CN109725115A - 一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，包括机箱，所述机箱内的底部安装有支架，支架上安装有测试底板和测试母板，测试底板通过线路与测试母板通信连接，机箱内的的侧壁安装有第一风扇，该第一风扇通过线路与所述的测试底板连接。本基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，采用底板和母板分离的方式，实现了多个底板和母板的叠加，使得测试模块的数量可成倍增长，从而提高批量生产空气质量传感器模块的效率，而采用上位机和下位机的通信，可以更方便更全面的感知每个模块在工作中的具体状态，对于模块测试结果的正确判断更加准确、有效，保证了产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，具体为一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备。
背景技术
由于国内的MEMS工艺的空气质量传感器技术发展较晚，很多测试和生产设备都不完善不完整，整个现有技术都比较初级，不具有太大的参考意义。现有技术基本上是比较原始的技术,采用每个模块单独标定和校准,有很多的缺点和不便,主要体现在：(1)耗时长：单个模块标定或者8个以内模块标定：标定耗时长，标定一致性差，单个或者8个之间有点点关联，但关联性严重不够，或者说比较差。(2)一致性差：标定结果一致性比较差：不同批次之间差异性比较大。(3)效率低：每次只标定1个或者8个以内。(4)人工干扰因素多：需要手动更新不同的参考气体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，采用底板和母板分离的方式，实现了多个底板和母板的叠加，使得测试模块的数量可成倍增长，从而提高批量生产空气质量传感器模块的效率，而采用上位机和下位机的通信，可以更方便更全面的感知每个模块在工作中的具体状态，对于模块测试结果的正确判断更加准确、有效，保证了产品质量，解决了现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，包括机箱，所述机箱内的底部安装有支架，支架上安装有测试底板和测试母板，测试底板通过线路与测试母板通信连接，机箱内的侧壁安装有第一风扇，该第一风扇通过线路与所述的测试底板连接；机箱内的底部还安装有加热器和第二风扇，该加热器通过线路与所述测试底板上含有的加热电路连接，该第二风扇通过线路与所述测试底板上含有的风扇驱动电路连接；机箱内还安装有气相/液相进样固定装置，该气相/液相进样固定装置通过线路与所述测试底板上含有的电机驱动电路的J脚连接；所述风扇的一端还设有进出风口的密闭门装置，该密闭门装置通过线路与所述测试底板上含有的电机驱动电路的DC motor脚连接；所述的测试底板上含有数据传输电路、风扇驱动电路、按键通信电路、电机驱动电路、蜂鸣器电路、测试底板MCU芯片电路、液体加热电路、通信扩展电路、测试母板主控芯片电路、气体混合风扇驱动电路和电池充放电电路。
优选的，所述数据传输电路由串口JS1和电阻R17-电阻R20组成，其中，串口JS1的脚6串接电阻R19后接RXD1端子，串口JS1的脚7串接电阻R20后接TXD1端子，电阻R17与电阻R18的一端分别电连接在串口JS1的脚6与脚7电路接口上，另一端均连接于VDD_MCU端子。
优选的，所述风扇驱动电路由三极管Q6、三极管Q7和电阻R21-电阻R24组成，其中，三极管Q6的S极连接VDC_IN端子，三极管Q6的D极连接5V_FAN3端子，三极管Q6的G极串接电阻R22后接三极管Q7的脚3，三极管Q7的脚1串接电阻R24后接FAN3端子，电阻R21的两端并联在三极管Q6的S极与G极电路接口上，电阻R23的一端电连接在电阻R24的电路接口上，电阻R23的另一端连接VDC_IN端子。
优选的，所述按键通信电路由按键开关K1-按键开关K3和通信接口SIP3组成，其中，按键开关K1连接于K_CHE CK端子，按键开关K2连接于K_CHE CK1端子，按键开关K3的一端连接在按键开关K2的电路接口上，另一端连接于K_CHE CK2端子，通信接口SIP3的脚1连接于TXD1端子，通信接口SIP3的脚2连接于RXD1端子。
