光控板SA003C红外感应器的测试工装设计论文.doc

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1、 摘 要 光控板SA003C红外感应器是一个基于红外线技术的自动控制产品，它有着两个调节旋钮，一个控制负载时间的长短，另一个控制感应的光线强度主要的作用就是设置感应的光线强度范围，在可以感应的光线强度下当有人进入开关感应范围时，专用传感器会探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，人不离开感应范围并且在不断运动的话，开关将持续接通；人离开后，开关延时自动关闭负载。人到灯亮，人离灯熄，亲切方便，安全节能，更显示出人性化关怀。一般情况下它的测试工装非常简单，只需要给它提供一个足够的直流电压即可，光线的强度可以在密闭的测试房中用变压器调节给灯泡的供电电压来产生不同的光线强度来模拟。原本的工装只是为

2、它提供电源而已，并且在工装的安全和抗干扰方面做的有些欠缺，故而我基于原来的工装设计出一种便于携带、简单方便的工装。对于初学者学习SA003C的测试可以做到快速安全的掌握。并且在它的扩展方面也提供了很多的改善，不再局限于一个产品的测试。关键词：测试工装 安全简便 可扩展目 录引言11设计任务分析11.1 测试工装设计的可行性11.2 设计目标11.3 设计任务21.4 设计依据22初选方案22.1 旧测试工装分析22.2 测试工装设计方案一22.3 测试工装设计方案二32.4 方案选择43方案详细设计43.1 外壳模块设计53.1.1夹具扣设计53.1.2顶针设计53.1.3透镜孔设计73.1.

3、4其他设计73.2 内壳模块设计73.2.1 连线设计73.2.2 防短路设计73.3 工装测试83.3.1 SA003C测试83.3.2 不良品维修84设计总结和评价8参考文献9宁波城市职业技术学院信息学院毕业综合实践说明书引言步入21世纪，红外感应器的大范围推广使用，使生活变得越来越舒适方便。SA003C红外感应器就是一款基于红外线技术的自动控制产品，它的性能稳定，真正做到了既节能又环保，可以说是声光控产品的完美替代产品。它 是通过红外线反射原理，当人体的手或身体的某一部分在红外线区域内，红外线发射管发出的红外线由于人体手或身体摭挡反射到红外线接收管，红外线接收管产生脉冲，线路接收到信号后

4、自动接通负载，人不离开感应范围，将持续接通；人离开后，延时自动关闭负载。红外智能节电开关由于触发的时候不需要人发出任何声音，而是人走过时身体向外界散发红外热量最终控制灯具的开启，当人离开后，经过一定时间的延时，自动熄灭。因为不同于声光控灯，不需要声音和开关控制，从而避免了声控噪音的侵扰，同时因为它是感应人体热量控制开关，所以避免了无效电能的损耗，达到节能效果。 然而一个好的产品也需要一个过硬的质量检验。在公司的日常生产中，质量检验扮演着一个不可或缺的角色。它直接影响了一个公司产品的质量好坏以及客户的满意度。对于一个产品而言，它一般需要经过首检、半成品检验、成品检验、出货检验等等诸多检验，而其中

5、各种各样的测试工装有着无可替代的作用。工装的使用极大地方便了产品的各种功能测试，可以快速简便地查找出产品的问题，一个好用的测试工装可以降低一些安全隐患，提高工作效率，为公司创造更大的利益。产品的更新换代固然重要，但是没有相对应与时俱进的测试工装来进行检测，反而会拖后腿降低生产效率。因此公司给我布置了一个任务，制作一个简便安全适合初学者的SAOO3C的测试工装，所以根据公司布置的任务我做了以下分析和制作。1设计任务分析 作为一个发展得非常成熟的产品光控板 SA003C红外感应器，它可以用于吸顶灯和嵌入式墙壁灯提供智能控制，墙壁嵌入式红外智能感应灯的感应角度可达120度，克服了楼道的死角问题，即使

6、走在楼道拐角处，感应灯也能正常工作，非常方便。而吸顶式红外智能感应灯以其高灵敏度、广角度等特点，被广泛的应用于楼道、走廊、卫生间、阳台等处，其外观精美，可与多款豪华灯具配套使用，既解决了声控灯及手动开关灯的噪音影响和不便，又能取得极好的装饰效果。对于这样一个成熟的产品，我发现它却没有一个方便安全的测试工装，经常导致初学者因为不熟悉操作规程和熟练掌握测试步骤而导致触电或者是报废线路板，给公司带来了无形的经济损失和给员工造成了极大的安全隐患，虽然报废的板子可以维修但是也很影响生产效率。所以根据我在测试房和维修室的工作经验和教训，在结合学校学习到的相关电路知识以及相关师傅的帮助下，终于设计出一款简便

