ნაწილი 1: ძირითადი პუნქტის მოთხოვნა კლავიატურის სატესტო მოწყობილობის სოლენოიდისთვის
1.1 მაგნიტური ველის მოთხოვნები
კლავიატურის კლავიშების ეფექტურად მართვის მიზნით, კლავიატურის ტესტირების მოწყობილობა სოლენოიდებს სჭირდებათ საკმარისი მაგნიტური ველის სიძლიერის გამომუშავება. სპეციფიკური მაგნიტური ველის სიძლიერის მოთხოვნები დამოკიდებულია კლავიატურის კლავიშების ტიპსა და დიზაინზე. ზოგადად რომ ვთქვათ, მაგნიტური ველის სიძლიერეს უნდა შეეძლოს საკმარისი მიზიდულობის გამომუშავება ისე, რომ კლავიშის დაჭერის დარტყმა აკმაყოფილებდეს კლავიატურის დიზაინის ტრიგერის მოთხოვნებს. ეს სიძლიერე ჩვეულებრივ ათეულიდან ასობით გაუსის (G) დიაპაზონშია.
1.2 რეაგირების სიჩქარის მოთხოვნები
კლავიატურის ტესტირების მოწყობილობას სჭირდება თითოეული კლავიშის სწრაფად ტესტირება, ამიტომ სოლენოიდის რეაგირების სიჩქარე გადამწყვეტია. ტესტის სიგნალის მიღების შემდეგ, სოლენოიდს უნდა შეეძლოს საკმარისი მაგნიტური ველის წარმოქმნა ძალიან მოკლე დროში საკვანძო მოქმედების გასატარებლად. პასუხის დრო ჩვეულებრივ უნდა იყოს მილიწამის (ms) დონეზე. კლავიშების სწრაფი დაჭერისა და გაშვების ზუსტად სიმულაცია შესაძლებელია, რითაც ეფექტურად ამოიცნობს კლავიატურის კლავიშების მუშაობას, მათ შორის მის პარამეტრებს ყოველგვარი შეფერხების გარეშე.
1.3 სიზუსტის მოთხოვნები
სოლენოიდის მოქმედების სიზუსტე გადამწყვეტია კლავიატურის ზუსტი ტესტირებისთვის. მან ზუსტად უნდა აკონტროლოს კლავიშების დაჭერის სიღრმე და ძალა. მაგალითად, მრავალდონიანი გამშვები ფუნქციების მქონე ზოგიერთი კლავიატურის ტესტირებისას, როგორიცაა ზოგიერთი სათამაშო კლავიატურა, კლავიშებს შეიძლება ჰქონდეთ ორი გამშვები რეჟიმი: მსუბუქი და ძლიერი დაჭერა. სოლენოიდს უნდა შეეძლოს ამ ორი განსხვავებული გამშვები ძალის ზუსტად სიმულირება. სიზუსტე მოიცავს პოზიციის სიზუსტეს (ღილაკების დაჭერის გადაადგილების სიზუსტის კონტროლი) და ძალის სიზუსტეს. ტესტის შედეგების სიზუსტისა და სანდოობის უზრუნველსაყოფად, გადაადგილების სიზუსტე შეიძლება იყოს 0.1 მმ-ის ფარგლებში, ხოლო ძალის სიზუსტე შეიძლება იყოს დაახლოებით ±0.1N, სხვადასხვა ტესტის სტანდარტების მიხედვით.
1.4 სტაბილურობის მოთხოვნები
გრძელვადიანი სტაბილური მუშაობა კლავიატურის ტესტირების მოწყობილობის სოლენოიდის მნიშვნელოვანი მოთხოვნაა. უწყვეტი ტესტის დროს, სოლენოიდის მოქმედება მნიშვნელოვნად არ იცვლება. ეს მოიცავს მაგნიტური ველის სიძლიერის სტაბილურობას, რეაგირების სიჩქარის სტაბილურობას და მოქმედების სიზუსტის სტაბილურობას. მაგალითად, კლავიატურის წარმოების ფართომასშტაბიანი ტესტირებისას, სოლენოიდს შეიძლება დასჭირდეს უწყვეტად მუშაობა რამდენიმე საათის ან თუნდაც დღის განმავლობაში. ამ პერიოდის განმავლობაში, თუ ელექტრომაგნიტის მოქმედება იცვლება, როგორიცაა მაგნიტური ველის სიძლიერის შესუსტება ან რეაგირების ნელი სიჩქარე, ტესტის შედეგები იქნება არაზუსტი, რაც გავლენას მოახდენს პროდუქტის ხარისხის შეფასებაზე.
