Část 1: Klíčový bod požadavku na zařízení pro testování klávesnice - Solenoid

1.1 Požadavky na magnetické pole

Aby bylo možné efektivně ovládat klávesy na klávesnici, musí solenoidy testovacích zařízení na klávesnici generovat dostatečnou sílu magnetického pole. Specifické požadavky na sílu magnetického pole závisí na typu a konstrukci kláves na klávesnici. Obecně řečeno, síla magnetického pole by měla být schopna generovat dostatečnou přitažlivost, aby stisk klávesy splňoval požadavky na spuštění dané konstrukcí klávesnice. Tato síla se obvykle pohybuje v rozmezí desítek až stovek Gaussů (G).

1.2 Požadavky na rychlost odezvy

Zařízení pro testování klávesnice musí testovat každou klávesu rychle, takže rychlost odezvy solenoidu je klíčová. Po přijetí testovacího signálu by měl být solenoid schopen ve velmi krátkém čase vygenerovat dostatečné magnetické pole k ovládání klávesy. Doba odezvy se obvykle požaduje na úrovni milisekund (ms). Rychlé stisknutí a uvolnění kláves lze přesně simulovat, čímž se efektivně detekuje výkon kláves klávesnice, včetně jejich parametrů, bez jakéhokoli zpoždění.

1.3 Požadavky na přesnost

Přesnost činnosti solenoidu je klíčová pro přesnost testování klávesnice. Musí přesně řídit hloubku a sílu stisku klávesy. Například při testování některých klávesnic s víceúrovňovými spouštěcími funkcemi, jako jsou některé herní klávesnice, mohou mít klávesy dva režimy spouštění: lehký stisk a silný stisk. Solenoid musí být schopen přesně simulovat tyto dvě různé spouštěcí síly. Přesnost zahrnuje přesnost polohy (řízení přesnosti posunutí stisku klávesy) a přesnost síly. Přesnost posunutí může být v rozmezí 0,1 mm a přesnost síly může být kolem ±0,1 N podle různých zkušebních norem, aby byla zajištěna přesnost a spolehlivost výsledků testu.

1.4 Požadavky na stabilitu

Důležitým požadavkem pro solenoid testovacího zařízení klávesnice je dlouhodobý stabilní provoz. Během nepřetržitého testu nesmí výkon solenoidu výrazně kolísat. To zahrnuje stabilitu síly magnetického pole, stabilitu rychlosti odezvy a stabilitu přesnosti činnosti. Například při testování výroby klávesnic ve velkém měřítku může solenoid muset pracovat nepřetržitě několik hodin nebo dokonce dní. Během této doby, pokud výkon elektromagnetu kolísá, například oslabení síly magnetického pole nebo pomalá rychlost odezvy, budou výsledky testu nepřesné, což ovlivní hodnocení kvality produktu.

1.5 Požadavky na trvanlivost

Vzhledem k nutnosti častého ovládání klíče musí mít solenoid vysokou odolnost. Vnitřní cívky solenoidu a píst musí být schopny odolat častým elektromagnetickým přeměnám a mechanickému namáhání. Obecně řečeno, solenoid testovacího zařízení klávesnice musí být schopen odolat milionům cyklů akčních cyklů a v tomto procesu nebudou nastat žádné problémy ovlivňující výkon, jako je spálení cívky solenoidu a opotřebení jádra. Například použití vysoce kvalitního smaltovaného drátu k výrobě cívek může zlepšit jejich odolnost proti opotřebení a odolnost vůči vysokým teplotám a výběr vhodného materiálu jádra (například měkkého magnetického materiálu) může snížit hysterezní ztráty a mechanickou únavu jádra.

Část 2: Struktura solenoidu testeru klávesnice

2.1 Cívka solenoidu

• Materiál drátu: Pro výrobu cívky solenoidu se obvykle používá smaltovaný drát. Na vnější straně smaltovaného drátu je vrstva izolační barvy, která zabraňuje zkratům mezi cívkami solenoidu. Mezi běžné materiály smaltovaných drátů patří měď, protože měď má dobrou vodivost a může účinně snižovat odpor, čímž snižuje ztráty energie při průchodu proudu a zlepšuje účinnost elektromagnetu.
• Návrh závitů: Počet závitů je klíčovým faktorem ovlivňujícím sílu magnetického pole trubicového solenoidu pro testovací zařízení klávesnice. Čím více závitů, tím větší je síla magnetického pole generovaná při stejném proudu. Příliš mnoho závitů však také zvýší odpor cívky, což vede k problémům s ohřevem. Proto je velmi důležité rozumně navrhnout počet závitů podle požadované síly magnetického pole a podmínek napájení. Například pro solenoid pro testovací zařízení klávesnice, který vyžaduje vyšší sílu magnetického pole, se počet závitů může pohybovat mezi stovkami a tisíci.
• Tvar solenoidové cívky: Solenoidová cívka je obvykle navinuta na vhodném rámu a její tvar je obvykle válcový. Tento tvar přispívá ke koncentraci a rovnoměrnému rozložení magnetického pole, takže při ovládání kláves může magnetické pole účinněji působit na hnací komponenty kláves.

