专利名称：反馈式按键寿命试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子元器件检测技术领域，提供一种反馈式按键寿命试验机，特 别适用于按键寿命评定试验.
背景技术：
按键寿命试验装置是对按键质量监测的必备设备，被测按键在按键寿命试验中和 试验后都不应该出现结构缺陷、电气性能下降。
现有已知按键寿命试验装置采用橡胶触头模拟手指击打被测按键，以检测按键、开 关、薄膜开关、键盘按键、触控面板等开关装置的点击寿命。按键寿命试验装置仅保 持产生持续稳定的击打动作，不能在按键异常情况下记录有效击打次数，不能记录试 验过程中被测按键的压力值和按键接触电阻值，无法对击打按键过程中的按键异常做 出试验度量，不具备反馈控制能力，按键寿命试验的数据简单，试验过程和结论存在 较多的主观判断。
试验装置和方法，应具备可度量性、稳定性、可重复性和再现性。目前的按键试 验装置和方法不能满足这样的要求。 发明内容
本实用新型公开了一种反馈式按键寿命试验机，以解决现有技术中按键寿命试验 无法对击打按键过程中的按键异常做出试验度量，不具备反馈控制能力，按键寿命试 验的数据简单，试验过程和结论存在主观判断等问题。
本实用新型反馈式按键寿命试验装置，包括单片机控制系统ECU、击打动作的电气
执行单元，其特征在于还包括击打压力反馈电路、接触电阻反馈电路。
击打压力反馈电路包括压力传感器；压力传感器的SIGN引脚与单片机控制系统 ECU的RAO端子连接；接触电阻反馈电路包括恒压参考源、电阻和连接被测按键的连线 端口；电阻一端与单片机控制系统ECU的RA1端子连接， 一端接地；连接被测按键的 连线端口一端与单片机控制系统ECU的RA1端子连接， 一端与恒压参考源的Vout引脚 连接；单片机控制系统ECU、击打压力反馈电路、接触电阻反馈电路、连接被测按键的 连线端口构成输入反馈控制电路。
单片机控制系统ECU与电气执行单元、连接被测按键连线端口电信号连接；单片机控制系统ECU、电气执行单元、连接被测按键的连线端口构成输出反馈控制电路。
本实用新型反馈式按键寿命试验装置，电气执行单元包括场效应管、可调恒流源 和电磁铁；电磁铁的两个端子分别接场效应管的漏极D和可调恒流源的Vout端子；ECU 通过RCO端子连接场效应管的栅极G，控制电磁铁的导通与关断，ECU通过RA2端子的 D/A转换模块，调整可调恒流源的输出电流。
本实用新型反馈式按键寿命试验装置，还包括数据存储电路和人机交互单元；数 据存储电路与ECU的RC2 RC5端子连接，通过总线传递数据；人机交互单元包括键盘 矩阵与显示模块；键盘矩阵端子与ECU的RB(TRD3端子相连接；显示模块的DB0 DB7 端子与ECU的RD(TRD7端子相连接，实现反馈式按键寿命试验装置试验信息的显示。
本实用新型试验过程中釆集的按键压力值和按键接触电阻值做为反馈控制的输入 信息，反馈式按键寿命试验，体积小、结构简单、成本低。克服了现有按键寿命试验 装置的试验数据简单、无反馈、主观判断等缺点。
图l为本实用新型结构示意图。 图2为本实用新型电路原理图。
图中1击打压力反馈电路；2接触电阻反馈电路；3击打动作的电气执行单元；
4单片机控制系统ECU; 5数据存储电路；6人机交互单元；7被测按键；la压力传感 器；2a恒压参考源；2b电阻；3a可调恒流源；3b电磁铁；3c场效应管；5a存储模 块；6a键盘矩阵；6b显示模块；7a、 7b连接被测按键的连线端口。
具体实施方式
下述是本实用新型的一个实施例。
如图1所示，本实用新型一种反馈式按键寿命试验装置，包括击打压力反馈电路1、