优选的，所述测试底板MCU芯片电路由主控芯片U1组成，该主控芯片U1的脚19、20分别连接于RXD、TXD端子，该主控芯片U1的脚23、24分别连于K_CHECK、K_CHECK1端子，该主控芯片U1的脚36连接于FAN1端子，该主控芯片U1的脚37、38、39分别连接于P00、P01、P002端子，该主控芯片U1的脚12连接于VDD_MCU端子。
优选的，所述蜂鸣器电路由三极管Q9和蜂鸣器BL1组成，起重工，三极管Q9的脚1串接电阻R133后接BUZ/PWN端子，三极管Q9的脚3连接于蜂鸣器BL1的脚2，蜂鸣器BL1的脚1连接于BAT_5V端子。
优选的，所述电机驱动电路由电机驱动芯片U9和插座J01、插座J02、插座J03、电机DC和喇叭SPKR组成，插座J01通过线路与测试底板MCU芯片电路12连接，插座J02通过线路与控制液相/气相进样固定装置的电机连接，插座J03通过线路与控制进出风口的密闭门装置连接。
优选的，所述气体混合风扇驱动电路由三极管Q3、Q4和插座CN1组成，三极管Q4的脚1串接电阻R4后通过线路连接到测试底板MCU芯片电路12，三极管Q4的脚3串接电阻R2后连接到三极管Q3的脚G，三极管Q3的脚S通过线路连接到电源VDC_IN端口，三极管Q3的脚D连接到插座CN1，插座CN1通过线路连接到第二风扇。
优选的，所述液体加热电路由三极管Q1、Q2和插座CN5组成，三极管Q1的脚1串接电阻R8后接HEAT1端子，三极管Q2的脚D连接于插座CN5的脚1，插座CN5通过线路连接到加热装置。
优选的，所述测试母板上均匀排列有待测试模块的夹持电路，该夹持电路由弹簧测试针S1、CN1和CN2组成，弹簧测试针S1夹持空气质量传感器模块，CN1连接到测试模块的脚3和脚4，CN2通过线路连接到测试母板主控芯片电路。
优选的，所述测试母板上还含有显示屏电路，显示屏电路由FPC板组成，FPC板通过线路与测试母板主控芯片电路连接。
优选的，所述通信扩展电路14由开关芯片U10组成，开关芯片U10的脚3和脚13通过线路连接到测试母板主控芯片电路的端口，开关芯片U10的脚1、5、2、4和脚12、14、15、11分别通过线路连接到待测试模块的夹持电路的端子SI的脚3和脚4，开关芯片U10的脚9、10、6通过线路连接到测试母板主控芯片电路的端口。
优选的，所述电池充放电电路由充放电管理芯片U3和插座CN4组成，充放电管理芯片U3的脚5连接到插座CN4，插座CN4连接到电池，充放电管理芯片U3的脚4通过电阻R176、R171连接到电源输入端。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，采用测试底板和测试母板分离的方式，实现了多个测试底板和测试母板的叠加，使得测试模块的数量可成倍增长，从而提高批量生产空气质量传感器模块的效率，而采用测试底板与测试母板通信连接，可以更方便更全面的感知每个模块在工作中的具体状态，对于模块测试结果的正确判断更加准确、有效，保证了产品质量。
附图说明
图1为本发明的整体结构主视图；
图2为本发明的数据传输电路图；
图3为本发明的风扇驱动电路图；
图4为本发明的按键通信电路图；
图5为本发明的电机驱动电路图；
图6为本发明的蜂鸣器电路图；
图7为本发明的显示屏电路图；
图8为本发明的测试底板MCU芯片电路图；
图9为本发明的液体加热电路图；
图10为本发明的模块通信扩展电路图；
图11为本发明的测试母板主控芯片电路图；
图12为本发明的用于混合气体的风扇驱动电路图；
图13为本发明的待测试模块的夹持电路图；
图14为本发明的电池充放电电路图。
图中：1、机箱；2、支架；3、测试底板；4、测试母板；5、第一风扇；6、数据传输电路；7、风扇驱动电路；8、按键通信电路；9、电机驱动电路；10、蜂鸣器电路；11、显示屏电路；12、测试底板MCU芯片电路；13、液体加热电路；14、通信扩展电路；15、测试母板主控芯片电路；16、气体混合风扇驱动电路；17、夹持电路；18、电池充放电电路；19、加热器；20、第二风扇；21、液相/气相进样固定装置；22、密闭门装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、7和13，一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