भाग 1: कीबोर्ड परीक्षण डिवाइस सोलेनॉइड के लिए मुख्य बिंदु आवश्यकता
1.1 चुंबकीय क्षेत्र आवश्यकताएँ
कीबोर्ड कीज़ को प्रभावी ढंग से चलाने के लिए, कीबोर्ड परीक्षण डिवाइस सोलनॉइड को पर्याप्त चुंबकीय क्षेत्र शक्ति उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है। विशिष्ट चुंबकीय क्षेत्र शक्ति की आवश्यकताएं कीबोर्ड कीज़ के प्रकार और डिज़ाइन पर निर्भर करती हैं। आम तौर पर, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर्याप्त आकर्षण उत्पन्न करने में सक्षम होनी चाहिए ताकि कुंजी प्रेस स्ट्रोक कीबोर्ड डिज़ाइन की ट्रिगर आवश्यकताओं को पूरा कर सके। यह ताकत आमतौर पर गॉस (G) के दसियों से सैकड़ों की सीमा में होती है।
1.2 प्रतिक्रिया गति आवश्यकताएँ
कीबोर्ड परीक्षण उपकरण को प्रत्येक कुंजी का शीघ्रता से परीक्षण करने की आवश्यकता होती है, इसलिए सोलनॉइड की प्रतिक्रिया गति महत्वपूर्ण है। परीक्षण संकेत प्राप्त करने के बाद, सोलनॉइड को कुंजी क्रिया को चलाने के लिए बहुत कम समय में पर्याप्त चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने में सक्षम होना चाहिए। प्रतिक्रिया समय आमतौर पर मिलीसेकंड (एमएस) स्तर पर होना आवश्यक है। कुंजियों को तेजी से दबाने और छोड़ने का सटीक रूप से अनुकरण किया जा सकता है, जिससे बिना किसी देरी के कीबोर्ड कुंजियों के प्रदर्शन का प्रभावी ढंग से पता लगाया जा सकता है, जिसमें इसके पैरामीटर भी शामिल हैं।
1.3 सटीकता आवश्यकताएँ
सोलेनोइड की क्रिया सटीकता कीबोर्ड परीक्षण उपकरण के लिए महत्वपूर्ण है। इसे कुंजी प्रेस की गहराई और बल को सटीक रूप से नियंत्रित करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, मल्टी-लेवल ट्रिगर फ़ंक्शन वाले कुछ कीबोर्ड का परीक्षण करते समय, जैसे कि कुछ गेमिंग कीबोर्ड, कुंजियों में दो ट्रिगर मोड हो सकते हैं: हल्का प्रेस और भारी प्रेस। सोलेनोइड को इन दो अलग-अलग ट्रिगर बलों का सटीक रूप से अनुकरण करने में सक्षम होना चाहिए। सटीकता में स्थिति सटीकता (कुंजी प्रेस की विस्थापन सटीकता को नियंत्रित करना) और बल सटीकता शामिल है। परीक्षण परिणामों की सटीकता और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए विस्थापन सटीकता 0.1 मिमी के भीतर होनी चाहिए, और बल सटीकता विभिन्न परीक्षण मानकों के अनुसार ± 0.1N के आसपास हो सकती है।
1.4 स्थिरता आवश्यकताएँ
कीबोर्ड परीक्षण उपकरण के सोलनॉइड के लिए दीर्घकालिक स्थिर संचालन एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। निरंतर परीक्षण के दौरान, सोलनॉइड के प्रदर्शन में बहुत अधिक उतार-चढ़ाव नहीं हो सकता है। इसमें चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की स्थिरता, प्रतिक्रिया गति की स्थिरता और कार्रवाई की सटीकता की स्थिरता शामिल है। उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने पर कीबोर्ड उत्पादन परीक्षण में, सोलनॉइड को कई घंटों या दिनों तक लगातार काम करने की आवश्यकता हो सकती है। इस अवधि के दौरान, यदि विद्युत चुंबक के प्रदर्शन में उतार-चढ़ाव होता है, जैसे कि चुंबकीय क्षेत्र की ताकत का कमजोर होना या धीमी प्रतिक्रिया गति, तो परीक्षण के परिणाम गलत होंगे, जिससे उत्पाद की गुणवत्ता का मूल्यांकन प्रभावित होगा।
