紅外遙控節(jié)能開關(guān)插座的設(shè)計(jì)原理及測試

　　電視機(jī)和紅外節(jié)能開關(guān)插座的遙控器實(shí)現(xiàn)了相互兼容，用戶可以用電視遙控器先將開關(guān)插座打開，再用遙控器打開電視機(jī)。當(dāng)電視機(jī)處于正常開機(jī)狀態(tài)時，圖像、聲音等視聽功能被同時打開，使得電視機(jī)功耗增大，此時檢測電路監(jiān)測到的波形與記錄在存儲器中的待機(jī)波形差距較大，此刻系統(tǒng)管理主程序、系統(tǒng)調(diào)用子程序、檢測過程子程序、報警子程序和系統(tǒng)保護(hù)子程序都在正常運(yùn)行，保證了電視機(jī)在這種情況下不會發(fā)生自動關(guān)機(jī)現(xiàn)象。用戶可以正常收看電視節(jié)目，這也是節(jié)能開關(guān)插座所必須具備的基本功能。

　　用戶將電視機(jī)用遙控器關(guān)閉，使電視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)后，自動斷電子程序開始運(yùn)行，其流程圖如圖5(b)所示，當(dāng)檢測到此刻的波形正好與存儲器中記錄的待機(jī)波形一致時，單片機(jī)就會控制切斷電源，保證用戶使用結(jié)束后能將電視機(jī)徹底關(guān)機(jī)，從而達(dá)到節(jié)約待機(jī)能耗的目的。

　　用戶在以后的使用中，如果沒有將電視機(jī)插頭從紅外節(jié)能開關(guān)插座中拔出，沒有將紅外節(jié)能開關(guān)插座從電源處拔出，就可自動完成待機(jī)狀態(tài)的關(guān)斷，最大限度地節(jié)約電視機(jī)的待機(jī)能耗。

　　3 紅外節(jié)能開關(guān)插座的定型測試

　　3.1 紅外節(jié)能開關(guān)的白盒測試

　　從智能開關(guān)插座的工作原理可知，檢測電路能否采樣到良好的待機(jī)波形，是紅外節(jié)能開關(guān)插座設(shè)計(jì)是否成功的前提;比較電路能否明顯辨別待機(jī)狀態(tài)和工作狀態(tài)的波形，是紅外節(jié)能開關(guān)插座能否實(shí)現(xiàn)自動關(guān)斷的基礎(chǔ)。可見檢測電路和比較電路就是自動開關(guān)插座的關(guān)鍵電路，白盒測試就是要針對這兩個電路進(jìn)行試驗(yàn)。

　　首先在測試架上對電路板進(jìn)行測試，測試合格后從中隨機(jī)選取1 000個電路板作為白盒測試的樣本，對檢測電路的白盒測試，其結(jié)果分為采到和沒采到待機(jī)波形兩種情況，而采樣到待機(jī)波形又分為波形良好和波形有失真兩種情況，具體的測試數(shù)據(jù)如表3所示。

　　對于通過上一步白盒測試的半成品，再從中抽取373試件，對比較電路進(jìn)行白盒測試，得到如表4所示的數(shù)據(jù)。從實(shí)測數(shù)據(jù)可知，紅外節(jié)能開關(guān)插座半成品的白盒測試合格率為98.66%，所以該批次達(dá)到了量產(chǎn)要求。

　　3.2 紅外節(jié)能開關(guān)的黑盒測試

　　在紅外節(jié)能開關(guān)插座的產(chǎn)品定型前，還必須進(jìn)行整機(jī)功能的黑盒測試，以驗(yàn)證其節(jié)能功能。根據(jù)紅外節(jié)能開關(guān)插座的使用環(huán)境，測試的嚴(yán)酷度等級可分成兩種情況：第一，負(fù)載電視機(jī)沒有閉路信號與聲音，屏幕藍(lán)屏狀態(tài)下的高嚴(yán)酷度等級功能測試;第二，負(fù)載電視機(jī)的視聽信號全部打開，用戶欣賞節(jié)目狀態(tài)下的低嚴(yán)酷度等級功能測試。

　　在黑盒測試的過程中，規(guī)定電視機(jī)的使用時間為5 min。從通過白盒測試的紅外節(jié)能開關(guān)插座中，隨機(jī)選取300個半成品試件，將它們裝成整機(jī)進(jìn)行黑盒功能測試。在第一種情況下，300臺紅外節(jié)能開關(guān)插座試件進(jìn)行的測試得到277個功能正常的試件，15個檢測時間超過三分鐘(包含有3個指示燈一直閃爍和12個在檢測階段三分鐘內(nèi)指示燈不熄滅)，2個開機(jī)自動關(guān)機(jī)，6個1 min內(nèi)不能自動斷電，共有23個功能不良，具體如表5所示。

　　對上面發(fā)現(xiàn)的23個問題試件，進(jìn)行了第二種情況下的黑盒測試，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表6所示，得到15個檢測時間超過3 min的整機(jī)中，在電視機(jī)有閉路信號的條件下測試合格;而出現(xiàn)自動關(guān)機(jī)嚴(yán)重故障現(xiàn)象的2個試件，把它們放在任選的3臺不同負(fù)載電視機(jī)上進(jìn)行測試，其中有一個延時自動斷電，而另一個查明是電路板上比較電路中的一個電阻損壞，經(jīng)更換后測試功能正常;6個自動斷電時間大于1 min的整機(jī)，有2個斷電時間較長，其余4個在電視機(jī)有閉路信號的工作條件下均合格。

　　綜上所述，進(jìn)行黑盒測試的300個紅外遙控節(jié)能開關(guān)插座整機(jī)，有296個功能完全正常，批次合格率達(dá)到98.67%。另有1個電路焊接故障和3個自動斷電時間較長。綜上所述，紅外節(jié)能開關(guān)插座設(shè)計(jì)合格，達(dá)到了正式量產(chǎn)的要求。

　　4 結(jié)語

　　電視機(jī)等家用電器由于沒有定時控制，它們在待機(jī)狀態(tài)浪費(fèi)了大量的能源。紅外節(jié)能開關(guān)插座固有的節(jié)能特性，實(shí)現(xiàn)了“用戶自己不用時自動拔下插頭，使用時自動接上插頭”的功能，可以不規(guī)律設(shè)定斷電和接電時間，達(dá)到了操作簡便且節(jié)能的目的，對建設(shè)節(jié)約型社會起到了重要的推動作用。該紅外節(jié)能開關(guān)插座具有的可靠性高、壽命長、功耗低、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，使得即使存在當(dāng)前的全球金融危機(jī)，它仍然獲得了德國、英國、澳大利亞等國用戶的青睞，僅2008年下半年就得到約 4.6萬余個的訂單。