一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，包括检测模块和处理模块，检测模块包括第一微控制器、机械动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、10V直流电源和无线收发模块，处理模块包括第二微控制器、六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块、USB接口和无线收发模块。本实用新型响应速度快、测量精度高、稳定性好，很好的通过测量按键的OF、OD和CK值判断好坏，同时检测模块和处理模块采用无线通信，方便安装和移动，给按键生产厂家提供了一种很好的出厂产品质量检测的解决方案。
【专利说明】一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种按键质量检测与计数装置，具体来说为一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置。
【背景技术】
[0002]按键的应用相当广泛，例如:手机、各类遥控器、收音机、数码相机、学微波炉、电磁炉、汽车仪表板、玩具等，所以按键的需求量非常大，批量生产按键开关的过程中，质量检测环节是相当重要。传统按键生产厂家出厂前检测按键质量多采用“按键开关荷重位移曲线仪”进行样品抽测，“按键开关荷重位移曲线仪”，其功能强大，测量按键的受力过程通过曲线直观显示和计算机存储，并能同时测出高达23个参数，但是时间较长，同时出厂前进行按键良品和不良品采用抽检的方式本身存在着大量的弊端，合格率不能得到保证。
[0003]实际测试中对于按键检测合格与否，不需要同时测量几十种参数，只需要测量出主要参数OF、OD和CK值，然后依据按键动作的荷重曲线，就可以用于生产线上检测全部按键，避免了抽检中合格率不高的问题。按键上的金属弹片位于软性线路板板上的导电部位，当受到按压时，弹片的中心点下凹，接触到PCB上的线路，从而形成回路，电流通过，整个产品就得以正常工作，按键开关从按下去到复位，这个过程也叫一个按键动作，一个按键动作中测量到两个极值点，一个极大值0F，一个极小值0D，然后计算出操作力变化比例CK，即CK= (OF-OD) /OFX 100%,参考一般规格书对于良品规定的极值和比例的数值范围，即可对于按键开关检测出良品和不良品，之后可以通过在生产线上的分拣装置分流，整个测量和检测的过程不超过I秒，不会影响生产的进度。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，包括检测模块和处理模块，检测模块包括第一微控制器、机械动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、1V直流电源和无线收发模块，无线收发模块与第一微控制器相连，机械动作装置经过信号采集电路和放大电路后，通过A/D转换电路和第一微控制器相连接，信号采集电路和放大电路由1V直流电源供电，处理模块包括第二微控制器、六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块、USB接口和无线收发模块，六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块和无线收发模块均与第二微控制器相连，第二微控制器通过USB接口和PC机通信。
[0006]作为优选，信号采集电路为S型拉压力传感器。
[0007]作为优选，报警模块为语音报警器。
[0008]作为优选，显示模块为IXD显示屏。
[0009]作为优选，存储模块为I2C总线的数据存储器EEPR0M。
[0010]作为优选，检测模块和处理模块中的无线收发模块相匹配且之间无线通讯。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:装置响应速度快、测量精度高、稳定性好，很好的通过测量按键的OF、OD和CK值判断好坏，同时检测模块和处理模块采用无线通信，方便安装和移动，给按键生产厂家提供了一种很好的出厂产品质量检测的解决方案。
[0012]【专利附图】
【附图说明】:
[0013]图1为本实用新型所述检测模块的系统框图；
[0014]图2为本实用新型所述处理模块的系统框图；
[0015]图3为本实用新型所述信号采集电路和放大电路；
[0016]图4为本实用新型所述+1V直流电源；
[0017]图5为本实用新型所述-1OV直流电源；
[0018]图6为本实用新型所述A/D转换电路；
[0019]图7为本实用新型所述的无线收发模块和微控制器连接电路；
[0020]图8为本实用新型所述的六路继电器开关电路；
[0021]图9为本实用新型所述和PC机通信的USB接口电路；
[0022]图10为本实用新型所述显示电路；
[0023]图11为本实用新型所述存储电路；