，包包括机箱1，所述机箱1内的底部安装有支架2，支架2上安装有测试底板3和测试母板4，测试底板3通过线路与测试母板4通信连接，机箱1内的侧壁安装有第一风扇5，该第一风扇5通过线路与所述的测试底板3连接；机箱1内的底部还安装有加热器19和第二风扇20，该加热器19通过线路与所述测试底板3上含有的加热电路13连接，该第二风扇20通过线路与所述测试底板3上含有的风扇驱动电路16连接；机箱1内还安装有气相/液相进样固定装置21，该气相/液相进样固定装置21通过线路与所述测试底板3上含有的电机驱动电路9的J02脚连接；所述风扇5的一端还设有进出风口的密闭门装置22，该密闭门装置22通过线路与所述测试底板3上含有的电机驱动电路9的DC motor脚连接；所述的测试底板3上含有数据传输电路6、风扇驱动电路7、按键通信电路8、电机驱动电路9、蜂鸣器电路10、测试底板MCU芯片电路12、液体加热电路13、通信扩展电路14、测试母板主控芯片电路15、气体混合风扇驱动电路16和电池充放电电路18；测试母板4上均匀排列有待测试模块的夹持电路17，该夹持电路17由弹簧测试针S1、CN1和CN2组成，弹簧测试针S1夹持空气质量传感器模块，CN1连接到测试模块的脚3和脚4，CN1可连接到电脑或其他设备用于烧录待测试模块的软件程序，CN2通过线路连接到测试母板主控芯片电路15，CN2可连接到电脑或其他设备用于读取带测试模块的所传输的数据；测测试母板4上还含有显示屏电路11，显示屏电路11由FPC板组成，FPC板通过线路与测试母板主控芯片电路15连接。
请参阅图2，数据传输电路6由串口JS1和电阻R17-电阻R20组成，其中，串口JS1的脚6串接电阻R19后接RXD1端子，串口JS1的脚7串接电阻R20后接TXD1端子，电阻R17与电阻R18的一端分别电连接在串口JS1的脚6与脚7电路接口上，另一端均连接于VDD_MCU端子；通过数据传输电路6实现上位机与下位机的通信连接，便于数据的传输。
请参阅图3，风扇驱动电路7由三极管Q6、三极管Q7和电阻R21-电阻R24组成，其中，三极管Q6的S极连接VDC_IN端子，三极管Q6的D极连接5V_FAN3端子，三极管Q6的G极串接电阻R22后接三极管Q7的脚3，三极管Q7的脚1串接电阻R24后接FAN3端子，电阻R21的两端并联在三极管Q6的S极与G极电路接口上，电阻R23的一端电连接在电阻R24的电路接口上，电阻R23的另一端连接VDC_IN端子；通过风扇驱动电路7来启动风扇5的运行，从而保证完全均匀混合浓度气体以及机箱1内的空气。
请参阅图4，按键通信电路8由按键开关K1、按键开关K3和通信接口SIP3组成，其中，按键开关K1连接于K_CHE CK端子，按键开关K2连接于K_CHE CK1端子，按键开关K3的一端连接在按键开关K2的电路接口上，另一端连接于K_CHE CK2端子，通信接口SIP3的脚1连接于TXD1端子，通信接口SIP3的脚2连接于RXD1端子；通过按键通信电路8实现人机的交互，便于人们对人设备进行操作。
请参阅图5，电机驱动电路9由电机驱动芯片U9和插座J01、插座J02、插座J03、电机DC和喇叭SPKR组成，插座J01通过线路与测试底板MCU芯片电路12连接，插座J02通过线路与控制液相/气相进样固定装置21的电机连接，插座J03通过线路与控制进出风口的密闭门装置22连接；通过电机驱动电路9实现对所连接的设备的控控制、运行。
请参阅图6，蜂鸣器电路10由三极管Q9和蜂鸣器BL1组成，起重工，三极管Q9的脚1串接电阻R133后接BUZ/PWN端子，三极管Q9的脚3连接于蜂鸣器BL1的脚2，蜂鸣器BL1的脚1连接于BAT_5V端子；通过蜂鸣器电路10提供警示，一面发生安全事故。
请参阅图8，测试底板MCU芯片电路12由主控芯片U1组成，该主控芯片U1的脚19、20分别连接于RXD、TXD端子，该主控芯片U1的脚23、24分别连于K_CHECK、K_CHECK1端子，该主控芯片U1的脚36连接于FAN1端子，该主控芯片U1的脚37、38、39分别连接于P00、P01、P002端子，该主控芯片U1的脚12连接于VDD_MCU端子。
请参阅图9，液体加热电路13由三极管Q1、Q2和插座CN5组成，三极管Q1的脚1串接电阻R8后接HEAT1端子，三极管Q2的脚D连接于插座CN5的脚1，插座CN5通过线路连接到加热装置。
