УСТРОЙСТВО ТЕСТИРОВАНИЯ КАБЕЛЕЙ

Устройство относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для технологического контроля, испытаний и тестирования кабелей на короткие замыкания и обрывы, в качестве сервисной аппаратуры средств связи вычислительной техники.
Известно «Устройство для контроля и идентификации жил кабельных изделий» (авторское свидетельство №1091093, G01R 31/02, приор. 01.02.1982), которое содержит блок контроля, состоящий из источника питания постоянного тока, положительный вывод которого через сигнальные элементы по числу жил проверяемого кабеля соединен с размыкающими неподвижными контактами двухпозиционных переключателей, подвижные контакты каждого из которых соединены с соответствующими выходами блока контроля, к которым присоединены начала жил проверяемого кабеля, а неподвижные замыкающие контакты двухпозиционных переключателей соединены между собой и с входом блока контроля, и задатчик. В него введены стабилитроны в количестве, равном n-1 числу жил в проверяемом кабеле, и выключатель. При этом все элементы связаны между собой в определенной последовательности. Устройство направлено на повышение достоверности и ускорение процесса контроля. Однако данное устройство не обладает возможностью добавления в набор тестируемых кабелей других кабелей, без изменения аппаратной части устройства.
Известно также «Устройство для контроля правильности электрического монтажа», (авторское свидетельство №627424, G01R 31/02, приор. 08.07.1976 г.), содержащее генератор тактовых импульсов, соединенный через счетчик опроса со входом коммутатора опроса, проверяемый блок, введены логические элементы «И» и «НЕ», дешифратор анализа обрыва, дешифратор анализа ошибочного соединения и элемент несовпадения, при этом выходы коммутатора опроса соединены с входными зажимами проверяемого блока, выходные зажимы которого соединены со входами дешифратора анализа обрыва и с одним из входов дешифратора анализа ошибочного соединения через логические элементы «И», с другими входами дешифратора анализа ошибочного соединения соединены один из входов дешифратора анализа обрыва, выход которого соединен со входом логического элемента «НЕ» и одним их входов элемента
несовпадения, а к другому его входу подключен выход дешифратора анализа ошибочного соединения.
Устройство направлено на повышение надежности, отличается простотой выполнения. Однако данное устройство ограничено в применении, поскольку не определяет, какие жилы кабеля разорваны или замкнулись, а также не обладает возможностью добавления в набор тестируемых кабелей других кабелей, без изменения аппаратной части устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому техническому решению является «Устройство для испытания кабелей» (авторское свидетельство №943609, G01R 31/08, приор. 01.12.1980 г.), содержащее счетчик, дешифратор, индикатор. Дополнительно введены мультиплексор, второй счетчик, элемент сравнения, элемент анализа и блок управления, причем выходные клеммы для подключения объекта контроля соединены с информационными входами мультиплексора, с управляющим входом которого соединен выход второго счетчика, первый вход индикатора и первый вход элемента сравнения. Выход первого счетчика соединен со вторыми входами индикатора и элемента сравнения и с информационным входом дешифратора. Выход переполнения первого счетчика соединен со входом второго счетчика, выход элемента сравнения соединен с первым входом элемента анализа, второй вход которого соединен с выходом мультиплексора. Выход элемента анализа соединен с входом блока управления, первый выход которого соединен с третьим входом индикатора, управляющим входом дешифратора. Второй выход блока управления соединен с входом первого счетчика, а выход дешифратора соединен с входными клеммами для подключения объекта контроля. Устройство направлено на расширение функциональных возможностей путем выявления характера неисправностей с указанием адресов неисправных цепей, а также повышение надежности устройства
Однако данное устройство обладает недостаточной производительностью процесса испытаний, а также недостаточными функциональными возможностями, связанными с необходимостью проводить испытание только заранее определенных кабелей и невозможностью протестировать новый, появившийся для испытания, кабель.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества и эффективности процесса испытания кабелей, а также расширение функциональных возможностей.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в повышении достоверности и ускорении процесса тестирования
кабеля, а также в осуществлении возможности добавления в набор тестируемых кабелей других кабелей, без изменения аппаратной части устройства.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве тестирования кабелей, содержащем блок сдвигающих регистров, блок микроконтроллеров и блок связи с ПК, блок микроконтроллеров выполнен в виде четырех микроконтроллеров, блок сдвигающих регистров выполнен в виде трех сдвигающих регистров, блок связи выполнен в виде микросхемы интерфейсов. При этом выход блока микроконтроллеров соединен со входом блока сдвигающих регистров, второй выход блока микроконтроллеров соединен со входом блока связи с ПК, вход блока микроконтроллеров соединен с выходом блока связи с ПК. Второй вход и третий выход блока микроконтроллеров и выход блока сдвигающих регистров соединены с тестируемым кабелем. Второй вход и второй выход блока связи с ПК соединены с персональным компьютером. Блок микроконтроллеров выполнен в виде четырех микроконтроллеров, связанных между собой при помощи последовательного интерфейса. Блок сдвигающих резисторов выполнен в виде трех сдвигающих регистров, связанных с одним из микроконтроллеров.
