1. zatia: Solenoidearen teklatuaren proba-gailuaren puntu gakoen eskakizuna
1.1 Eremu magnetikoaren eskakizunak
Teklatuko teklak eraginkortasunez mugitzeko, teklatuko proba-gailuen solenoideek eremu magnetiko nahikoa sortu behar dute. Eremu magnetikoaren intentsitate-eskakizun espezifikoak teklatuko teklen motaren eta diseinuaren araberakoak dira. Oro har, eremu magnetikoaren indarrak erakarpen nahikoa sortu behar du tekla sakatzean teklatuaren diseinuaren abiarazle-eskakizunak betetzeko. Indar hori normalean hamarnaka eta ehunka Gauss (G) bitartekoa da.
1.2 Erantzun-abiaduraren eskakizunak
Teklatua probatzeko gailuak tekla bakoitza azkar probatu behar du, beraz, solenoidearen erantzun-abiadura funtsezkoa da. Proba-seinalea jaso ondoren, solenoideak denbora gutxian nahikoa eremu magnetiko sortu behar du teklaren ekintza bultzatzeko. Erantzun-denbora normalean milisegundo (ms) mailakoa izan behar da. Teklak azkar sakatzea eta askatzea zehaztasunez simulatu daiteke, eta horrela, teklatuaren teklen errendimendua eraginkortasunez detektatu daiteke, parametroak barne, atzerapenik gabe.
1.3 Zehaztasun-eskakizunak
Solenoidearen ekintzaren zehaztasuna ezinbestekoa da teklatua probatzeko gailua. Tekla sakatzean sakontasuna eta indarra zehaztasunez kontrolatu behar ditu. Adibidez, maila anitzeko funtzioak dituzten teklatu batzuk probatzean, hala nola jokoetarako teklatu batzuk, teklek bi abiarazle modu izan ditzakete: presio arina eta presio handia. Solenoideak bi abiarazle indar desberdin horiek zehaztasunez simulatu ahal izan behar ditu. Zehaztasunak posizioaren zehaztasuna (tekla sakatzean desplazamenduaren zehaztasuna kontrolatzea) eta indarraren zehaztasuna barne hartzen ditu. Desplazamenduaren zehaztasuna 0,1 mm-ren barruan egon behar da, eta indarraren zehaztasuna ± 0,1 N ingurukoa izan daiteke, proba-estandar desberdinen arabera, probaren emaitzen zehaztasuna eta fidagarritasuna bermatzeko.
1.4 Egonkortasun-eskakizunak
Epe luzerako funtzionamendu egonkorra baldintza garrantzitsua da teklatuaren proba-gailuaren solenoidearentzat. Proba jarraituan, solenoidearen errendimendua ezin da nabarmen aldatu. Horrek eremu magnetikoaren indarraren egonkortasuna, erantzun-abiaduraren egonkortasuna eta ekintza-zehaztasunaren egonkortasuna barne hartzen ditu. Adibidez, teklatuaren ekoizpen-probetan, solenoideak etengabe funtzionatu beharko du hainbat orduz edo baita egun batzuetan ere. Aldi horretan, elektroimanaren errendimendua gorabehera egiten badu, hala nola eremu magnetikoaren indarra ahultzen bada edo erantzun-abiadura moteltzen bada, proben emaitzak zehaztugabeak izango dira, eta horrek produktuaren kalitatearen ebaluazioan eragina izango du.
1.5 Iraunkortasun-eskakizunak
Tekla-ekintza maiz erabili behar denez, solenoideak iraunkortasun handia izan behar du. Barneko solenoide-bobinek eta pistoiak maiztasunezko bihurketa elektromagnetikoa eta tentsio mekanikoa jasan behar dituzte. Oro har, teklatua probatzeko gailuaren solenoideak milioika ekintza-ziklo jasan behar ditu, eta prozesu horretan, ez da errendimenduan eragina duten arazorik egongo, hala nola solenoide-bobinaren erredura eta nukleoaren higadura. Adibidez, kalitate handiko esmalte-alanbrea erabiltzeak bobinak egiteko haien higadura-erresistentzia eta tenperatura altuko erresistentzia hobetu dezake, eta nukleo-material egokia aukeratzeak (adibidez, material magnetiko biguna) nukleoaren histereesi-galera eta nekea mekanikoa murriztu ditzake.
