CN201436610U - 多功能空调控制器测试器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供多功能空调控制器测试器，可集成多种测试功能，提高了测试效率，能够优化测试系统的资源利用。包括：单片机MCU，多功能空调控制器测试器主要基于MCU为主要处理元件，单片机MCU把其外围电路提供的数据信息转化成显示信号，并生成电动机模拟脉冲信号后输出给被测控制器；显示电路；电机信号整形及测试电路，对被测控制器提供的电机信号脉冲进行整形，并发送给单片机MCU；电平检测单元，对空调器各继电器吸合状态进行检测；电压检测器的校正电路，模拟感温包信号并传输给单片机MCU；稳压电源电路，将变压器输出的交流电转换为系统使用的稳定的直流电源，为单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及测试电路提供工作电压。
Description
技术领域
本实用新型属于家用空调器测试技术领域，尤其涉及一种家用空调器的测试装置。
背景技术
随着空调在人们生活的不断普及，市场对于空调功能的需求不断增加，使得现在的空调已不仅仅限于单纯制冷、制热，由此还催生了众多附加功能，并且对控制器的精度等等方面也大大提高了要求，因此在测试的时候也必须考虑更多的方面以及交叉的因素而产生的问题。传统的简单人工测试已经难以达到一个好的效率，需要一套具有创新灵活的系统级的测试方案，才可以使人从这些庞大的测试工作中解脱出来，达到增效的目的。
现有技术中，空调控制器通常需要进行以下项目的测试：
1、测试装置模拟各种温度工况，测试空调控制器的反应情况；
2、测试电动机的各种状态下的转速是否符合要求；
3、测试红外发码和解码是否正常；
4、测试空调器内部元件各种功能性的保护是否正常实现，例如：压缩机的高、低压保护；
感温包的短、开路保护；内、外风机堵转保护等等情形。
测试控制器功能的时候由于目前空调的功能多，结构复杂，导致传统的测试方案饱受冲击，难以应对各种突发的环境因素影响和保证相应的准确性。在测试一个测试控制器系统的时候，有时需要经过变换好几个测试装置才能完成一次测试。这将严重的降低了测试的效率，同时也带来了资源的浪费。需要多测试装置进行整合和完善。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种多功能空调控制器测试器，可集成多种测试功能，提高了测试效率，能够优化测试系统的资源利用，节约了成本。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
多功能空调控制器测试器，其中，包括：
一个单片机MCU及其外围电路，所述单片机MCU把其外围电路提供的数据信息转化成显示信号，并生成电动机模拟脉冲信号后输出给被测控制器；
一个显示电路，其与单片机MCU连接，接收单片机MCU的显示信号并进行显示；
一个电机信号整形及测试电路，其输出端与单片机MCU连接，输入端与被测控制器连接，所述电机信号整形及测试电路对被测控制器提供的电机信号脉冲进行整形，并发送给单片机MCU；
一个电平检测单元，其输出端与单片机MCU连接，所述电平检测单元对空调器各继电器吸合状态进行检测，并转换成数字信号，通过单片机MCU处理并传输给显示电路进行显示；
一个电压检测器的校正电路，其输出端与单片机MCU连接，产生模拟感温包信号并传输给单片机MCU，通过单片机MCU处理并传输给显示单元进行显示；
一个稳压电源电路，所述稳压电源电路将变压器输出的交流电转换为系统使用的稳定的直流电源，所述稳压电源电路的输出端与单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及电压检测器的校正电路连接，并为单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及电压检测器的校正电路提供工作电压。
所述多功能空调控制器测试器还包括有可和外部设备相互通信的通信口，其与单片机MCU连接。
所述多功能空调控制器测试器还包括有红外接收电路，其将红外编码发送给与单片机MCU，单片机MCU进行红外解码。
所述电压检测器的校正电路包括有多个线性无断点的电位器。
所述单片机MCU及其外围电路、显示电路、电机信号整形及测试电路、电平检测单元、电压检测器的校正电路、稳压电源电路、红外接收电路以及串行通信口集成在同一块电路板上。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型的多功能空调控制器测试器，集成了单片机MCU、显示电路、电机信号整形及测试电路、电平检测单元、电压检测器的校正电路、稳压电源电路、红外接收电路以及串行通信口，可实现测试项目集中管理，一台该设备替代原有4-6台旧设备，解决一些原有设备无法解决的问题，显示效果明显整齐，减少触电危险，减少发热温升，与传统的技术相比节约元器件、测试效率更高。
