0 引言
紅外遙控器作為家用電器的外圍配套產品，數量巨大。目前國內遙控器的生產技術成熟，元器件的插接、貼裝和焊接基本上由設備完成。遙控器生產完畢后要對所有按鍵的通斷、發射紅外碼是否正確、發射功率是否達標、紅外發射角度是否足夠、休眠功耗等各項技術指標進行測試，目前整機測試工作仍然由手工完成。測試環節不完善一方面造成產品質量隱患，質量缺乏保障造成產品信譽度的下降，另一方面影響生產效率，使企業在市場中競爭力下降。
遙控器測試項目大都與按鍵操作有關，快速自動按鍵的設計難度較大，而且不同型號的遙控器的按鍵數量和布局各不相同，所以遙控器檢測裝置設計難度較大，目前國內市場上還沒有出現這樣的設備。本文在分析遙控器整機測試要求的基礎上，設計了一種紅外遙控器綜合測試裝置，該裝置實現了對紅外遙控器的快速按鍵操作、紅外發射編碼的驗證、紅外發射功率的測量、紅外發射角度的測量和待機電流的測量，而且通過修改測試文本能夠實現對不同型號遙控器的快速測試和篩選。
1 工作原理
圖1是紅外遙控器綜合測試裝置的結構圖。被測遙控器通過導軌由入口處送入，測試合格品從出口送至包裝工段，不合格的產品由分揀機構送返修工段。工裝夾具是定位夾緊機構，當遙控器進入測試工位后，系統會檢測到并啟動工裝夾具將遙控器固定在測試位置。測試平臺上按照遙控器的鍵盤布局安放了相同數量的氣動噴嘴，高壓氣流從噴嘴噴出后會擠壓對應位置的按鍵，模擬人工按鍵動作，測試平臺同時檢測紅外編碼、發射功率、發射角度等。分揀機構用來分離遙控器，當檢測到不合格遙控器時分揀機構啟動氣缸將該遙控器從傳輸線頂到不合格產品工位。PC控制整個測試裝置的運行，它指揮測試平臺的氣閥動作，讀取平臺的測試數據，對遙控器是否合格進行判定，發出分揀指令，是整個測試裝置的核心，以下按照裝置動作步驟予以說明。
第一階段為定位。被測遙控器從入口沿運輸導軌進入測試裝置，系統檢測到后會啟動工裝夾具夾緊遙控器，同時連接供電端子到遙控器的電池倉，至此定位階段完成。
第二階段為預測試。遙控器在整機組裝完畢后并不能保證電源電路是正常的，給一只電源系統短路的遙控器供電會導致測試裝置的供電電路故障，加入預測試階段就是為了避免出現這個現象，預測試時給遙控器供電端子加低電壓并測試電流，通過計算得到遙控器的輸入阻抗，阻抗太小說明遙控器的電源系統有短路故障，阻抗太大說明有斷路或接觸不良的故障，系統將不再對其測試，而是通過分揀系統直接送返修。
第三階段為測試階段。在測試階段遙控器處于通電工作狀態。測試過程是依照測試文本來執行的，測試一個遙控器的程序由多個步驟組成，每一個步驟稱為一個記錄。當測試開始時，PC機給測試平臺依次送來測試記錄，每次一條，記錄中會指定打開那一個氣動噴嘴，測試平臺收到產生相應動作，被測遙控器發射紅外信號，紅外檢測頭檢測信號波形、發射功率、發射角度等并回送給PC，PC收到后和標準波形數據比較并判定該步驟是否正確，等所有的記錄測試完成后，PC判定如合格，則允許遙控器通過；如不合格則發出分揀指令同時打印故障信息。
第四階段為分揀階段。分揀機構接收PC發來的分揀指令，如收到分揀指令則啟動氣動執行機構將正在通過的遙控器頂下導軌，送返修工段。
2 測試平臺
遙控器測試項目大都與按鍵操作有關，快速可靠地實現按鍵操作是該測試裝置的關鍵。圖2是按鍵操作示意圖，進氣管道連接到氣泵，電磁閥控制氣流的通斷，當電磁閥打開時，氣流沖擊遙控器鍵盤，將按鍵按下，這樣就能夠用非接觸方式對按鍵進行快速操作。
在測試平臺上有很多噴嘴，測試新型號的遙控器之前，必須對測試平臺的噴嘴位置進行調整，被測遙控器每一個按鍵正下方對應一個噴嘴，噴嘴被惟一編號，裝置總共設計有100個噴嘴，能夠滿足遙控器測試的要求。
測試控制流程如圖3所示，主處理器選用NXP公司ARM7核的LPC2214，該處理器運行速度60 MHz，片上集成有256 KB的FLASH和16 KB的RAM，片上外設有8路10位A／D轉換器、PWM輸出口、多個可配置GPIO引腳等。
處理器通過RS 232接口和PC連接，PC通過該接口傳送測試指令，測試平臺通過該接口返回測試數據；為了便于調試，測試裝置設計有本地數碼管顯示電路，在測試過程中，當前正在進行的測試記錄和正在動作的噴嘴編號會顯示出來。
