Osa 1 : Klaviatuuri testimisseadme solenoidi põhipunkti nõue
1.1 Magnetvälja nõuded
Klaviatuuriklahvide tõhusaks kasutamiseks peavad klaviatuuri testimisseadmed solenoidid genereerima piisava magnetvälja tugevuse. Spetsiifilised magnetvälja tugevusnõuded sõltuvad klaviatuuriklahvide tüübist ja konstruktsioonist. Üldiselt peaks magnetvälja tugevus suutma tekitada piisava külgetõmbe, et klahvivajutus vastaks klaviatuuri konstruktsiooni päästikunõuetele. See tugevus on tavaliselt vahemikus kümneid kuni sadu Gaussi (G).
1.2 Nõuded reageerimiskiirusele
Klaviatuuri testimisseade peab iga klahvi kiiresti testima, seega on solenoidi reageerimiskiirus ülioluline. Pärast testsignaali vastuvõtmist peaks solenoid suutma väga lühikese ajaga tekitada piisava magnetvälja, et käivitada võti. Reaktsiooniaeg peab tavaliselt olema millisekundi (ms) tasemel. klahvide kiiret vajutamist ja vabastamist saab täpselt simuleerida, tuvastades seeläbi tõhusalt klaviatuuriklahvide jõudlust, sealhulgas selle parameetreid ilma viivituseta.
1.3 Täpsusnõuded
Solenoidi tegevuse täpsus on täpsuse jaoks ülioluline. Klaviatuuri testimisseade. See peab täpselt kontrollima klahvivajutuse sügavust ja jõudu. Näiteks mõne mitmetasandilise päästikufunktsiooniga klaviatuuri testimisel, näiteks mõne mänguklaviatuuri puhul, võib klahvidel olla kaks päästikurežiimi: kerge ja tugev vajutus. Solenoid peab suutma neid kahte erinevat päästikujõudu täpselt simuleerida. Täpsus hõlmab asendi täpsust (klahvivajutuse nihke täpsuse reguleerimine) ja jõu täpsust. Katsetulemuste täpsuse ja usaldusväärsuse tagamiseks võib nõuda, et nihke täpsus jääks vahemikku 0,1 mm ja jõu täpsus võib vastavalt erinevatele katsestandarditele olla umbes ±0,1 N.
1.4 Stabiilsusnõuded
Pikaajaline stabiilne töö on klaviatuuri testimisseadme solenoidi jaoks oluline nõue. Pideva testi ajal ei saa solenoidi jõudlus oluliselt kõikuda. See hõlmab magnetvälja tugevuse stabiilsust, reageerimiskiiruse stabiilsust ja tegevuse täpsuse stabiilsust. Näiteks suuremahulises klaviatuuritootmise testimises võib solenoidil olla vaja mitu tundi või isegi päeva pidevalt töötada. Kui selle perioodi jooksul elektromagneti jõudlus kõikub, näiteks magnetvälja tugevuse nõrgenemine või aeglane reageerimiskiirus, on testi tulemused ebatäpsed, mis mõjutab toote kvaliteedi hindamist.
1.5 Vastupidavusnõuded
Kuna klahvivajutust on vaja sageli juhtida, peab solenoid olema kõrge vastupidavusega. Sisemised solenoidi poolid ja kolb peavad taluma sagedast elektromagnetilist muundamist ja mehaanilist pinget. Üldiselt peab klaviatuuri testimisseadme solenoid taluma miljoneid tegevustsükleid ja selles protsessis ei esine toimivust mõjutavaid probleeme, nagu solenoidi pooli läbipõlemine ja südamiku kulumine. Näiteks kvaliteetse emaileeritud traadi kasutamine poolide valmistamiseks võib parandada nende kulumiskindlust ja vastupidavust kõrgele temperatuurile ning sobiva südamiku materjali (nt pehme magnetmaterjali) valimine võib vähendada hüstereesi kadu ja südamiku mehaanilist väsimust.
2. osa:. Klaviatuuri testeri solenoidi struktuur
2.1 solenoidi mähis
- Traadi materjal: solenoidmähise valmistamiseks kasutatakse tavaliselt emailitud traati. Emaileeritud traadi välisküljel on isolatsioonivärvi kiht, et vältida lühiseid solenoidi poolide vahel. Levinud emailitud traatmaterjalide hulka kuulub vask, kuna vasel on hea juhtivus ja see võib tõhusalt vähendada takistust, vähendades seeläbi energiakadu voolu läbimisel ja parandades elektromagneti efektiivsust.
- Pöörete disain: Pöörete arv on võtmeks, mis mõjutab klaviatuuri testimisseadme solenoidi torukujulise solenoidi magnetvälja tugevust. Mida rohkem pöördeid, seda suurem on sama voolu all tekkiv magnetvälja tugevus. Kuid liiga palju pööreid suurendab ka mähise takistust, mis põhjustab kütteprobleeme. Seetõttu on väga oluline pöörete arv mõistlikult kujundada vastavalt nõutavale magnetvälja tugevusele ja toitetingimustele. Näiteks klaviatuuri testimisseadme solenoidi puhul, mis nõuab suuremat magnetvälja tugevust, võib pöörete arv olla sadade ja tuhandete vahel.
- Solenoidi pooli kuju: solenoidmähis on tavaliselt keritud sobivale raamile ja kuju on tavaliselt silindriline. See kuju soodustab magnetvälja kontsentreerimist ja ühtlast jaotumist, nii et klaviatuuri klahvide juhtimisel saab magnetväli mõjuda tõhusamalt klahvide juhtkomponentidele.