7、安全适用于初学者的测试工装，让他们可以快速掌握对光控板SA003C的质量检测。1.1测试工装设计的可行性测试工装的成功设计可以给公司及测试人员带来好处，主要表现在：1.有利于不熟悉操作规程和没掌握测试步骤的新员工快速掌握SA003C的测试，减少一些安全隐患。它本身的扩展可以推广到公司的其他相关性产品的测试上，使之不再局限于SA003C的功能测试。2.可以为公司减少一些经济损失，在SA003C产品检验的安全性上有一个提升，并且在其他产品的测试工装设计上有一个借鉴。1.2设计目标1.可以达到SA003C的PCB半成品光控测试要求，做到简便安全。2.设计的测试工装具有可扩展接口，便于灵活拆卸以满足同

8、一款式不同型号的SA003C半成品光控测试要求，最好满足其他不同类型产品的测试。3. 测试工装的设计经济合理，最好可以大批量运用来提高测试效率。 1.3设计任务 该测试工装具备以下功能：1. 操作方便简单，降低安全隐患。2. 工作电压可以清晰显示，有助于维修定位问题；3.电源线有可扩展接口可连接变压器调节输入电压大小，满足SA003C系列的各种测试电压要求；4.测试工装有一个电源和地接口，可以为其他测试工装提供电源；5.运用一个40W的烙铁芯和整流稳压电路可防止短路引起的线路板报废，并且会有蜂鸣器警报。6测试时感应头下有一个透镜片，可以大大减小因人体干扰导致的产品误测； 1.4设计依据宁波高新

9、区申特科技有限公司关于制作SA003C测试工装的决定书，要求满足测试SA003C系列的半成品测试，外形美观。负责人黄益民。 2初选方案2.1旧测试工装分析 首先先来看一下原来的测试工装，如图2-1所示不难看出整体结构非常简单，只是提供一个零线火线及输出端的接口以及一个指示灯与开关，接线简单，但是因为平放在桌面要求测试桌面整洁不然元器件引脚可能接触会有短路的危险，而且弹簧夹无法长久的使用，当线夹入后弹簧一直保持张力，时间久了，弹簧就容易失去张力就不能很好的夹线了。图2-1 旧的测试工装 我们再来看看测试时的工装，如图2-2所示，这是测试时的工装，因为感应头那用一个密闭的黑胶带遮盖，但是依然无法避

10、免感应头不受外界的干扰，而且没有负载，遇到短路的线路板接线后只会报废板子。测试时因为测试工装没有固定所以板子无法固定只能用手固定板子来调节旋钮时容易碰到板子触电，因为接的是220V的交流电所以对测试人员有极大的危险，需要测试人员有一定的经验。图2-2 旧测试工装测试2.2测试工装设计方案一 在师傅的帮助下，我初步有了第一种测试工装方案，并且在他的指导下做成了成品。初步的想法是用夹具扣来固定板子的电源板，再用顶针来替代接线口，顶针的位置选择为SA003C的电源板上接线柱上的两个引脚焊盘和继电器上的输出端，对于SA003C的感应头板的处理是放一个成品安装的外壳，有了透镜的存在能有效地减少外界的干扰

11、。如图2-3所示根据顶针的长度和SA003C的电源板的长宽放置夹具扣主要是用来固定PCB板及为下面的顶针确定位置，三个顶针分别为火线和零线以及输出端，位置是通过与SA003C的电源板比对得出的，固定柱是根据板子的形状设计的可以更好的固定板子，而透镜的作用就是防止外界干扰影响测试结果。 图2-3 第一种测试工装 如图2-4所示就是该测试工装测试光控板SA003C红外感应器时的样子。 优点：因为板子悬空不用担心平放桌面带来的引脚接触短路；不用接线只需按压为测试带来方便可提高测试效率；透镜的放置可以减少因为外界的干扰引起的测试误差。 缺点：透镜的那头不好按压并且那的线路板容易掉出来失去抗干扰的能力，

12、因为旋钮在正对右边故而不好调节，夹具扣的固定效果不明显，因为顶针会往上翘，按压需要一定的技巧才能很好的固定板子。除此之外还没能解决短路的问题。背面线路裸露，不美观。图2-4 工装测试 2.3测试工装设计方案二 根据师傅的建议和指导下，我有了第二种方案，初步想法是设计出一种与插座形状差不多的测试工装以便于随时取用。与第一种测试工装相似的是，也用夹具扣和固定柱固定位置，并为线路板接一个负载避免短路出现的报废问题，连接线整合在工装外壳内，外面用螺丝拧紧。并接出火线和零线两个端口为扩展作用。工作电压用数显面板表显示。 优点：简单好用，线路不复杂易于制作，外形美观减少一些不必要的问题，如引脚碰触等问题。