1.5 გამძლეობის მოთხოვნები
ძირითადი მოქმედების ხშირი მართვის აუცილებლობის გამო, სოლენოიდს უნდა ჰქონდეს მაღალი გამძლეობა. შიდა სოლენოიდის ხვეულები და დგუში უნდა გაუძლოს ხშირ ელექტრომაგნიტურ გარდაქმნას და მექანიკურ სტრესს. ზოგადად, კლავიატურის სატესტო მოწყობილობის სოლენოიდს უნდა შეეძლოს გაუძლოს მილიონობით მოქმედების ციკლს და ამ პროცესში არ იქნება პრობლემები, რომლებიც გავლენას მოახდენს შესრულებაზე, როგორიცაა სოლენოიდის კოჭის დამწვრობა და ბირთვის ცვეთა. მაგალითად, მაღალი ხარისხის მინანქრის მავთულის გამოყენებას ხვეულების დასამზადებლად შეუძლია გააუმჯობესოს მათი აცვიათ წინააღმდეგობა და მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობა, ხოლო შესაფერისი ბირთვის მასალის არჩევა (როგორიცაა რბილი მაგნიტური მასალა) შეიძლება შეამციროს ბირთვის ჰისტერეზის დაკარგვა და მექანიკური დაღლილობა.
ნაწილი 2:. კლავიატურის ტესტერის სოლენოიდის სტრუქტურა
2.1 Solenoid Coil
- მავთულის მასალა: ემალირებული მავთული ჩვეულებრივ გამოიყენება სოლენოიდის კოჭის დასამზადებლად. მომინანქრებული მავთულის გარედან არის საიზოლაციო საღებავის ფენა, რათა თავიდან აიცილოს მოკლე ჩართვა სოლენოიდულ კოჭებს შორის. ემალირებული მავთულის საერთო მასალებში შედის სპილენძი, რადგან სპილენძს აქვს კარგი გამტარობა და შეუძლია ეფექტურად შეამციროს წინააღმდეგობა, რითაც ამცირებს ენერგიის დაკარგვას დენის გავლისას და აუმჯობესებს ელექტრომაგნიტის ეფექტურობას.
- შემობრუნების დიზაინი: მობრუნებების რაოდენობა არის გასაღები, რომელიც გავლენას ახდენს ტუბულარული სოლენოიდის მაგნიტური ველის სიძლიერეზე კლავიატურის სატესტო მოწყობილობის სოლენოიდისთვის. რაც უფრო მეტი ბრუნი იქნება, მით მეტია მაგნიტური ველის სიძლიერე, რომელიც წარმოიქმნება იმავე დენის ქვეშ. თუმცა, ძალიან ბევრი მობრუნება ასევე გაზრდის კოჭის წინააღმდეგობას, რაც გამოიწვევს გათბობის პრობლემებს. აქედან გამომდინარე, ძალიან მნიშვნელოვანია ბრუნთა რაოდენობის გონივრულად დაპროექტება საჭირო მაგნიტური ველის სიძლიერისა და ელექტრომომარაგების პირობების მიხედვით. მაგალითად, კლავიატურის სატესტო მოწყობილობის სოლენოიდისთვის, რომელიც საჭიროებს მაგნიტური ველის უფრო მაღალ სიძლიერეს, ბრუნთა რაოდენობა შეიძლება იყოს ასობით და ათასობით შორის.