接触电阻反馈电路2、击打动作的电气执行单元3、单片机控制系统ECU 4、数据存储 电路5、人机交互单元6;击打压力反馈电路1与接触电阻反馈电路2分别电信号连接 单片机控制系统ECU 4，将对被测按键电阻与压力信号传递给单片机控制系统ECU 4， 构成反馈信号输入电路；单片机控制系统ECU 4与击打动作的电气执行单元3电信号 连接，构成反馈信号输出电路，从实现电对被测按键击打力的调整；数据存储电路5、 人机交互单元6分别电信号连接单片机控制系统ECU4，实现设定按键击打压力、按键 频率、按键结束次数、按键击打压力范围、按键接触电阻值范围等参数向单片机控制
5系统ECU4电信号传送。
如图2所示击打压力反馈电路l包括ELW压力传感器la, ELW压力传感器la的 SIGN引脚与单片机控制系统ECU 4的RAO端子连接，在ECU内部实现A/D转换，并换算 为压力值；击打压力反馈电路1实时检测并反馈击打压力。
接触电阻反馈电路2包括SI 112恒压参考源2a、 100欧姆电阻2b和连接被测按键 7的连线端口 7a和7b; 100欧姆电阻2b —端与单片机控制系统ECU 4的RA1端子连接， 一端接地;连接被测按键7的连线端口 7b端与单片机控制系统ECU 4的RA1端子连接， 7a端与S1112恒压参考源2a的Vout引脚连接；试验时，被测按键7阻值Rkey的两端 分别接连接被测按键7的连线端口 7a和7b;通过ECU内部的A/D转换为电压值，并换 算为电阻值，接触电阻反馈电路实时检测并反馈被测按键7的接触电阻值；接触电阻 的测量精度可以达到0. 01欧姆。
单片机控制系统ECU 4、击打压力反馈电路l、接触电阻反馈电路2、连接被测按 键7的连线端口 7a和7b构成输入反馈控制电路。
击打动作的电气执行单元3由可调恒流源3a、电磁铁3b和STP4NK60Z场效应管 3c组成；单片机控制系统ECU4与电气执行单元、连接被测按键7的连线端口 7a和7b 电信号连接；单片机控制系统ECU4、电气执行单元3、连接被测按键7的连线端口7a 和7b构成输出反馈控制电路。电气执行单元3的电磁铁3b的两个端子分别接 STP4NK60Z场效应管3c的漏极D和可调恒流源3a的Vout端子；单片机控制系统ECU 4 通过RC0端子连接STP4NK60Z场效应管3c的栅极G，控制电磁铁3b的导通与关断，单 片机控制系统ECU 4通过RA2端子的D/A转换模块，调整可调恒流源3a的输出电流， 从而实现电磁铁3b击打力的调整；电气执行单元3确保按键过程中的压力稳定，执行 击打动作。
数据存储电路5为一个32MB的S25FL032A存储模块5a， S25FL032A存储模块5a 与单片机控制系统ECU 4的RC2 RC5端子连接，通过SPI总线传递数据，用来存储试 验过程中的数据。
人机交互单元6包括KEY Matrix键盘矩阵6a、 LCD12232液晶显示模块6b和上位 机通讯接口 ； KEY Matrix键盘矩阵6a端子与单片机控制系统ECU4的RB0 RD3端子相 连接；LCD12232液晶显示模块6b的DB(TDB7端子与单片机控制系统ECU 4的RD0 RD7 端子相连接，进行反馈式按键寿命试验装置试验信息的显示，实现人机交互功能。本实用新型反馈式按键寿命试验方法，通过KEY Matrix键盘矩阵6a和LCD12232 液晶显示模块6b设定按键击打压力、按键频率、按键结束次数、按键击打压力范围、 按键接触电阻值范围等参数；通过单片机控制系统ECU4的D/A模块，经ECU 4的RA2 端口输出模拟电压值给可调恒流源3a的模拟输入端子Vin，可调恒流源3a由此产生稳 定输出电流；根据设定频率周期，ECU 4的RC0端子产生控制信号控制电磁铁3b击打 被测按键7;被测按键7阻值Rkey通过ECU 4内部A/D转换模块，转换为电压值，并 换算为电阻值，计算出被测按键7的接触电阻；ELW压力传感器la采集信号输出至ECU 4，在ECU4内部实现A/D转换模块，换算为压力值，计算被测按键7的击打压力；试 验过程中采集的被测按键7压力值和被测按键7接触电阻值做为反馈控制的输入信息； 电磁铁3b的两个端子分别接STP4NK60Z场效应管3c的漏极D和可调恒流源3a的Vout 端子；ECU 4通过RCO端子控制STP4NK60Z场效应管3c的栅极G，实现电磁铁3b的导 通与关断，ECU 4通过RA2的D/A转换模块，调整可调恒流源3a的输出电流，从而实 现电磁铁3b击打力的调整，采用恒流方式控制电磁铁3b产生稳定的击打力。