附图说明
图1是实用新型多功能空调控制器测试器的电路框图；
图2是实用新型多功能空调控制器测试器的稳压电源电路图；
图3是实用新型多功能空调控制器测试器的红外接收电路图；
图4是实用新型多功能空调控制器测试器的电平检测单元电路图；
图5是实用新型多功能空调控制器测试器的电压检测器的校正电路图；
图6a、6b是实用新型多功能空调控制器测试器的电机信号整形及测试电路图；
图7是实用新型多功能空调控制器测试器的显示电路图；
图8是实用新型多功能空调控制器测试器的单片机MCU电路图。
具体实施方式
本实用新型的多功能空调控制器测试器，如图1，包括：
一个单片机MCU及其外围电路，所述单片机MCU把其外围电路提供的数据信息转化成显示信号，并生成电动机模拟脉冲信号后输出给被测控制器；
一个显示电路，其与单片机MCU连接，接收单片机MCU的显示信号并进行显示；
一个电机信号整形及测试电路，其输出端与单片机MCU连接，输入端与被测控制器连接，所述电机信号整形及测试电路对被测控制器提供的电机信号脉冲进行整形，并发送给单片机MCU；
一个电平检测单元，其输出端与单片机MCU连接，所述电平检测单元对空调器各继电器吸合状态进行检测，并转换成数字信号，通过单片机MCU处理并传输给显示电路进行显示；
一个电压检测器的校正电路，其输出端与单片机MCU连接，产生模拟感温包信号并传输给单片机MCU，通过单片机MCU处理并传输给显示单元进行显示；
一个稳压电源电路，所述稳压电源电路将变压器输出的交流电转换为系统使用的稳定的直流电源，所述稳压电源电路的输出端与单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及电压检测器的校正电路连接，并为单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及电压检测器的校正电路提供工作电压。
所述多功能空调控制器测试器还包括有可和外部设备相互通信的通信口，其与单片机MCU连接。
所述多功能空调控制器测试器还包括有红外接收电路，其将红外编码发送给与单片机MCU，单片机MCU进行红外解码。
所述电压检测器的校正电路包括有多个线性无断点的电位器。
所述单片机MCU及其外围电路、显示电路、电机信号整形及测试电路、电平检测单元、电压检测器的校正电路、稳压电源电路、红外接收电路以及串行通信口集成在同一块电路板上。
如图2，所述稳压电源电路包括由第一整流二极管D3、第二整流二极管D4、第三整流二极管D6、第四整流二极管D7组成的桥式整流电路，该桥式整流电路与第一滤波电容器C2、第二滤波电容器C3并联连接后，再串联一由电感器L1和第一电容器C6组成的LC滤波器；并与第一三端稳压器7812和第二三端稳压器7805连接；电源经过整流滤波后进入集成电路第一三端稳压器7812的第1引脚，第一三端稳压器7812的第3引脚输出稳定的12V电源信号，第2引脚与第二电容器C4和第三电容器C1组成的滤波器以及第二三端稳压器7805的第5引脚连接。
所述稳压电源电路用于将变压器输出的交流电转换为系统使用的稳定的直流电源，首先低压交流电源经过4个整流二极管组成的桥式整流得到波动的直流电源，然后该波动的交流信号通过电容器C2(低频滤波)和C3(高频滤波)得到初步的滤波电源。该初步的滤波电源再通过L1和C6组成的LC滤波器，得到低频更加平稳的不稳压15V波形。该不稳压的18V电源进入集成电路三端稳压器7812的第1引脚，从该集成稳压器7812的第3引脚输出稳定的12V电源信号，该输出的12V稳定电压经过C4和C1组成的滤波器滤波后，提供给需要高电压驱动的继电器使用；同时该12V电源进入三端稳压器7805进行二次降压，得到稳定的5V电源供应给各个逻辑控制芯片使用。稳压电源电路为MCU和其他模块提供+5V和+12V的电源电压。
如图3，所述红外接收电路：使用标准的红外接收电路，经过稳压电源电路提供的5V电源经过R91限流电阻为接收头提供5V电源，接收头的地与电源的地线相连，接收头的接收信号输出引脚经过R92，连接到一端连接有5V的上拉电位的电阻R93(提供适当的偏压)，然后再通过R94限流电阻(减少接收头纹波干扰)，进入单片机的输入捕捉引脚进行解码。输出端REC与MCU中标有REC的端口电器连接，再通过单片机解码来检测红外信号。