- სოლენოიდის კოჭის ფორმა: სოლენოიდის ხვეული, როგორც წესი, დახვეულია შესაფერის ჩარჩოზე და ფორმა ჩვეულებრივ ცილინდრულია. ეს ფორმა ხელს უწყობს მაგნიტური ველის კონცენტრაციას და ერთგვაროვან განაწილებას, ასე რომ კლავიატურის კლავიშების მართვისას მაგნიტურმა ველმა შეიძლება უფრო ეფექტურად იმოქმედოს კლავიშების მამოძრავებელ კომპონენტებზე.
2.2 სოლენოიდის დგუში
- Plungermaterial: დგუში არის სოლენოიდის მნიშვნელოვანი კომპონენტი და მისი მთავარი ფუნქციაა მაგნიტური ველის გაძლიერება. ზოგადად, შერჩეულია რბილი მაგნიტური მასალები, როგორიცაა ელექტრო სუფთა ნახშირბადოვანი ფოლადი და სილიკონის ფოლადის ფურცლები. რბილი მაგნიტური მასალების მაღალ მაგნიტურ გამტარიანობას შეუძლია გააადვილოს მაგნიტური ველის გავლა ბირთვში, რითაც გაზრდის ელექტრომაგნიტის მაგნიტური ველის სიძლიერეს. მაგალითად, სილიკონის ფოლადის ფურცლებით, ეს არის სილიკონის შემცველი შენადნობი ფოლადის ფურცელი. სილიკონის დამატების გამო, ბირთვის ჰისტერეზის დაკარგვა და მორევის დენის დაკარგვა მცირდება და ელექტრომაგნიტის ეფექტურობა უმჯობესდება.
- დგუშის ფორმა: ბირთვის ფორმა ჩვეულებრივ ემთხვევა სოლენოიდურ ხვეულს და ძირითადად მილისებრია. ზოგიერთ დიზაინში, დგუშის ერთ ბოლოში არის ამობურცული ნაწილი, რომელიც გამოიყენება კლავიატურის კლავიშების მამოძრავებელ კომპონენტებთან უშუალოდ დასაკავშირებლად ან მისაახლოებლად, რათა უკეთესად გადასცეს მაგნიტური ველის ძალა კლავიშებზე და განახორციელოს გასაღების მოქმედება.
2.3 საცხოვრებელი
- მასალის შერჩევა: კლავიატურის ტესტირების მოწყობილობის კორპუსი სოლენოიდი ძირითადად იცავს შიდა ხვეულს და რკინის ბირთვს და ასევე შეუძლია გარკვეული ელექტრომაგნიტური დამცავი როლის შესრულება. ჩვეულებრივ გამოიყენება ლითონის მასალები, როგორიცაა უჟანგავი ფოლადი ან ნახშირბადოვანი ფოლადი. ნახშირბადოვანი ფოლადის კორპუსს აქვს უფრო მაღალი სიმტკიცე და კოროზიის წინააღმდეგობა და შეუძლია მოერგოს სხვადასხვა სატესტო გარემოს.
- სტრუქტურული დიზაინი: ჭურვის სტრუქტურული დიზაინი უნდა ითვალისწინებდეს ინსტალაციის მოხერხებულობას და სითბოს გაფრქვევას. ჩვეულებრივ არის სამონტაჟო ხვრელები ან სლოტები, რათა ხელი შეუწყოს ელექტრომაგნიტის დამაგრებას კლავიატურის ტესტერის შესაბამის პოზიციაზე. ამავდროულად, გარსი შეიძლება იყოს დაპროექტებული სითბოს გაფრქვევის ფარფლებით ან ვენტილაციის ხვრელებით, რათა ხელი შეუწყოს მუშაობის დროს კოჭის მიერ წარმოქმნილ სითბოს გაფანტვას და თავიდან აიცილოს ელექტრომაგნიტის დაზიანება გადახურების გამო.
ნაწილი 3: კლავიატურის ტესტირების მოწყობილობის სოლენოიდის მოქმედება ძირითადად ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის პრინციპს.