2.2 Solenoidkolb
- Kolvi materjal: kolb on solenoidi oluline komponent ja selle põhifunktsioon on magnetvälja tugevdamine. Üldiselt valitakse pehmed magnetilised materjalid, nagu elektriline puhas süsinikteras ja räniterasest lehed. Pehmete magnetmaterjalide kõrge magnetiline läbilaskvus võib hõlbustada magnetvälja läbimist südamikku, suurendades seeläbi elektromagneti magnetvälja tugevust. Võttes näiteks räniterasest lehed, on tegemist räni sisaldava legeerterasest lehega. Räni lisamise tõttu väheneb südamiku hüstereesikadu ja pöörisvoolukadu ning paraneb elektromagneti efektiivsus.
- Kolvi kuju: südamiku kuju vastab tavaliselt solenoidi mähisele ja on enamasti torukujuline. Mõne konstruktsiooni puhul on kolvi ühes otsas väljaulatuv osa, mida kasutatakse klaviatuuri klahvide juhtkomponentide otseseks kokkupuuteks või neile lähenemiseks, et magnetvälja jõudu klahvidele paremini edastada ja klahvi toimingut juhtida.
2.3 Eluase
- Materjali valik: klaviatuuri testimisseadme solenoidi korpus kaitseb peamiselt sisemist mähist ja raudsüdamikku ning võib mängida ka teatud elektromagnetilise varjestuse rolli. Tavaliselt kasutatakse metallmaterjale, nagu roostevaba teras või süsinikteras. Süsinikterasest korpusel on suurem tugevus ja korrosioonikindlus ning see võib kohaneda erinevate katsekeskkondadega.
- Konstruktsiooniprojekt: kesta konstruktsiooni kavandamisel tuleks arvesse võtta paigaldamise mugavust ja soojuse hajumist. Tavaliselt on elektromagneti kinnitamise hõlbustamiseks klaviatuuritesteri vastavasse asendisse kinnitusavad või pilud. Samal ajal võib kest olla konstrueeritud soojust hajutavate ribide või ventilatsiooniavadega, et hõlbustada mähise töö ajal tekkivat soojust hajutada ja vältida elektromagneti kahjustamist ülekuumenemise tõttu.
Osa 3 : Klaviatuuri testimisseadme solenoidi töö põhineb peamiselt elektromagnetilise induktsiooni põhimõttel.
3.1.Elektromagnetiline põhimõte
Kui vool läbib solenoidi solenoidi mähist, tekib Ampere'i seaduse (mida nimetatakse ka parempoolse kruvi seaduseks) kohaselt elektromagneti ümber magnetväli. Kui solenoidmähis on keritud ümber raudsüdamiku, kuna rauasüdamik on pehme magnetiline materjal, millel on kõrge magnetiline läbilaskvus, koonduvad magnetvälja jooned rauasüdamiku sees ja ümber, põhjustades rauasüdamiku magnetiseerumist. Sel ajal on raudsüdamik nagu tugev magnet, mis tekitab tugeva magnetvälja.
3.2. Näiteks lihtsa torukujulise solenoidi näitel, kui vool liigub solenoidi mähise ühte otsa, siis parempoolse kruvi reegli järgi hoia pooli nelja sõrmega, mis on suunatud voolu suunas ja pöidlaga näidatud suund on magnetvälja põhjapoolus. Magnetvälja tugevus on seotud voolu suuruse ja pooli keerdude arvuga. Suhet saab kirjeldada Biot-Savart seadusega. Teatud määral, mida suurem on vool ja mida rohkem pöördeid, seda suurem on magnetvälja tugevus.
3.3 Klaviatuuriklahvide juhtimisprotsess
3.3.1. Klaviatuuri testimisseadmes, kui klaviatuuri testimisseadme solenoid on pingestatud, tekib magnetväli, mis tõmbab ligi klaviatuuriklahvide metallosi (nt klahvi võll või metallist šrapnell jne). Mehaaniliste klaviatuuride puhul sisaldab klahvivõll tavaliselt metallosi ja elektromagneti tekitatud magnetväli tõmbab võlli allapoole liikuma, simuleerides seeläbi vajutatava klahvi tegevust.
3.3.2. Võttes näiteks ühise sinise telje mehaanilise klaviatuuri, mõjub elektromagneti tekitatud magnetvälja jõud sinise telje metallosale, ületades telje elastsusjõu ja hõõrdumise, pannes telje allapoole liikuma, käivitades klaviatuuri sees oleva vooluringi ja tekitades signaali klahvivajutusest. Kui elektromagnet on välja lülitatud, kaob magnetväli ja võtme telg naaseb oma elastsusjõu (näiteks vedru elastsusjõu) mõjul algsesse asendisse, simuleerides võtme vabastamist.
3.3.3 Signaali juhtimine ja testimisprotsess
- Klaviatuuritesteri juhtsüsteem juhib elektromagneti sisse- ja väljalülitamise aega, et simuleerida erinevaid klahvide töörežiime, nagu lühike vajutus, pikk vajutus jne. Tuvastades, kas klaviatuur suudab nende simuleeritud klahvitoimingute ajal õigesti genereerida elektrilisi signaale (klaviatuuri vooluringi ja liidese kaudu), saab katsetada klaviatuuri klahvide funktsiooni.