1.5 स्थायित्व आवश्यकताएँ
कुंजी क्रिया को बार-बार चलाने की आवश्यकता के कारण, सोलनॉइड में उच्च स्थायित्व होना चाहिए। आंतरिक सोलनॉइड कॉइल और प्लंजर को लगातार विद्युत चुम्बकीय रूपांतरण और यांत्रिक तनाव का सामना करने में सक्षम होना चाहिए। आम तौर पर, कीबोर्ड परीक्षण उपकरण सोलनॉइड को लाखों क्रिया चक्रों का सामना करने में सक्षम होना चाहिए, और इस प्रक्रिया में, प्रदर्शन को प्रभावित करने वाली कोई समस्या नहीं होगी, जैसे कि सोलनॉइड कॉइल बर्नआउट और कोर पहनना। उदाहरण के लिए, कॉइल बनाने के लिए उच्च गुणवत्ता वाले एनामेल्ड तार का उपयोग करके उनके पहनने के प्रतिरोध और उच्च तापमान प्रतिरोध में सुधार किया जा सकता है, और एक उपयुक्त कोर सामग्री (जैसे नरम चुंबकीय सामग्री) का चयन कोर के हिस्टैरिसीस नुकसान और यांत्रिक थकान को कम कर सकता है।
भाग 2: कीबोर्ड परीक्षक सोलेनोइड की संरचना
2.1 सोलेनोइड कॉइल
- तार सामग्री: सोलेनोइड कॉइल बनाने के लिए आमतौर पर एनामेल्ड तार का उपयोग किया जाता है। सोलेनोइड कॉइल के बीच शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए एनामेल्ड तार के बाहर इन्सुलेटिंग पेंट की एक परत होती है। आम एनामेल्ड तार सामग्री में तांबा शामिल है, क्योंकि तांबे में अच्छी चालकता होती है और यह प्रभावी रूप से प्रतिरोध को कम कर सकता है, जिससे करंट पास करते समय ऊर्जा हानि कम होती है और इलेक्ट्रोमैग्नेट की दक्षता में सुधार होता है।
- टर्न्स डिज़ाइन: कीबोर्ड टेस्टिंग डिवाइस सोलनॉइड के लिए ट्यूबलर सोलनॉइड के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को प्रभावित करने वाली कुंजी टर्न्स की संख्या है। जितने ज़्यादा टर्न्स होंगे, उतनी ही ज़्यादा चुंबकीय क्षेत्र की ताकत उसी करंट के तहत उत्पन्न होगी। हालाँकि, बहुत ज़्यादा टर्न्स कॉइल के प्रतिरोध को भी बढ़ा देंगे, जिससे हीटिंग की समस्याएँ पैदा होंगी। इसलिए, आवश्यक चुंबकीय क्षेत्र की ताकत और बिजली आपूर्ति की स्थितियों के अनुसार टर्न्स की संख्या को उचित रूप से डिज़ाइन करना बहुत महत्वपूर्ण है। उदाहरण के लिए, कीबोर्ड टेस्टिंग डिवाइस सोलनॉइड के लिए जिसे ज़्यादा चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की ज़रूरत होती है, टर्न्स की संख्या सैकड़ों और हज़ारों के बीच हो सकती है।
- सोलेनोइड कॉइल का आकार: सोलेनोइड कॉइल आम तौर पर एक उपयुक्त फ्रेम पर लपेटा जाता है, और आकार आमतौर पर बेलनाकार होता है। यह आकार चुंबकीय क्षेत्र की एकाग्रता और समान वितरण के लिए अनुकूल है, ताकि कीबोर्ड कीज़ को चलाते समय, चुंबकीय क्षेत्र कीज़ के ड्राइविंग घटकों पर अधिक प्रभावी ढंग से कार्य कर सके।