[0024]图12为本实用新型所述的报警电路。
[0025]【具体实施方式】:
[0026]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0027]作为本实用新型的一种实施方式，参阅图1和图2，本实用新型包括检测模块和处理模块，检测模块包括第一微控制器、机械动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、1V直流电源和无线收发模块，无线收发模块与第一微控制器相连，机械动作装置经过信号采集电路和放大电路后，通过A/D转换电路和第一微控制器相连接，信号采集电路和放大电路由1V直流电源供电，处理模块包括第二微控制器、六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块、USB接口和无线收发模块，六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块和无线收发模块均与第二微控制器相连，第二微控制器通过USB接口和PC机通信。信号采集电路为S型拉压力传感器。报警模块为语音报警器。显示模块为LCD显示屏。存储模块为I2C总线的数据存储器EEPR0M。检测模块和处理模块中的无线收发模块相匹配且之间无线通讯。
[0028]优选的是，所述机械动作装置中主电机采用电容分相可逆爪极永磁同步电机，主要是模拟按键开关的动作过程，使按键按下去的速度和受力都均匀，所述信号采集电路为高灵敏度合金钢S型拉压力传感器，所述1V直流电源选用LM317和ICL7660芯片，所述放大电路选用精密仪表放大器INA126，所述A/D转换电路选用ADS7816串行口模/数转换芯片，所述微控制器均选用STC89C52单片机，所述无线收发模块均选用NRF905芯片，所述USB接口选用PL2303芯片，所述存储模块选用AT24C512存储芯片，所述显示模块选用12864图形点阵液晶，所述报警模块选用ISD1420语音芯片。
[0029]本实用新型一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置的工作原理:初次使用时，首先可以设置按键参数OF、CK、OD的上、下限报警值，每一个阈值对应一路继电器开关，一共六路继电器开关，系统上电后第二微控制器触发系统的外部中断，同时对LCD屏进行清屏，与此同时打开机械动作装置的开关按钮，机械动作装置的连杆压臂以均匀的速度往下压开关，完成一个按键动作以后，机械动作装置会自动恢复原始位置，信号采集电路输出毫伏级的模拟电信号，经过放大电路放大后，送入A/D转换电路输出数字信号，第一微控制器处理数字信号，计算出该按键的OF、CK、OD值，并触发无线收发模块发送数据，第二微控制器通过无线收发模块收到测量数据后，存储数据于EEPROM数据存储器，测量结果和测量的按键的计数个数同时在LCD屏上显示，若超出设置范围可通过报警模块实现语音报警，装置同时根据测量结果使相应的六路继电器开关中的继电器闭合或断开，启动生产线上良品和不良品的分拣装置，同时也通过USB接口给PC机上发送相关指令传送测量结果和对测量按键计数，至此，一个按键的测量过程完毕。
[0030]所述的信号采集电路如图3所示。采用的CL-YB-5J是一款S型拉压力传感器，采用四线制输出，绿色线为信号线的正极，黄色线为电源负极，橙色线为信号线的负极，红色线为电源线的正极，压力传感器的供电电压为10V，响应速度<2ms，测量精度高、稳定性能好、温度漂移小、输出对称性好、结构紧凑。放大电路采用仪表放大器INA126，I脚、8脚之间跨接增益电阻RG，其增益G=5+80kQ/ RG，输出电压Vout=G (VIN+ _VIN_)，RG采用100 Ω的可调电位器，调整Rg?80.4 Ω，使得G为1000。为了降低噪声，应在电源输入端4脚、7脚与地接入0.1 μ F的去耦电容，输出参考端Ref与负载共地，以提高共模抑制能力。
[0031]所述的+1V直流电源如图4所示。信号采集电路中的压力传感器需要用到1V的工作电压源，放大电路中的仪表放大器要用±10V的工作电源，工频变压器把220V交流电降至交流12V，交流12V经过整流桥之后转换为直流电压，再经过电容滤波输出比较稳定的直流电压，作为LM317的输入调整电压，经过LM317调整为比较稳定的1V电压。
[0032]所述的-1OV直流电源如图5所示。选用了 ICL7660作为电源转换芯片实现-1OV的电压源。
[0033]所述的A/D转换电路如图6所示。采用低功耗的12位串行口模/数转换芯片ADS7816，LSB=Vref/4096, MSB=Vref,根据此关系，可以将输出的电压转换成数据量与控制端进行相比较，转换芯片在前2个时钟周期对反馈信号进行采样，然后随后的12个时钟周期将转换数据依次按照从高到低的顺序从OUT送到单片机对应的口线中。VCC通过8 Ω电阻接到V+，起到限流保护的作用，VREF与V+接在一起，参考电压为V+，片选接到单片机P2.5，数据输出端OUT接到P2.6，时钟输入DCLK接到单片机的P2.7，IN+同相输入端接模拟信号输入IN。