2.2 Solenoidový píst

• Materiál pístu: Píst je důležitou součástí solenoidu a jeho hlavní funkcí je zesílení magnetického pole. Obecně se volí magneticky měkké materiály, jako je elektrotechnická čistá uhlíková ocel a plechy z křemíkové oceli. Vysoká magnetická permeabilita magneticky měkkých materiálů usnadňuje průchod magnetického pole jádrem, čímž se zvyšuje síla magnetického pole elektromagnetu. Vezměme si jako příklad plechy z křemíkové oceli, jedná se o plech z legované oceli s obsahem křemíku. Díky přidání křemíku se snižují hysterezní ztráty a ztráty vířivými proudy jádra a zlepšuje se účinnost elektromagnetu.
• Tvar pístu: Tvar jádra obvykle odpovídá tvaru cívky solenoidu a je většinou trubkový. V některých provedeních je na jednom konci pístu vyčnívající část, která slouží k přímému kontaktu nebo přiblížení se k hnacím komponentám kláves klávesnice, aby se lépe přenášela síla magnetického pole na klávesy a poháněla jejich činnost.

2.3 Bydlení

• Výběr materiálu: Pouzdro solenoidu testovacího zařízení klávesnice chrání především vnitřní cívku a železné jádro a může také hrát určitou roli elektromagnetického stínění. Obvykle se používají kovové materiály, jako je nerezová ocel nebo uhlíková ocel. Pouzdro z uhlíkové oceli má vyšší pevnost a odolnost proti korozi a lze jej přizpůsobit různým testovacím prostředím.
• Konstrukční provedení: Konstrukční provedení pláště by mělo zohledňovat snadnou instalaci a odvod tepla. Obvykle jsou k dispozici montážní otvory nebo drážky pro usnadnění upevnění elektromagnetu na odpovídající místo v testovací klávesnici. Zároveň může být plášť navržen s žebry pro odvod tepla nebo větracími otvory, které usnadňují odvod tepla generovaného cívkou během provozu a zabraňují poškození elektromagnetu v důsledku přehřátí.

Část 3: Činnost solenoidu testovacího zařízení klávesnice je založena především na principu elektromagnetické indukce.

3.1. Základní elektromagnetický princip

Když proud prochází cívkou solenoidu, podle Ampérova zákona (nazývaného také zákon pravotočivého šroubu) se kolem elektromagnetu generuje magnetické pole. Pokud je cívka solenoidu navinuta kolem železného jádra, železné jádro je měkký magnetický materiál s vysokou magnetickou permeabilitou, a proto se siločáry magnetického pole koncentrují uvnitř a kolem železného jádra, což způsobuje jeho zmagnetizaci. V tomto okamžiku se železné jádro chová jako silný magnet a generuje silné magnetické pole.

3.2. Například vezměme si jako příklad jednoduchý trubkový solenoid. Když proud protéká jedním koncem cívky solenoidu, držte cívku podle pravidla pravého šroubu čtyřmi prsty směřujícími ve směru proudu a směr ukazovaný palcem představuje severní pól magnetického pole. Síla magnetického pole souvisí s velikostí proudu a počtem závitů cívky. Tento vztah lze popsat Biot-Savartovým zákonem. Do jisté míry platí, že čím větší je proud a čím více závitů, tím větší je intenzita magnetického pole.

3.3 Proces ovládání kláves na klávesnici

3.3.1. V testovacím zařízení klávesnice se po aktivaci solenoidu testovacího zařízení generuje magnetické pole, které přitahuje kovové části kláves (například dřík klávesy nebo kovové šrapnely atd.). U mechanických klávesnic dřík klávesy obvykle obsahuje kovové části a magnetické pole generované elektromagnetem přitahuje dřík k pohybu dolů, čímž simuluje činnost stisknuté klávesy.

3.3.2. Vezměme si jako příklad běžnou mechanickou klávesnici s modrou osou. Síla magnetického pole generovaná elektromagnetem působí na kovovou část modré osy, překonává pružnou sílu a tření osy, což způsobuje pohyb osy dolů, aktivuje obvod uvnitř klávesnice a generuje signál stisknutí klávesy. Po vypnutí elektromagnetu magnetické pole zmizí a osa klávesy se působením vlastní pružné síly (například pružné síly pružiny) vrátí do původní polohy, čímž simuluje uvolnění klávesy.

