凌华DAQ-2213数据采集卡在光驱生产线上的应用

前言
光驱已经成为每台电脑的标准配置。在生产光驱的过程中，要经过许多次的检测，其中以马达与光驱机械结构配合的检测最为重要。在生产线上一般使用专用测试设备进行该参数的检测，存在成本高、检测速度慢等缺点。本文介绍了利用DAQ-2213多功能A/D采集卡构成自动检测系统，检测马达与机械结构配合品质。

系统的基本结构
系统采用工控机，插入ADLINK的DAQ-2213多功能数据采集卡。这款卡是ADLINK公司DAQ-2000系列中的高性价比的一款，提供16CH 250kS/s模拟量输入，同时提供24CH DIO (8255兼容)，另外还提供两个通用定时／计数器，可以方便地用于各种场合。




电源为待测光驱提供1.5V左右的供电，由TTL电平控制光驱电机的正／反转。

该电源同时将供给光驱电机的电流转换成电压。这个瞬间电流的变化反应了电机和机械结构配合的程度。

DAQ-2213与光驱电源共有5根连线：CN1上：AI0H (Pin 1), AI0L (Pin 35), AGND (Pin 51)。CN2上：PA0 (Pin 68)和PA1 (Pin 34)。

其中AI0H与AI0L为模拟输入端，按差分方式连接以提供最大的干扰抑制。PA0与PA1作为TTL输出，控制光驱的正／反转。

测试方法
在开始测试时，程序控制电机将光驱弹入。发送数字量信号控制电源的同时，启动A/D转换。以1kS/s的速度采集电流信号(已转成电压值)，采样点数可设置。采样完成后，将采集的波形画在屏幕上，同时按照预设的阈值进行判断，看该产品是否合格。

然后利用DO控制光驱弹出，同时对电流信号进行采样、显示、判别。


图二、实际采集的光驱弹出过程中的马达驱动电流波形

该波形的特征点包括：
1. 第一个峰值
2. 第二个峰值
3. 第二个峰值之前的转折点

上图显示的是经过处理以后的波形。实际的波形由于干扰信号的存在，有许多的噪声。采样以后的数据经过了一个4阶切比雪夫低通滤器。

阈值的设定

参与判别的条件有：
第一、第二个峰值间的时间长度T。不同的机型，这个时间长度是预知的。只需设定一个最大值Tmax和一个最小值Tmin，采样结果只要在这两个值之间即为合格。

另外一个比较严格的要求是，在第一个峰值与转折点之间的电流值，需要在一个核定的范围内。早期的检测线，这个范围是靠经验曲线设备定的，用多项式的方式定义出几个系数，来定一个范围，但这种经验曲线针对每一款机型无法灵活调整。

最近常用的方式是采用统计学的方式。首先设定样本的总数，样本中含有k个子组，每个子组有n个测点。由此可以得出 和 。而上下限的定义为：上限： 下限： 。其中A2的值与Sigma有关，可查表确定3　Sigma时的值，其它Sigma时的值按比例算出。

实际应用时，先用正品做一个样本，检测样本的数据，并算出 和 ，从而得出UCL和LCL。将每个时间点对应的 和UCL / LCL存为一个标准文件，作为测试用的标准。

测试时，需要先将此标准曲线载入，将测出的数据与标准曲线相对比，以判断产品的质量。

下图为检测过程中的软件截图。

图三、检测软件工作时的截图

结论
该系统目前已开发完毕，正式投入线上使用。系统工作稳定、高效，大大提高了线上检测效率。