一种基于嵌入式的遥控器动态电流检测方法

一种基于嵌入式的遥控器动态电流检测方法

刘丹

珠海格力电器股份有限公司   广东省 珠海市519000

摘要：遥控器等按键类电子产品大批量的生产与使用，遥控器自动化检测设备成为研究热点。针对瞬时、高精度遥控器动态电流的质量检测需求，提出一种基于嵌入式的遥控器动态电流检测方法。基于STM32嵌入式平台，利用高精度电流检测芯片INA226捕获电流信息，分析遥控器动态电流波形，找到最佳动态电流检测点，实现在按键按下瞬间完成高精度、稳定的动态电流检测。实验结果证明了该方法的合理性与准确性，与传统电流检测方法相比，降低了成本，提高了瞬间电流检测的准确性与稳定性。该方法快速瞬间电流检测提供了参考依据，具有工程推广价值。

关键字：按键检测、动态电流、瞬间捕获

Absrtact: with the key electronic products such as remote controllers more and more used, automatic detection equipment of remote controllers has become a research hotspot. Aiming at the quality detection requirements of instantaneous and high-precision dynamic current of remote controller, an embedded dynamic current detection method of remote controller is proposed. Based on STM32 embedded platform, the high-precision current detection chip INA226 is used to capture current information, analyze the dynamic current waveform of the remote controller, find the best dynamic current detection point, and realize high-precision and stable dynamic current detection at the moment of pressing the key. The experimental results prove the rationality and accuracy of this method. Compared with the traditional current detection method, it reduces the cost and improves the accuracy and stability of instantaneous current detection.This method provides a reference for rapid instantaneous current detection, and has the value of Engineering promotion.

Keywords:key detection ,dynamic current,instant capture

1引言

目前，随着智能家居、物联网时代的到来，越来越多的遥控设备进入我们的生活。由于红外线遥控器装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点，被广泛应用于各行各业当中，尤其是家电行业，各种型号的红外遥控器成为人们生活中不可或缺的电子产品。大量带有红外功能的线控器产品的使用带来了遥控器批量生产，那么响应的遥控器质量检测成为遥控器出厂前最重要的环节。以往行业遥控器测试主要为人工手动测试，测试效率、自动化水平低，人为判断测试过程不可控，对产品质量的把关有一定的局限性。虽然遥控器自动化测试已经逐渐推广，但事显示类产品由于产品特性，还需要依靠人为目检、手工切换来达到测试目的，这也是目前行业未能彻底解决的难题。

2 方案设计

2.1硬件设计方案

随着遥控器生产需求的提升，如何提高遥控器产品质量的检测成为生产厂家亟需解决的难题。目前遥控器生产还是以人工检测的传统方法为主，这种方法对检验人员要求很高，而且每天需要检测的产品数量、种类繁多，检测工作强度大、效率较低。所以，本文充分利用了嵌入式检测方法，实现遥控器的自动化检测。   

基于红外的遥控器动态电流是指遥控器按键被按下瞬间的电流值大小，遥控器的动态电流越小，证明遥控器的功耗越小，使用寿命越长，所以就要求自动化检测设备对遥控器的动态电流检测的准确性、实时性、稳定性要求比较高。为了保证遥控器动态电流检测结果。其整体实现方案如下图所示：

图1 遥控器动态电流检测整体实现方案

    方案实现：首先是遥控器放置在专用治具中，然后遥控器放置的位置不一定与检测板卡的位置在一起，所以，本文通过光纤传输，实现远距离测试遥控器信号。单片机在光纤的另一端接收遥控器的红外信号，通过判断红外信号边沿信号，找到最佳动态电流测试点，实现瞬间捕获、完成动态电流的检测。

电流检测电路芯片选用INA226。INA226是一款双向电流/功率监视器，具有IIC通讯功能，该器件监视分流压降和总线电源电压。可编程校准值、转换时间和取平均值功能与内部乘法器相结合，可实现电流值和功率值得直接读取。其中INA226的硬件电路如下所示。其中MCU_IIC等连接到CPU端，CS1端连接遥控器动态电流测试点。

图2 遥控器动态电流检测硬件方案

2.2 软件设计方案

为了保证遥控器动态电流检测的实时性，选择基于μC/OS-II系统，μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。动态电流检测作为独立的优先级较高的一个子任务，保证了动态电流测试的实时性。

如下为分析某一型号遥控器按键按下时的信号波形以及电流波形。

图3 遥控器红外波形

左图是通过红外接收头接收到的遥控器红外发射信号波形，右图是示波器直接测试动态电流测试点电压波形。从两个实际测量的波形可以看出，红外信号接收头对实际的红外信号实现一个高低电平反转的工作，即左图中为低电平的时候，动态电流才有电压值。右图中也可以清晰的看到第一个信号沿之后的电压最稳定，所以瞬间捕获动态电流是在CPU第一次收到遥控器发射信号低电平，即起始码9ms内完成遥控器动态电流的准确捕获。

3实验结果及分析

为了测试数据的准确性，本文测试格力某两款遥控器所有按键的动态电流的情况下，又针对一个按键多次测量，充分的体现出遥控器动态电流测试的稳定性，测量结果如下：

表1 遥控器动态电流检测结果

从实验结果可以看出，遥控器动态电流稳定性很高，误差在2mA以内。

图4 遥控器动态电流检测结果分析

结合动态电流测试波形分析这个问题，从图中可以看到，在没有按键按下的时候，电平保持为低电压状态，在按键按下的时候，电平随着解码高电平和低电平交替。从图中可以看出各解码处于高电平状态的电压值是一样的，只是保持的时间长短不一样。所以遥控器的动态电流检测在遥控器红外起始码处的电流值是动态电流保持高电压最长也是最稳定的时间，又因为这段时间的时间长度是9ms，足够单片机处理数据，保证了测试数据的准确性。

在此实验结果基础上，在9ms内测试动态电流，把每隔1ms测试的数据保存在数组里求平均。经过大量的试验证明，在起始码内的4-9ms内捕获动态电流是最准确的，而且捕获多次遥控器动态电流然后滤波求结果与捕获一次动态电流值是毫无差别的，所以无需捕获多次动态电流值，只捕获一次动态电流就能保证动态电流测试的准确性与稳定性。

4 结论

实验证明，基于嵌入式的遥控器动态电流检测是在按键按下过程中，检测到红外发射信号某个时间点时及时捕获遥控器动态电流值。且只需要捕获一次电流值，提高CPU处理任务效率的同时，保证了遥控器动态电流检测的准确性与长期运行稳定性。

    基于嵌入式的遥控器动态电流检测方法在单片机处理数据足够快的情况下，适用于各种编码方式的动态电流检测。适用于瞬间电流的捕获，可以提高按键类自动化检测设备的工作效率与稳定性。

参考文献

[1] 沈疆海，李 伟. 遥控器动态电流的测量[J].

[2] 叶蓓，何强．基于国产ＭＣＵ的电流输出装置的设计与实现［Ｊ］．上海船舶运输科学研究所学报，2020,43(2):15-20.