3.1.ძირითადი ელექტრომაგნიტური პრინციპი
როდესაც დენი გადის სოლენოიდის სოლენოიდის კოჭში, ამპერის კანონის მიხედვით (ასევე უწოდებენ მარჯვენა ხრახნიან კანონს), ელექტრომაგნიტის გარშემო წარმოიქმნება მაგნიტური ველი. თუ სოლენოიდის ხვეული დახვეულია რკინის ბირთვის გარშემო, რადგან რკინის ბირთვი არის რბილი მაგნიტური მასალა მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით, მაგნიტური ველის ხაზები კონცენტრირდება რკინის ბირთვის შიგნით და გარშემო, რაც გამოიწვევს რკინის ბირთვის მაგნიტიზებას. ამ დროს რკინის ბირთვი ძლიერ მაგნიტს ჰგავს, ძლიერ მაგნიტურ ველს წარმოქმნის.
3.2. მაგალითად, მარტივი მილისებური სოლენოიდის მაგალითზე, როდესაც დენი მიედინება სოლენოიდის კოჭის ერთ ბოლოში, მარჯვენა ხრახნიანი წესის მიხედვით, დაიჭირეთ კოჭა ოთხი თითით, რომლებიც მიმართულია დენის მიმართულებით, ხოლო ცერა თითით მითითებული მიმართულება არის მაგნიტური ველის ჩრდილოეთ პოლუსი. მაგნიტური ველის სიძლიერე დაკავშირებულია მიმდინარე ზომასთან და მოხვევის რაოდენობასთან. ურთიერთობა შეიძლება აღწერილი იყოს ბიო-სავარტის კანონით. გარკვეულწილად, რაც უფრო დიდია დენი და მეტი ბრუნი, მით მეტია მაგნიტური ველის სიძლიერე.
3.3 კლავიატურის კლავიშების მართვის პროცესი
3.3.1. კლავიატურის ტესტირების მოწყობილობაში, როდესაც კლავიატურის სატესტო მოწყობილობის სოლენოიდი ენერგიულია, წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, რომელიც მიიზიდავს კლავიატურის კლავიშების მეტალის ნაწილებს (როგორიცაა გასაღების ლილვი ან ლითონის ნამსხვრევები და ა.შ.). მექანიკური კლავიატურებისთვის, გასაღების ლილვი ჩვეულებრივ შეიცავს მეტალის ნაწილებს და ელექტრომაგნიტის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველი მიიზიდავს ლილვს ქვევით გადასაადგილებლად, რითაც ახდენს გასაღების დაჭერის მოქმედების სიმულაციას.
3.3.2. ჩვეულებრივი ლურჯი ღერძის მექანიკური კლავიატურის მაგალითით, ელექტრომაგნიტის მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველის ძალა მოქმედებს ლურჯი ღერძის მეტალის ნაწილზე, გადალახავს ღერძის ელასტიურ ძალას და ხახუნს, იწვევს ღერძის ქვევით გადაადგილებას, კლავიატურის შიგნით მიკროსქემის გააქტიურებას და კლავიშის დაჭერის სიგნალს. როდესაც ელექტრომაგნიტი გამორთულია, მაგნიტური ველი ქრება და გასაღების ღერძი უბრუნდება თავდაპირველ პოზიციას საკუთარი ელასტიური ძალის მოქმედებით (როგორიცაა ზამბარის ელასტიური ძალა), რაც სიმულაციას უწევს გასაღების გათავისუფლების მოქმედებას.
3.3.3 სიგნალის კონტროლი და ტესტირების პროცესი
- კონტროლის სისტემა კლავიატურის ტესტერში აკონტროლებს ელექტრომაგნიტის ჩართვისა და გამორთვის დროს კლავიშების მუშაობის სხვადასხვა რეჟიმების სიმულაციისთვის, როგორიცაა მოკლე დაჭერა, ხანგრძლივი დაჭერა და ა.შ. კლავიატურას შეუძლია თუ არა სწორად წარმოქმნას ელექტრული სიგნალები (კლავიატურის სქემისა და ინტერფეისის მეშვეობით) ამ იმიტირებული ღილაკების მოქმედებებით, კლავიატურის კლავიშების ფუნქციის შემოწმება შესაძლებელია.