因接触电阻较小，通过ECU 4的A/D转换模块计算被测按键7的接触电阻时，要 去除掉连接导线的电阻。
试验过程中的信息通过LCD12232液晶显示模块6b实时显示。
数据存储电路5保存数据，试验过程中实时存储被测按键的按压力数据和接触电 阻数据。
本实用新型实施例上述电路安装于在机械本体的平台上，采用恒流方式控制电磁 铁3b产生稳定的击打力；单片机控制系统ECU4实现了试验过程的智能控制，精确设 定击打频率；试验过程中击打压力反馈电路1和接触电阻反馈电路2采集的按键压力 值和按键接触电阻值做为反馈控制的输入信息，实现反馈控制的目的；数据存储电路5 实现了每次按键的压力和接触电阻数据的存储功能；试验数据全程记录，并通过串行 通讯传到上位机进行处理，异常状态时指示灯和声音同时警示；试验结论直观显示； 本实用新型反馈式按键寿命试验装置和方法具备很高的稳定性、重复性和再现性。
权利要求1、一种反馈式按键寿命试验机，包括单片机控制系统ECU、击打动作的电气执行单元，其特征在于还包括击打压力反馈电路、接触电阻反馈电路；击打压力反馈电路与接触电阻反馈电路分别电信号连接单片机控制系统ECU，构成反馈信号输入控制电路；单片机控制系统ECU与击打动作的电气执行单元电信号连接，构成反馈信号输出控制电路。
2、 根据权利要求1所述的反馈式按键寿命试验机，其特征在于: 击打压力反馈电路包括压力传感器；压力传感器的SIGN引脚与单片 机控制系统ECU的RAO端子连接;接触电阻反馈电路包括恒压参考源、 电阻和连接被测按键的连线端口；电阻一端与单片机控制系统ECU的 RA1端子连接， 一端接地；连接被测按键的连线端口一端与单片机控 制系统ECU的RA1端子连接， 一端与恒压参考源的Vout引脚连接； 单片机控制系统ECU、击打压力反馈电路、接触电阻反馈电路、连接 被测按键的连线端口构成反馈信号输入控制电路；单片机控制系统 ECU与电气执行单元、连接被测按键的连线端口电信号连接；单片机 控制系统ECU、电气执行单元、连接被测按键的连线端口构成反馈信 号输出控制电路。
3、 根据权利要求1所述的反馈式按键寿命试验机，其特征在于 电气执行单元包括场效应管、可调恒流源和电磁铁；电磁铁的两个端 子分别接场效应管的漏极D和可调恒流源的Vout端子；ECU通过RCO 端子连接场效应管的栅极G，控制电磁铁的导通与关断，ECU通过RA2 端子的D/A转换模块，调整可调恒流源的输出电流。
4、 根据权利要求l或2所述的反馈式按键寿命试验机，其特征在于还包括数据存储电路和人机交互单元；数据存储电路与ECU的RC2 RC5端子连接，通过总线传递数据；人机交互单元包括键盘矩阵 与显示模块；键盘矩阵端子与ECU的RB(TRD3端子相连接；显示模块 的DB(TDB7端子与ECU的RD(TRD7端子相连接。
专利摘要本实用新型公开一种反馈式按键寿命试验机，包括ECU、击打动作的电气执行单元，其特征在于还包括具有压力传感器的击打压力反馈电路、接触电阻反馈电路。ECU、击打压力反馈电路、接触电阻反馈电路、被测按键连线端构成输入反馈控制电路。ECU、电气执行单元、被测按键的连线端构成输出反馈控制电路。本实用新型体积小、结构简单、成本低。克服现有试验装置试验数据简单、无反馈、主观判断等缺点。试验装置具备很高的稳定性、重复性和再现性。
文档编号G01M99/00GK201434766SQ20092009380
公开日2010年3月31日 申请日期2009年6月12日 优先权日2009年6月12日
发明者鑫 王, 杨 董, 边增远, 陈兆莹, 韩润哲 申请人:长春启明车载电子有限公司