如图5，电压检测器的校正电路包括有12个多圈精密电位器，由被测电路板提供参考电源给本测试器，同时使用高精度电位器对参考电源进行分压，分压得到的电压信号给本测试器单片机的模数转换与参考电压进行对比，将所得的值换算为相应感温包电压所代表的温度，得到的结果，在液晶屏幕上显示出来。模块AD0~~AD6的7个经过精密电阻分成的电压信号端口与MCU的AD0~~AD6对应连接，VEF接基准电源，C17~~C22外接其他的测试系统(也是用来检测电路的电压，并显示对应的温度，最后通过对比其他测试系统和本专利的测试系统的测试值，达到校准其他测试系统的目的。操作12个多圈精密电位器相当于6个电阻箱，所不同的是可以在液晶面板上直接读取出所需的电压-温度对应值，通过相应的连接线输出到被测板。
如图4，所述电平检测单元：所述的电平检测单元包括两个双路4选1电子开关，外部的多路电平信号通过缓冲电阻(保护集成电路)后进入电子开关CD4052的输入口，同时带有上拉电平口，防止在静态的时候的高电平脉冲的干扰，由于CD4052是双路4选1电子开关，本设计使用了2个CD4052，故可以实现16路电平检测功能(分时复用检测)。通过单片机输出的地址信号(A00，A11)对4个电子开关进行同步，当输出00的地址信号时，4个电子开关均选中1通道，故在此时，单片机的4路输入口(D1，D2，D3，D4)检测到的是4个电子开关的1通道的信号，同样道理当输出01的地址信号时，检测到的是2通道的信号，输出10，检测的是3通道的电平信号，输出11，是4通道的电平信号；这样就得到了4X4组的检测阵列，由于对电平的实时性只要保证到0.2秒就可以了，所以只要每秒循环4个地址信号5次循环，就可以保证了使用的实时性。CN5和CN6为外接的16个待测信号端口，A1、A2、D1、D2、D3、D4分别与MCU中标有A1、A2、D1、D2、D3、D4的端口对应连接。使用CD4052作为循环电平扫描口，节约芯片IO资源。
如图8，所述单片机MCU外围电路包括一个晶体振荡器，一个ISP下载口，一个复位电路，一个预留扩展的串行通信口，以及输入输出口的保护电阻；晶体振荡器为单片机提供时钟信号，ISP口用于在线更改，烧写程序；复位电路用于将单片机进行复位。由于AVR系列单片机内置了复位电路，所以在外部仅仅使用一个电阻即可；扩展的串行通信口为RS232协议，用于以后数据通信的扩展功能，目前仅作保留功能。所述单片机型号可采用：ATMEGA16/32/64。
如图7、8，所述显示电路使用了320*240点阵的液晶显示模块，其8位数据输入端DATA1~~DATA7与单片机MCU标有DATA1~~DATA7的输出端连接，其他控制端口REST、A0、RD、WR分别与单片机MCU的对应端口连接。在液晶显示模块数据口连接有保护电阻R104、R104、R105、R106、R107、R108、R109、R110、R111，防止在单片机异常的时候大电流脉冲烧坏液晶显示器，单片机通过对液晶写数据信号和操作信号，液晶显示操作所的对应字符。使用大屏幕320*240点阵液晶显示，全中文界面，便于使用。
如图6a、6b，电压检测器的校正电路：该部分电路由单片机MCU的一个频率可变的方波生成器(用于模拟PG电动机的不同转速的反馈信号)，两个继电器，1个边缘D形触发器(74HC14)，2个史密特门电路(74HC04)组成。史密特门电路是用于将包含了杂波和干扰的输入脉冲(PGII为PG电动机转速反馈信号输入端)信号进行隔离，[同时对信号进行二次处理和放大，然后再供应给输出端子(PGIO为选择性输出端)作为输出]得到平滑的方波信号提供给D形触发器进行电平检测。D形触发器接为边缘检测2分频形式，每个上升边缘触发器Q端口电平翻转一次，将原有的一上一下的两边幅度的方波信号处理为每一次相同的电平的宽度代表原有的一个周期，送到单片机输入端(PGIN)进行转速检测，达到简化单片机中断操作的目的，提高单片机在多任务时的实时性。两个继电器用于实现输出口输出波形的切换；Q1，Q3两个三极管构成了两个继电器的驱动电路，Q2构成了Q1的反相器，电路的工作是当单片机引脚输出(PGCT)高电平时，K29吸合，K30释放，此时为输出单片机产生的转速模拟方波(PGOUT)；当单片机引脚输出(PGCT)低电平时，K30吸合，K29释放，此时为经过滤波的原电动机转速信号(PGIO)。模块中PGIO为电机实际型号输入端，PGOUT位模拟电机信号输入端，PGCT位选通端口控制端，PGII为中间信号，PGIN为转换后的信号。该模块的PGOUT、PGIN、PGCT分别与MCU的对应端口连接。由史密特触发器和D形上升缘触发器构成，设计为可扩展的多路PG转速测试。
所述单片机MCU电路还包括有按键单元，设置有单一的一个按键开关(可扩展其他IO口)可以实现4种不同功能的切换(A.温度显示+转速测量)(B.温度显示+转速测量+虚拟转速输出)(C.红外接收功能表示)(D.红外码原码显示)。