2.2 सोलेनोइड प्लंजर
- प्लंजर सामग्री: प्लंजर सोलनॉइड का एक महत्वपूर्ण घटक है, और इसका मुख्य कार्य चुंबकीय क्षेत्र को बढ़ाना है। आम तौर पर, विद्युत शुद्ध कार्बन स्टील और सिलिकॉन स्टील शीट जैसे नरम चुंबकीय पदार्थों का चयन किया जाता है। नरम चुंबकीय पदार्थों की उच्च चुंबकीय पारगम्यता चुंबकीय क्षेत्र को कोर से गुजरने में आसान बना सकती है, जिससे विद्युत चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत बढ़ जाती है। सिलिकॉन स्टील शीट को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, यह एक सिलिकॉन युक्त मिश्र धातु स्टील शीट है। सिलिकॉन के जुड़ने से कोर का हिस्टैरिसीस नुकसान और एड़ी करंट नुकसान कम हो जाता है, और विद्युत चुंबक की दक्षता में सुधार होता है।
- प्लंजर आकार: कोर का आकार आमतौर पर सोलनॉइड कॉइल से मेल खाता है, और ज्यादातर ट्यूबलर होता है। कुछ डिज़ाइनों में, प्लंजर के एक छोर पर एक फैला हुआ हिस्सा होता है, जिसका उपयोग कीबोर्ड कीज़ के ड्राइविंग घटकों से सीधे संपर्क करने या उनके पास जाने के लिए किया जाता है, ताकि चुंबकीय क्षेत्र बल को कुंजियों तक बेहतर तरीके से पहुँचाया जा सके और कुंजी क्रिया को चलाया जा सके।
2.3 आवास
- सामग्री का चयन: कीबोर्ड परीक्षण उपकरण सोलनॉइड का आवास मुख्य रूप से आंतरिक कॉइल और लोहे के कोर की सुरक्षा करता है, और एक निश्चित विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण भूमिका भी निभा सकता है। स्टेनलेस स्टील या कार्बन स्टील जैसी धातु सामग्री का आमतौर पर उपयोग किया जाता है। कार्बन स्टील के आवास में उच्च शक्ति और संक्षारण प्रतिरोध होता है, और यह विभिन्न परीक्षण वातावरणों के अनुकूल हो सकता है।
- संरचनात्मक डिजाइन: शेल के संरचनात्मक डिजाइन को स्थापना और गर्मी अपव्यय की सुविधा को ध्यान में रखना चाहिए। कीबोर्ड परीक्षक की इसी स्थिति में इलेक्ट्रोमैग्नेट को ठीक करने की सुविधा के लिए आमतौर पर बढ़ते छेद या स्लॉट होते हैं। साथ ही, शेल को गर्मी अपव्यय पंख या वेंटिलेशन छेद के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है ताकि ऑपरेशन के दौरान कॉइल द्वारा उत्पन्न गर्मी को नष्ट किया जा सके और ओवरहीटिंग के कारण इलेक्ट्रोमैग्नेट को नुकसान से बचाया जा सके।
भाग 3: कीबोर्ड परीक्षण उपकरण सोलेनोइड का संचालन मुख्य रूप से विद्युत चुम्बकीय प्रेरण के सिद्धांत पर आधारित है।
3.1.मूलभूत विद्युतचुंबकीय सिद्धांत