请参阅图10，通信扩展电路14由开关芯片U10组成，完成由1路扩展成4路1路扩展成多路，开关芯片U10的脚3和脚13通过线路连接到测试母板主控芯片电路15的端口，开关芯片U10的脚1、5、2、4和脚12、14、15、11分别通过线路连接到待测试模块的夹持电路17的端子SI的脚3和脚4，开关芯片U10的脚9、10、6通过线路连接到测试母板主控芯片电路15的端口；
请参阅图12，气体混合风扇驱动电路16由三极管Q3、Q4和插座CN1组成，三极管Q4的脚1串接电阻R4后通过线路连接到测试底板MCU芯片电路12，三极管Q4的脚3串接电阻R2后连接到三极管Q3的脚G，三极管Q3的脚S通过线路连接到电源VDC_IN端口，三极管Q3的脚D连接到插座CN1，插座CN1通过线路连接到第二风扇20。
请参阅图14，电池充放电电路18由充放电管理芯片U3和插座CN4组成，充放电管理芯片U3的脚5连接到插座CN4，插座CN4连接到电池，充放电管理芯片U3的脚4通过电阻R176、R171连接到电源输入端。
综上所述：本基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，采用测试底板3和测试母板4分离的方式，实现了多个测试底板3和测试母板4的叠加，使得测试模块的数量可成倍增长，从而提高批量生产空气质量传感器模块的效率，而采用测试底板3与测试母板4通信连接，可以更方便更全面的感知每个模块在工作中的具体状态，对于模块测试结果的正确判断更加准确、有效，保证了产品质量，因而有效的解决了现有技术中的问题。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (13)
1.一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，包括机箱(1)，其特征在于：所述机箱(1)内的底部安装有支架(2)，支架(2)上安装有测试底板(3)和测试母板(4)，测试底板(3)通过线路与测试母板(4)通信连接，机箱(1)内的侧壁安装有第一风扇(5)，该第一风扇(5)通过线路与所述的测试底板(3)连接；机箱(1)内的底部还安装有加热器(19)和第二风扇(20)，该加热器(19)通过线路与所述测试底板(3)上含有的加热电路(13)连接，该第二风扇(20)通过线路与所述测试底板(3)上含有的风扇驱动电路(16)连接；机箱(1)内还安装有气相/液相进样固定装置(21)，该气相/液相进样固定装置(21)通过线路与所述测试底板(3)上含有的电机驱动电路(9)的J02脚连接；所述风扇(5)的一端还设有进出风口的密闭门装置(22)，该密闭门装置(22)通过线路与所述测试底板(3)上含有的电机驱动电路(9)的DC motor脚连接；所述的测试底板(3)上含有数据传输电路(6)、风扇驱动电路(7)、按键通信电路(8)、电机驱动电路(9)、蜂鸣器电路(10)、测试底板MCU芯片电路(12)、液体加热电路(13)、通信扩展电路(14)、测试母板主控芯片电路(15)、气体混合风扇驱动电路(16)和电池充放电电路(18)。
2.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述数据传输电路(6)由串口JS1和电阻R17-电阻R20组成，其中，串口JS1的脚6串接电阻R19后接RXD1端子，串口JS1的脚7串接电阻R20后接TXD1端子，电阻R17与电阻R18的一端分别电连接在串口JS1的脚6与脚7电路接口上，另一端均连接于VDD_MCU端子。
3.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述风扇驱动电路(7)由三极管Q6、三极管Q7和电阻R21-电阻R24组成，其中，三极管Q6的S极连接VDC_IN端子，三极管Q6的D极连接5V_FAN3端子，三极管Q6的G极串接电阻R22后接三极管Q7的脚3，三极管Q7的脚1串接电阻R24后接FAN3端子，电阻R21的两端并联在三极管Q6的S极与G极电路接口上，电阻R23的一端电连接在电阻R24的电路接口上，电阻R23的另一端连接VDC_IN端子。