13、抗干扰，测试更精准安全。缺点：相对于方案一，投入的资金将更多。2.4方案选择 根据设计目标以及对两种方案的比对，我觉得第一种比较适合作为测试房的测试工装，可以给熟悉操作规程和掌握测试步骤的测试人员使用，电源方面的接法可以用并联连接并用一个开关控制电源的开关。而相对来说第二种方案因为简便安全更适合初学者使用，所以方案二更合适。 3方案详细设计 根据第二种方案的初步构思，光控板SA003C的测试工装可分外壳模块和内壳模块两部分，外壳模块主要可分为顶针设计、夹具扣设计、透镜孔设计、开关和电压显示设计。内壳模块主要分为连线设计、防短路设计。如图2-5所示这是SA003C的原理图。 图2-5 SA003

14、C的原理图3.1外壳模块设计3.1.1夹具扣设计夹具扣的设计非常简单，首先量了一下电源板的长度和宽度以及顶针的高度，在一边的夹具扣上用垫片垫高，高度为顶针下压后剩余的长度再加上接线柱的高度减去夹具扣突出的白色部分下部分，经过的测量后可得基本上等于不下压顶针顶针的高度再加1毫米至3毫米左右，一般情况下，为了让测试人员比较好按压又不至于太松，会预留2到4毫米左右的距离。并用自攻螺丝固定，以便于随时根据板子的不同调节高度。夹具扣固定在一个木板上，宽度与电源板的宽度相同，底部有螺丝连接来固定木板与插座板底板的距离。 如图3-1所示，就是夹具扣的最终设置图。图3-1 夹具扣位置图3.1.2顶针设计顶针的

15、初步放置设定为五个，主要是接线柱的两端作为火线L和零线N，再从C2的一端接出一个输出端OUT，作为线路板提供外接电源的接口，另外的两个顶针放置在则是稳压管IN4749两端，连接到数显面板表显示直流稳压后的工作电压，可以为维修定位问题，提高维修速度。在根据SA003C电源板的具体形状设置两个固定柱以便于更好的固定板子避免顶针脱离范围出现误测。顶针的确切位置可以在夹具扣没放置时先用记号笔确定夹具扣位置，在用板子对好位置，点上记号笔，然后再放置顶针，底部打胶用以固定位置。如图3-2所示就是顶针的最终设置图。图3-2 顶针设置图 3.1.3透镜孔设计透镜孔的放置主要是为了降低因为外界环境干扰引起的测试

16、误差。确定透镜孔的位置的步骤不是很难，首先是拿一个SA003CPCB电源板板在夹具扣扣上，因为电源板和感应头板之间是排线相连方向是相反的，所以我们可以将感应头板扣在另一端来确定位置。如图3-3所示，可以在面板上确定透镜孔的放置地点。然后装一个成品带透镜的前盖即可。使用成品透镜前盖可以更好的使板子接触紧密，减少干扰，而且材料也不难找。 图3-3 透镜孔设置图3.1.4其他设计开关初步设置为两个，一个控制整个电源的开关，另一个控制数显面板是否显示电压的开关。整个插头电线剪成两断，中间用接线端子相连，如图3-4所示，以便于在测试SA003C系列不同需求输入电压如110V时可以接出一个变压器来提供不同

17、的电压。再者可以在工装的输出排线两端接出一个火线L和零线N以便于为其他工装提供电源输入。 图3-4 接线端子和开关3.2内壳模块设计3.2.1连线设计 整个测试工装的连接是这样的，外接电源输入后连一个总开关控制电源输入和两个接线柱作为外接接口，然后接一个220V1W的变压器稳压后输出5V的直流电压作为数显面板表的供电电源，变压器前接一个开关控制电压是否显示，数显面板表的输入信号即为IN4749的两端顶针所在位置（显示的是即为SA0003C的工作电压24V），同样地在N的一端接出防短路电路。如图3-5所示为内壳的连线。图3-5 内壳连线图3.2.2防短路设计为了实现SA003C线路板短路报警的目

18、标，特别在N端接一个40W的烙铁芯，当线路短路时，烙铁芯会发热为防短路电路提供电源输入。防短路的电路的主体结构是与SA003C的电源电路相同，放置在N端上，开接一个先 用1M的金属膜电阻和394K630V的CBB电容以及在N端来保护电路，在用一个桥式整流电路整流电压，然后用二极管IN4749稳压，最后在用稳压二极管78L08，将电压转换为8V,然后再接一个蜂鸣器和指示灯珠。当线路板短路时，经过防短路电路，将220V整流稳压再转换为8V的电压为蜂鸣器和指示灯提供电源，蜂鸣器响指示灯珠亮，测试人员能及时发现问题板子并进行维修。如图3-6为防短路电路图。 图3-6 防短路电路图3.3工装测试3.3.