遙控器的紅外發射功率決定有效遙控距離，紅外發射功率測試就是用來檢測這一指標的，電路用敏感紅外接收管將遙控器發射的紅外信號轉化為模擬信號，該信號經過放大后送LPC2214的A／D采集端，由LPC2214轉換為數字信號后送給PC，用于判定遙控器的發射功率是否足夠。
當某一按鍵按下后，遙控器就會發射紅外編碼，遙控器用紅外發射時間的長短來表示二進制數據的01，多個01的組合構成一個紅外編碼，按鍵不同，則編碼不同。裝置采用圖4電路來接收紅外編碼，圖4中IR_LED即是紅外敏感二極管，電路具有紅外收發功能，將IR_EN和IR_OUT置為低電平，則可以通過IR_IN端檢測紅外編碼的高低電平，該端子連接到LPC2214的捕獲輸入引腳，利用捕獲功能可以測量高低電平的時間長度。將IR_EN置為高電平，則可以通過IR_OUT發送紅外編碼信號，發送功能是用來對裝置進行校正的，文中不再贅述。
遙控器發射的紅外信號有散射角度，接收者必須處于前方一定角度范圍內才能可靠接收。裝置在被測遙控器的前方水平布置了12個紅外接收管，通過測量這12個紅外接收管信號的有無來判斷遙控器的發射角度。
裝置通過電池倉的連線給遙控器供電，不同的遙控器需要不同的供電電壓，裝置提供給被測遙控器的是可調直流電源，供電電壓由PC設定，通過LPC2214的PWM功能進行調整，在電源輸出端接有電流測量電路，用來測量遙控器的發射功耗和靜態功耗，測量信號放大后送LPC2214的AD引腳。
在測試開始后，PC依據測試程序給測試平臺發送測試記錄，每條記錄中指定要打開的噴嘴，LPC2214收到指令后，打開對應電磁閥，模擬按鍵動作，通電的遙控器會發射紅外信號，功率測量、紅外編碼測試、紅外角度測量、功耗測量電路獲取相應值并送回給PC，PC和標準值比較后作出判定，如不合格則發出分揀信號，分揀機構執行分揀動作。
3 測試軟件
一個完整的測試由若干條測試記錄組成，PC發送的測試記錄如圖5所示，測試平臺返回的記錄如圖6所示。以下對測試和返回記錄的字段予以說明，前導頭是異步通信中表示一幀開始的標志，最末校驗值字段用來驗證一幀傳輸數據的傳輸是否正確，設計中采用CRC校驗方式。
圖5中的測試指令字段是PC發給測試平臺的動作指示，有預測試指令、分揀指令、編碼測試指令。前文對預測試和分揀指令的功能已做過說明，在這兩條指令中3個閥門號字段無定義。編碼測試指令是測試當遙控器某一按鍵按下后它的紅外編碼、發射功率、角度、功耗等指標的指令，指令中3個閥門號字段指定了該測試記錄中需要打開的電磁閥編號，在一個測試記錄中允許有3個電磁閥打開，即遙控器最多允許同時按下3個鍵。
圖6是測試平臺發送給PC的返回記錄，包含有發射功率、發射角度、當前功耗、紅外編碼字段。每個按鍵按下，遙控器發信號，測試平臺測量這四組值并回送給PC。紅外編碼字段是反映紅外高低電平時間長度的所有數據，數據量較大。此外需要說明的是發射功率、發射角度、當前功耗都反映的是當前記錄的瞬時值，發射不同紅外編碼時這些值會有差別，PC在測試完成所有按鍵后，將這些值平均得到最終判定值。
PC端程序中存放有測試數據，測試新型號的遙控器之前，數據需要預先錄入，數據包括遙控器每個按鍵和噴嘴編號的對應關系、每個按鍵按下后遙控器發射紅外高低電平時間長度的所有數據、遙控器供電電壓、預測試限制電流最大最小值、發射功率、發射角度、發射功耗、靜態功耗等的限定值，所有這些數據組成一個測試文本，測試時PC依據它來控制整個測試過程并做出遙控器合格與否的判定。一個遙控器測試完成后，如果合格，PC會累計合格數量，如不合格PC會打印維修建議。
除上述基本功能外，PC端程序還具有統計功能，能夠計算合格率，統計日、月、年報表等。
4 結論
按上述方法設計的遙控器測試裝置經過樣機調試，連續測試一個按鍵的平均測試時間為0．4 s，遠遠高于人工測試速度，由于測試過程全自動，避免了誤測、漏測的可能，通過簡單地修改PC的測試文本，就能夠做到對多種不同型號遙控器的測試。在樣機試驗過程中，發現這樣的速度完全滿足中低速生產線的要求，但對于高速流水線顯得稍慢，究其原因，電磁閥的動作速度在系統中偏慢，但樣機中所選電磁閥已經是速度指標較高的，多軌并行可能是解決這個問題的惟一出路。