-DC converters, generates all the required voltages, including a 30 V auxiliary bus that feeds a programmable M5Stack PPS power module used to supply the UUT with configurable voltage and current profiles. The UUT interface is implemented through a DB15 connector that aggregates all functional channels, including differential or single-ended analog inputs, relay-based digital outputs, opto-isolated digital inputs, CAN and LIN communication lines, a fixed 12 V output and a programmable KL30 supply with automatic discharge capability. All system functions are controlled through a PyQt-based graphical interface and an integrated test sequencer enabling full automation of test procedures. The results demonstrate that the eTestBox provides a robust, versatile and cost-effective solution for industrial environments, offering portability, autonomy and adaptability to different automotive testing scenarios. The combination of dedicated hardware and modular software also enables future expansion to support new protocols and functionalities, reinforcing its relevance in the context of electric mobility and smart manufacturing.