[0034]所述的无线收发模块和微控制器连接电路如图7所示。无线模块采用NRF905 (PTR8000+)射频收发器，装置中采用3.3V供电。NRF905的集成化程度高，通过的距离更远，抗干扰性强，工作稳定。NRF905工作在433/868/915MHz三个ISM频道，NRF905收发器进行无线数据传输自动进行CRC校验和编码，提高了无线通信数据的可靠性和准确性。NRF905使用SPI总线接口与处理器进行数据交换、地址、输出功率和信道配置等。装置使用微控制器没有SPI总线接口模块，将NRF905的引脚直接接在微处理器的I/O上，用I/O模拟SPI总线对NRF905模块进行配置和操作，NRF905模块进行无线收发数据。
[0035]所述的六路继电器开关电路如图8所示，图中为一组继电器开关连接电路，其余各组电路结构相同。六路继电开关电路分别对应着OF、CK、OD的上、下限报警值，一旦高于最高值或者低于最低值继电器都会闭合，同时指示灯会亮，表示该路继电器闭合。
[0036]所述的和PC机通信的USB接口电路如图9所示。采用高度集成的RS232-USB接口转换器PL2303，符合USB2.0规范，外接几只电容就可实现USB信号与RS232信号的转换，电路无需外加电源，直接由USB供电，当DP与DM端口出现数据时，芯片将自动握手连接，实现与PC机的数据传输。
[0037]所述显示电路如图10所示。采用12864图形点阵液晶，显示模块主要是将处理后的数据显示出来，将单片机的三位I/O 口分别与液晶模块的SCLK、SID、CS相接。
[0038]所述存储电路如图11所示。存储模块选用AT24C512作为存储芯片，该芯片采用I2C总线方式，是一种容量为64KB串行电可擦的可编程存储器，内部有512页，每一页为128字节，任一单元的地址为16位，地址范围为0000 — 0FFFFH，采用8引脚封装，与单片机的连接为:SCL、SDA 分别接 Pl.6、Pl.7，A0、Al、A2 和 WP 接地。
[0039]所述的报警电路如图12所示。报警模块采用ISD1420语音芯片组成，电路语音芯片的PLAYL接单片机P3.2作为播放控制引脚，AO和Al接地，A2^A7接主单片机PO 口。其中R7、R9、R10都为100KΩ，R8串联在LED上为限流电阻，取值为2ΚΩ，R14、R15为5.6ΚΩ，C14、C15为104uF用于麦克风去噪，C1、C15为10uF用于滤波。系统对语音进行分段控制，录制信息时，将REC电平变低，将从内部存储器空间的开始录制信息。如果REC保持低电平，录音操作一直持续到存储器空间录满，这时录音结束；如果REC变为高电平，电路将自动进入掉电模式。边缘启动放音时，将PLAYE变低，将从存储器开始或选定的位置开始放音。
[0040]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，包括检测模块和处理模块，所述检测模块包括第一微控制器、机械动作装置、信号采集电路、放大电路、A/D转换电路、1V直流电源和无线收发模块，所述无线收发模块与第一微控制器相连，所述机械动作装置经过信号采集电路和放大电路后，通过A/D转换电路和第一微控制器相连接，所述信号采集电路和放大电路由1V直流电源供电，所述处理模块包括第二微控制器、六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块、USB接口和无线收发模块，六路继电器开关、存储模块、显示模块、报警模块和无线收发模块均与第二微控制器相连，第二微控制器通过USB接口和PC机通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，其特征在于:所述信号采集电路为S型拉压力传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，其特征在于:所述报警模块为语音报警器。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，其特征在于:所述显示模块为IXD显示屏。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，其特征在于:所述存储模块为I2C总线的数据存储器EEPROM。
6.根据权利要求1所述的一种基于无线收发的按键质量检测与计数装置，其特征在于:所述检测模块和处理模块中的无线收发模块相匹配且之间无线通讯。
【文档编号】G01M13/00GK203931160SQ201420368482
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月6日 优先权日:2014年7月6日
【发明者】杨旭 申请人:陕西理工学院