जब विद्युत धारा सोलेनोइड के सोलेनोइड कॉइल से होकर गुजरती है, तो एम्पियर के नियम (जिसे दाएं हाथ का पेंच नियम भी कहा जाता है) के अनुसार, विद्युत चुंबक के चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होगा। यदि सोलेनोइड कॉइल को लोहे के कोर के चारों ओर लपेटा जाता है, तो चूंकि लोहे का कोर उच्च चुंबकीय पारगम्यता वाला एक नरम चुंबकीय पदार्थ है, इसलिए चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं लोहे के कोर के अंदर और चारों ओर केंद्रित होंगी, जिससे लोहे का कोर चुम्बकित हो जाएगा। इस समय, लोहे का कोर एक मजबूत चुंबक की तरह होता है, जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।
3.2. उदाहरण के लिए, एक साधारण ट्यूबलर सोलेनोइड को उदाहरण के रूप में लेते हुए, जब सोलेनोइड कॉइल के एक छोर में करंट प्रवाहित होता है, तो दाएं हाथ के पेंच नियम के अनुसार, करंट की दिशा में इशारा करते हुए चार उंगलियों से कॉइल को पकड़ें, और अंगूठे द्वारा इंगित दिशा चुंबकीय क्षेत्र का उत्तरी ध्रुव है। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत करंट के आकार और कॉइल के घुमावों की संख्या से संबंधित है। इस संबंध को बायोट-सावर्ट कानून द्वारा वर्णित किया जा सकता है। एक निश्चित सीमा तक, जितना बड़ा करंट और जितने अधिक घुमाव होंगे, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत उतनी ही अधिक होगी।
3.3कीबोर्ड कुंजियों की संचालन प्रक्रिया
3.3.1. कीबोर्ड परीक्षण डिवाइस में, जब कीबोर्ड परीक्षण डिवाइस सोलनॉइड को सक्रिय किया जाता है, तो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, जो कीबोर्ड कीज़ के धातु भागों (जैसे कि कुंजी का शाफ्ट या धातु के छर्रे, आदि) को आकर्षित करेगा। मैकेनिकल कीबोर्ड के लिए, कुंजी शाफ्ट में आमतौर पर धातु के हिस्से होते हैं, और इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र शाफ्ट को नीचे की ओर ले जाने के लिए आकर्षित करेगा, जिससे कुंजी को दबाए जाने की क्रिया का अनुकरण होगा।
3.3.2. उदाहरण के तौर पर सामान्य ब्लू एक्सिस मैकेनिकल कीबोर्ड को लेते हुए, इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र बल ब्लू एक्सिस के धातु भाग पर कार्य करता है, जो एक्सिस के लोचदार बल और घर्षण पर काबू पाता है, जिससे एक्सिस नीचे की ओर बढ़ता है, कीबोर्ड के अंदर सर्किट को ट्रिगर करता है, और कुंजी दबाने का संकेत उत्पन्न करता है। जब इलेक्ट्रोमैग्नेट को बंद कर दिया जाता है, तो चुंबकीय क्षेत्र गायब हो जाता है, और कुंजी अक्ष अपने स्वयं के लोचदार बल (जैसे कि स्प्रिंग के लोचदार बल) की कार्रवाई के तहत अपनी मूल स्थिति में लौट आती है, कुंजी को छोड़ने की क्रिया का अनुकरण करती है।
3.3.3 सिग्नल नियंत्रण और परीक्षण प्रक्रिया
- कुंजीपटल परीक्षक में नियंत्रण प्रणाली विद्युतचुंबक के पावर-ऑन और पावर-ऑफ समय को नियंत्रित करती है, ताकि विभिन्न कुंजी संचालन मोड, जैसे शॉर्ट प्रेस, लॉन्ग प्रेस, आदि का अनुकरण किया जा सके। यह पता लगाकर कि क्या कीबोर्ड इन नकली कुंजी संचालनों के तहत (कीबोर्ड के सर्किट और इंटरफेस के माध्यम से) सही ढंग से विद्युत संकेत उत्पन्न कर सकता है, कीबोर्ड कुंजियों के कार्य का परीक्षण किया जा सकता है।