3.3.3 Řízení signálu a proces testování

1. Řídicí systém v testeru klávesnice řídí dobu zapnutí a vypnutí elektromagnetu a simuluje různé režimy ovládání kláves, jako je krátké stisknutí, dlouhé stisknutí atd. Detekcí, zda klávesnice dokáže správně generovat elektrické signály (prostřednictvím obvodu a rozhraní klávesnice) při těchto simulovaných operacích kláves, lze otestovat funkci kláves klávesnice.

Co je to trubkový solenoid?

Trubicový solenoid se dodává ve dvou typech: tlačný a tažný. Tlačný solenoid funguje tak, že při zapnutí napájení vytlačí píst z měděné cívky, zatímco tažný solenoid funguje tak, že při zapnutí napájení vtáhne píst do cívky solenoidu.
Tažné solenoidy jsou obecně běžnějším produktem, protože mají tendenci mít delší délku zdvihu (vzdálenost, o kterou se píst může pohybovat) ve srovnání s tlačnými solenoidy. Často se nacházejí v aplikacích, jako jsou zámky dveří, kde solenoid musí zatáhnout západku na místo.
Tlačné solenoidy se na druhou stranu obvykle používají v aplikacích, kde je třeba součástku od solenoidu odsunout. Například ve pinballovém automatu může být tlačný solenoid použit k pohonu míčku do hry.

Vlastnosti jednotky: - DC 12V 60N Síla 10mm Tahový elektromagnet ve tvaru trubky

DOBRÝ DESIGN - Push-pull typ, lineární pohyb, otevřený rám, vratná pružina pístu, stejnosměrný solenoidový elektromagnet. Nižší spotřeba energie, nízký nárůst teploty, žádný magnetismus při vypnutí napájení.

VÝHODY: - Jednoduchá konstrukce, malý objem, vysoká adsorpční síla. Měděná cívka uvnitř, dobrá teplotní stabilita a izolace, vysoká elektrická vodivost. Lze ji flexibilně a rychle instalovat, což je velmi pohodlné.

POZNÁMKA: Jako ovládací prvek zařízení nemůže být jeden cyklus kvůli velkému proudu dlouhodobě elektrifikován. Nejlepší doba provozu je 49 sekund.

Dimenze:φ 45 * 45 mm / 1,93 * 3,94 palce. Zdvih: mm; 8-10 mm

Princip trubkového solenoidu

Trubkové solenoidy jsou konstruovány jako přímočinné tlačné a tažné solenoidy s unikátní konstrukcí trubkového pláště. Stabilní a hladký povrch produktu zajišťuje jeho měkkost a flexibilitu během provozu. Můžeme vyrobit trubkový plášť o průměru od 11 mm do 70 mm. Jeho vlastnosti jsou: dlouhá životnost s 300 000 cykly, tichý provoz, rychlá odezva, stabilní chod a žádné radiální vibrace.

Vlastnosti:

Pouzdro jednotky: Pouzdro z nerezové oceli, vysoce lesklý a hladký povrch, splňuje požadavky RoHs a Reach.
Píst: φ10 mm, materiál z uhlíkové oceli
Napětí: DC24 V
Zdvih: 4 mm (nastavitelný dle požadavku)
Síla: 3 kg
Výkon: 32 W
Proud: 1,33 A
Odpor: 13,8 Ω
Životnost: ≥200 000 cyklů
Nárůst teploty: max. 65 stupňů Celsia.
Pracovní cyklus: 1 s zapnuto, 3 s vypnuto

Aplikace:

Je vhodný pro všechny druhy elektrických hraček, kancelářského vybavení, domácích spotřebičů atd. Může být navržen ve třech strukturách: tažný elektromagnet/tlačný elektromagnet/tlačně-tažný elektromagnet. Vyznačuje se jednoduchou konstrukcí a spolehlivým fungováním. Pohyblivá spojovací část s železným jádrem může být navržena v různých typech, aby odpovídala vašemu projektu. Nazývá se také trubkový elektromagnet a trubkový solenoid. Tlačný typ znamená, že posuvná tyč je při zapnutí produktu přitahována a horní tyč na posuvné tyči se používá k tlačení předmětu. Tažný typ znamená, že posuvná tyč táhne předmět, když je produkt zapnutý. Je navržen podle skutečných potřeb zákazníka a lze obecně dosáhnout požadované tažné síly. Malý tlačně-tažný kulatý trubkový elektromagnet T2045 se obvykle používá v zařízeních pro testování životnosti, elektronických hračkách atd.