4.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述按键通信电路(8)由按键开关K1-按键开关K3和通信接口SIP3组成，其中，按键开关K1连接于K_CHE CK端子，按键开关K2连接于K_CHE CK1端子，按键开关K3的一端连接在按键开关K2的电路接口上，另一端连接于K_CHE CK2端子，通信接口SIP3的脚1连接于TXD1端子，通信接口SIP3的脚2连接于RXD1端子。
5.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述测试底板MCU芯片电路(12)由主控芯片U1组成，该主控芯片U1的脚19、20分别连接于RXD、TXD端子，该主控芯片U1的脚23、24分别连于K_CHECK、K_CHECK1端子，该主控芯片U1的脚36连接于FAN1端子，该主控芯片U1的脚37、38、39分别连接于P00、P01、P002端子，该主控芯片U1的脚12连接于VDD_MCU端子。
6.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述蜂鸣器电路(10)由三极管Q9和蜂鸣器BL1组成，起重工，三极管Q9的脚1串接电阻R133后接BUZ/PWN端子，三极管Q9的脚3连接于蜂鸣器BL1的脚2，蜂鸣器BL1的脚1连接于BAT_5V端子。
7.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述电机驱动电路(9)由电机驱动芯片U9和插座J01、插座J02、插座J03、电机DC和喇叭SPKR组成，插座J01通过线路与测试底板MCU芯片电路(12)连接，插座J02通过线路与控制液相/气相进样固定装置(21)的电机连接，插座J03通过线路与控制进出风口的密闭门装置(22)连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述气体混合风扇驱动电路(16)由三极管Q3、Q4和插座CN1组成，三极管Q4的脚1串接电阻R4后通过线路连接到测试底板MCU芯片电路(12)，三极管Q4的脚3串接电阻R2后连接到三极管Q3的脚G，三极管Q3的脚S通过线路连接到电源VDC_IN端口，三极管Q3的脚D连接到插座CN1，插座CN1通过线路连接到第二风扇(20)。
9.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述液体加热电路(13)由三极管Q1、Q2和插座CN5组成，三极管Q1的脚1串接电阻R8后接HEAT1端子，三极管Q2的脚D连接于插座CN5的脚1，插座CN5通过线路连接到加热装置。
10.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述测试母板(4)上均匀排列有待测试模块的夹持电路(17)，该夹持电路(17)由弹簧测试针S1、CN1和CN2组成，弹簧测试针S1夹持空气质量传感器模块，CN1连接到测试模块的脚3和脚4，CN2通过线路连接到测试母板主控芯片电路(15)。
11.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述测试母板(4)上还含有显示屏电路(11)，显示屏电路(11)由FPC板组成，FPC板通过线路与测试母板主控芯片电路(15)连接。
12.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述通信扩展电路(14)由开关芯片U10组成，开关芯片U10的脚3和脚13通过线路连接到测试母板主控芯片电路(15)的端口，开关芯片U10的脚1、5、2、4和脚12、14、15、11分别通过线路连接到待测试模块的夹持电路(17)的端子SI的脚3和脚4，开关芯片U10的脚9、10、6通过线路连接到测试母板主控芯片电路(15)的端口。
13.根据权利要求1所述的一种基于空气质量传感器模块的全自动校准和标定的设备，其特征在于：所述电池充放电电路(18)由充放电管理芯片U3和插座CN4组成，充放电管理芯片U3的脚5连接到插座CN4，插座CN4连接到电池，充放电管理芯片U3的脚4通过电阻R176、R171连接到电源输入端。
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