19、1SA003C测试 首先如图3-7所示为测试工装的总体形状和测试图以及可定时计时器，根据SA003C的测试规程，第一步先把LUX电位器调到白天档，TIME电位器延时调到最短，要求电位器旋钮调到位，但是不能调过头以免损坏电位器，然后开始将光控板SA003C红外感应器按照夹具扣的位置扣好，要求线路板卡好固定住，然后测试室光线调节到亮，上电三次测试，要求排除不良品，如果灭的时间为15S之内灯灭则为时短， 一般灭的时间最长为35S，超出则为时长，具体时间可以用计时器计算时间。灯珠灭之后用手在透镜孔附近遮挡一下，灯珠亮则正常，否则为不感应不良品，接着将LUX电位器调到晚上档，把测试室光线调节到暗，上电再

20、打开计时器，排除不亮不良品，最短延时515S内为合格，不到为时短，超出为时长，自然灭后，用手感应，排除不感应不良品，最后测试无误的话贴上QCPASS,不合格做好记录，并将不良品分类摆放送到维修室维修。 图3-7 测试工装和计时器3.3.2不良品维修SA003C的不良品一般有不亮，不感应、时长时短、大于等等，根据我在维修室里对光控板SA003C的维修经验，拿到一个线路板首先检查元器件是否插错插反，贴片和各个焊点有无连焊虚焊，不亮的不良品可以用万能表检查有无短路断路，不亮的话一般是电压不正常引起，上电后可以检查输入电压220V以及24V的工作电压还有78L08转换后的8V电压以及芯片二脚有4.3V

21、电压，电位器坏或者调节不到位、继电器坏都有可能出现不亮的不良品。不感应的话除了一些常规问题外基本上是感应头和光敏电阻以及周边电路的问题，上电后感应头两脚电压为0.4V0.6V左右。时长时短的话基本出在10UF/25V和0.47UF/25V 电解电容上，当然电位器出问题也会造成时长时短。大于的话基本出在IN4148和贴片9013和9014上。4设计总结和评价该光控板SA003C红外感应器测试工装根据SA003C的功能来设计的，操作方便简单，降低了测试人员的安全隐患，非常适合初学者使用。工作电压的清晰显示便于维修定位问题，制作过程按部就班，井然有序清晰明了，不过接线方面有些杂乱，可能会对工装的持续

22、使用造成影响。电源线的可扩展接口可连接变压器调节输入电压大小，满足SA003C系列的各种测试电压要求，使之不再局限于一种型号的半成品测试。作为一个便携的测试工装它有一个电源和地接口还能为其他测试工装提供电源使它的功用大大增加。除此之外它运用一个40W的烙铁芯和整流稳压电路可防止短路引起的线路板报废，并且会有蜂鸣器警报和指示灯珠亮指示，非常实用，透镜片减少了外界的干扰。总而言之这个测试工装基本完成了当初的设计目标，虽然不是很复杂，但是非常实用，外形美观，而且制作成本不高，顶针和固定柱的设置可以更改，来满足测试其他产品，大大提高了工装的实用性。经过这次对光控板SA003C红外感应器测试工装的设计，

23、我获益匪浅。做事一定要按部就班，循序渐进才能做好，测试工装的设计要建立在对测试产品的测试规程以及具体原理来设计，在设计过程中，首先是满足测试要求，再考虑从安全，创新、经济等方面做出提升。运用在学校学习到的电路知识和实践相结合，我的独立思考和动手能力有了很大的提高。在指导老师和公司师傅的指导下，我的工装终于做成成品了，但是我发现它还能有提升的空间，比如可以再加一个计时器，或者直接在工装上引出110V、12V、6V的插座口，直接就能为其他产品的测试工装提供电压。我相信只要在上面慢慢加上各种功能，才能成为一个多用测试工装。在这里，很感谢朋友、同学和老师，在他们的帮助下使我更好的完成了设计。在这里特别

24、感谢我的指导教师和公司的师傅，在我做这个设计的过程中给了我极大的帮助，并提出了宝贵的意见和建议。参考文献1.光控板SA003C作业指导书和电路板以及原理图(公司文件) 2.夏西泉，电子工艺实训教程M.北京：机械工业出版社，20113.吴生有，电子测量仪器M.西安：西安电子科技大学出版社，20084.谢自美，电子线路设计-实验测试（第二版）M.武汉：华中科技大学出版社，20065.张玉璞，李庆常、电子技术课程设计M.北京：北京理工大学出版社，19946.梁宗善,电子技术基础课程设计M.武汉:华中理工大学出版社，20097.孙梅生、李美莺、徐振英、电子技术基础课程设计M.北京：高等教育出版社，19898.彭介华、电子技术课程设计指导M.北京：高等教育出版社，2006 9.郁汉琪、数字电子技术实验及课题设计M.北京：高等教育出版社，1995 第 12 页 共 13 页