上述所列具体实现方式为非限制性的，对本领域的技术人员来说，在不偏离本实用新型范围内，进行的各种改进和变化，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.多功能空调控制器测试器，其特征在于：包括：
一个单片机MCU及其外围电路，所述单片机MCU把其外围电路提供的数据信息转化成显示信号，并生成电动机模拟脉冲信号后输出给被测控制器；
一个显示电路，其与单片机MCU连接，接收单片机MCU的显示信号并进行显示；
一个电机信号整形及测试电路，其输出端与单片机MCU连接，输入端与被测控制器连接，所述电机信号整形及测试电路对被测控制器提供的电机信号脉冲进行整形，并发送给单片机MCU；
一个电平检测单元，其输出端与单片机MCU连接，所述电平检测单元对空调器各继电器吸合状态进行检测，并转换成数字信号，通过单片机MCU处理并传输给显示电路进行显示；
一个电压检测器的校正电路，其输出端与单片机MCU连接，产生模拟感温包信号并传输给单片机MCU，通过单片机MCU处理并传输给显示单元进行显示；
一个稳压电源电路，所述稳压电源电路将变压器输出的交流电转换为系统使用的稳定的直流电源，所述稳压电源电路的输出端与单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及电压检测器的校正电路连接，并为单片机MCU、显示电路、电平检测单元、电机信号整形及电压检测器的校正电路提供工作电压。
2.如权利要求1所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述多功能空调控制器测试器还包括有可和外部设备相互通信的通信口，其与单片机MCU连接。
3.如权利要求2所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述多功能空调控制器测试器还包括有红外接收电路，其将红外编码发送给与单片机MCU，单片机MCU进行红外解码。
4.如权利要求2所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述电压检测器的校正电路包括有多个线性无断点的电位器。
5.如权利要求1至4中任一项所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述单片机MCU及其外围电路、显示电路、电机信号整形及测试电路、电平检测单元、电压检测器的校正电路、稳压电源电路、红外接收电路以及串行通信口集成在同一块电路板上。
6.如权利要求5所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述稳压电源电路包括由第一整流二极管D3、第二整流二极管D4、第三整流二极管D6、第四整流二极管D7组成的桥式整流电路，该桥式整流电路与第一滤波电容器C2、第二滤波电容器C3并联连接后，再串联一由电感器L1和第一电容器C6组成的LC滤波器；并与第一三端稳压器7812和第二三端稳压器7805连接；电源经过整流滤波后进入集成电路第一三端稳压器7812的第1引脚，第一三端稳压器7812的第3引脚输出稳定的12V电源信号，第2引脚与第二电容器C4和第三电容器C1组成的滤波器以及第二三端稳压器7805的第5引脚连接。
7.如权利要求5所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述的电平检测单元包括两个双路4选1电子开关。
8.如权利要求5所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述单片机MCU外围电路包括一个晶体振荡器，一个ISP下载口，一个复位电路，一个预留扩展的串行通信口，以及输入输出口的保护电阻；晶体振荡器为单片机提供时钟信号，ISP口用于在线更改，烧写程序；复位电路用于将单片机进行复位。
9.如权利要求5所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述显示电路使用了320*240点阵的液晶显示模块，其8位数据输入端DATA1~~DATA7与单片机MCU标有DATA1~~DATA7的输出端连接，其他控制端口REST、A0、RD、WR分别与单片机MCU的对应端口连接。
10.如权利要求5所述的多功能空调控制器测试器，其特征在于：所述电压检测器的校正电路由单片机MCU的一个用于模拟PG电动机的不同转速的反馈信号的频率可变的方波生成器、两个用于实现输出口输出波形的切换的继电器，1个边缘D形触发器、2个用于将包含了杂波和干扰的输入脉冲信号进行隔离的史密特门电路组成；三极管Q1、三极管Q3构成了两个继电器的驱动电路，三极管Q2构成了三极管Q1的反相器。
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