2. zatia: Teklatu probatzailearen solenoidearen egitura
2.1 Solenoide bobina
- Hari-materiala: Esmaltezko haria erabili ohi da solenoide-bobina egiteko. Esmaltezko hariaren kanpoaldean pintura isolatzaile geruza bat dago solenoide-bobinen arteko zirkuitulaburrak saihesteko. Esmaltezko hari-material ohikoenen artean kobrea dago, kobrea eroankortasun ona duelako eta erresistentzia eraginkortasunez murriztu dezakeelako, horrela korrontea pasatzean energia-galera murriztuz eta elektroimanaren eraginkortasuna hobetuz.
- Bira-diseinua: Bira kopurua da teklatuko proba-gailuaren solenoidearen hodi-solenoidearen eremu magnetikoaren intentsitatean eragina duen gakoa. Zenbat eta bira gehiago, orduan eta handiagoa izango da korronte beraren pean sortutako eremu magnetikoaren indarra. Hala ere, bira gehiegi izateak bobinaren erresistentzia ere handituko du, berotze-arazoak sortuz. Hori dela eta, oso garrantzitsua da bira kopurua arrazoiz diseinatzea beharrezko eremu magnetikoaren indarraren eta elikatze-horniduraren baldintzen arabera. Adibidez, eremu magnetiko handiagoa behar duen teklatuko proba-gailuaren solenoide batentzat, bira kopurua ehunka eta milaka artekoa izan daiteke.
- Solenoide-bobinaren forma: Solenoide-bobina, oro har, marko egoki batean bilduta egoten da, eta forma zilindrikoa izan ohi da. Forma honek eremu magnetikoaren kontzentrazioa eta banaketa uniformea errazten ditu, teklatuko teklak mugitzean, eremu magnetikoak teklen osagai eragileetan modu eraginkorragoan eragin dezan.
2.2 Solenoide-pistoia
- Pistoi-materiala: Pistoia solenoidearen osagai garrantzitsua da, eta bere funtzio nagusia eremu magnetikoa hobetzea da. Oro har, material magnetiko bigunak hautatzen dira, hala nola altzairu karbono puru elektrikoa eta siliziozko altzairuzko xaflak. Material magnetiko bigunen iragazkortasun magnetiko handiak eremu magnetikoa nukleotik igarotzea errazten du, eta horrela elektroimanaren eremu magnetikoaren indarra hobetzen du. Siliziozko altzairuzko xaflak adibide gisa hartuta, silizioa duen altzairuzko aleaziozko xafla bat da. Silizioa gehitzen zaionez, nukleoaren histereesi-galera eta korronte zurrunbilotsuaren galera murrizten dira, eta elektroimanaren eraginkortasuna hobetzen da.
- Pistoiaren forma: Nukleoaren forma normalean solenoide-bobinarena da, eta gehienetan hodi-formakoa da. Diseinu batzuetan, pistoiaren mutur batean irten den zati bat dago, teklatuko teklen eragile-osagaietara zuzenean kontaktuan jartzeko edo haietara hurbiltzeko erabiltzen dena, eremu magnetikoaren indarra tekletara hobeto transmititzeko eta teklaren ekintza bultzatzeko.
2.3 Etxebizitza
- Materialen hautaketa: Solenoide teklatuaren proba-gailuaren karkasak barneko bobina eta burdinazko nukleoa babesten ditu batez ere, eta babes elektromagnetiko gisa ere jardun dezake. Altzairu herdoilgaitza edo karbono-altzairua bezalako metalezko materialak erabiltzen dira normalean. Karbono-altzairuzko karkasak erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia handiagoa du, eta proba-ingurune desberdinetara egokitu daiteke.
- Egitura-diseinua: Maskorraren egitura-diseinuak instalazioaren erosotasuna eta beroa xahutzea kontuan hartu behar ditu. Normalean muntatzeko zuloak edo zirrikituak izaten dira elektroimanaren finkapena errazteko, teklatu-probatzailearen dagokion posizioan. Aldi berean, maskorrak beroa xahutzeko hegatsak edo aireztapen-zuloak izan ditzake, bobinak funtzionamenduan sortzen duen beroa xahutzeko eta gehiegi berotzeagatik elektroimanari kalterik ez egiteko.
3. zatia: Teklatuaren proba-gailu solenoidearen funtzionamendua batez ere indukzio elektromagnetikoaren printzipioan oinarritzen da.
3.1. Oinarrizko printzipio elektromagnetikoa
Korrontea solenoidearen bobinatik igarotzen denean, Ampere-ren legearen arabera (eskuineko torlojuaren legea ere deitua), eremu magnetiko bat sortuko da elektroimanaren inguruan. Solenoidearen bobina burdinazko nukleoaren inguruan kiribilkatzen bada, burdinazko nukleoa iragazkortasun magnetiko handiko material magnetiko biguna denez, eremu magnetiko lerroak burdinazko nukleoaren barruan eta inguruan kontzentratu egingo dira, eta horrek burdinazko nukleoa magnetizatuko du. Une horretan, burdinazko nukleoa iman indartsu baten antzekoa da, eremu magnetiko indartsu bat sortuz.
3.2. Adibidez, solenoide tubular sinple bat hartuz, korrontea solenoide-bobinaren mutur batetik igarotzen denean, eskuineko torlojuaren arauaren arabera, eutsi bobinari lau hatzekin korrontearen norabidean seinalatuz, eta erpuruak seinalatzen duen norabidea eremu magnetikoaren ipar poloa da. Eremu magnetikoaren indarra korrontearen tamainarekin eta bobinaren bira kopuruarekin erlazionatuta dago. Erlazioa Biot-Savart legearen bidez deskriba daiteke. Neurri batean, zenbat eta handiagoa izan korrontea eta zenbat eta bira gehiago, orduan eta handiagoa izango da eremu magnetikoaren indarra.
3.3 Teklatuko teklen gidatzeko prozesua
3.3.1. Teklatua probatzeko gailuan, teklatuaren probatzeko gailuaren solenoidea pizten denean, eremu magnetiko bat sortzen da, eta horrek teklatuaren teklen metalezko piezak erakarriko ditu (adibidez, teklaren ardatza edo metalezko metraila, etab.). Teklatu mekanikoetan, teklaren ardatzak normalean metalezko piezak ditu, eta elektroimanak sortutako eremu magnetikoak ardatza erakarriko du beherantz mugitzeko, horrela tekla sakatzean gertatzen den ekintza simulatuz.
3.3.2. Ardatz urdin arrunteko teklatu mekanikoa adibidetzat hartuta, elektroimanak sortutako eremu magnetikoaren indarrak ardatz urdinaren metalezko zatian eragiten du, ardatzaren indar elastikoa eta marruskadura gaindituz, ardatza beherantz mugitzea eraginez, teklatuaren barruko zirkuitua aktibatuz eta tekla sakatzearen seinalea sortuz. Elektroimanari itzaltzean, eremu magnetikoa desagertzen da, eta teklaren ardatza bere jatorrizko posiziora itzultzen da bere indar elastikoaren eraginpean (malgukiaren indar elastikoa, adibidez), tekla askatzeko ekintza simulatuz.
3.3.3 Seinaleen kontrola eta proba prozesua
- Teklatu-probatzailearen kontrol-sistemak elektroimanaren pizteko eta itzaltzeko denbora kontrolatzen du tekla-eragiketa modu desberdinak simulatzeko, hala nola, sakatzea laburra, sakatzea luzea, etab. Teklatuak seinale elektrikoak behar bezala sor ditzakeen detektatuz (teklatuaren zirkuituaren eta interfazearen bidez) tekla-eragiketa simulatu horien pean, teklatuaren teklen funtzioa probatu daiteke.