Таким образом, повышение достоверности контроля, ускорение процесса проверки и появившаяся возможность определять, какие жилы кабеля разорваны или замкнулись, а также возможность добавления в набор тестируемых кабелей других кабелей, без изменения аппаратной части устройства - достигается за счет изменения схемы устройства путем применения в ней новых элементов и новых связей. В устройстве используются перепрограммируемые микроконтроллеры, которые можно перепрограммировать в любой момент времени. Таким образом, при появлении нового кабеля, можно осуществить его тестирование путем добавления информации об этом кабеле в программу тестирования кабелей. Появляется возможность проведения испытаний, тестирования не только для заранее определенных кабелей, но и для новых, появившихся после изготовления устройства тестирования кабелей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена структурная схема устройства тестирования кабелей. На фиг.2 представлена расширенная структурная схема устройства тестирования кабелей.
В состав устройства тестирования кабелей входят:
Блок сдвигающих регистров - 1 и входящие в состав блока регистры сдвиговые - 1.1, 1.2, 1.3;
Блок микроконтроллеров (БМК) - 2 и входящие в состав блока микроконтроллеры - 2.1, 2.2, 2.3, 2.4;
Блок связи - 3.
Устройство тестирования кабелей входит в состав стенда тестирования кабелей. Весь стенд тестирования кабелей состоит из устройства тестирования кабелей с разъемами для тестируемых кабелей и персонального компьютера с программой тестирования кабелей. Устройство представляет собой печатную плату в корпусе. На печатной плате расположена основная часть элементов устройства. Компьютер связывается с устройством по СОМ-порту посредством блока связи 3. Программа может работать на любом IBM-совместимом компьютере с установленной операционной системой Windows XP и необходимыми библиотеками, оснащенным СОМ-портом. Информация о тестируемых кабелях храниться в компьютерной программе, за счет этого возможно добавление возможности тестирования новых кабелей без каких-либо изменений в устройстве тестирования кабелей, за счет использования новых версий программы. Ограничениями на новые кабели являются наличие соответствующих разъемов на устройстве тестирования кабелей, а также электрическая совместимость кабеля с устройством тестирования кабелей. На данный момент предусмотрена возможность тестирования двадцати двух типов кабелей.
Устройство работает следующим образом.
Питание подается из сети переменного тока 220В, 50 Гц на блок питания устройства тестирования кабелей, который снабжает устройство постоянным током +5В.
Подача напряжения питания производится включением переключателей, при этом загорается единичный индикатор. Устройство тестирования кабелей подключается к СОМ-порту компьютера. Включается компьютер. После включения устройства тестирования кабелей в сеть переменного тока 220В, 50 Гц и включения переключателя, необходимо замкнуть определенные контакты, а остальные контакты переключателей разомкнуть. Запустить программу тестирования кабелей на компьютере и указать номер СОМ-порта компьютера, к которому подключено устройство. Нажать кнопку на устройстве тестирования кабелей на время не менее одной секунды и отжать. Вставить тестируемый кабель в соответствующие разъемы устройства тестирования кабелей. Никакие другие тестируемые кабели в устройство тестирования кабелей вставлены быть не должны. Выбрать наименование тестируемого кабеля во всплывающем списке, затем выбрать пункт «Тестирование» во всплывающем меню «Выполнить». Дождаться окончания тестирования. В левой части таблицы будет выведен правильный монтаж кабеля. Если кабель изготовлен правильно, то на мониторе персонального компьютера будет выведено сообщение «Кабель изготовлен правильно!». Если кабель изготовлен не правильно, то на мониторе персонального компьютера будет выведено сообщение «Кабель изготовлен не правильно!», и в правой части таблицы будут выведены ошибки
монтажа кабеля. Если в процессе повторного тестирования каких-либо жил кабеля получены результаты, отличающиеся от результатов первого тестирования, то будет дополнительно выведено сообщение «Не стабильные результаты тестирования!». Если работа была нарушена, то вместо сообщения «Кабель изготовлен правильно!» или «Кабель изготовлен не правильно!», будет выведено сообщение об ошибке.
Для тестирования еще одного кабеля необходимо вынуть из устройства протестированный кабель и вернуться к осуществлению рабочих действий.
Для повторения тестирования текущего кабеля необходимо выполнить действия, начиная с нажатия кнопки на время не менее одной секунды и ее отпускания. В случае необходимости надо проверить, хорошо ли вставлен тестируемый кабель в разъемы устройства тестирования кабелей, затем вернуться к операции выбора наименования тестируемого кабеля во всплывающем списке.
Для завершения работы с устройством необходимо последовательно вынуть протестированный кабель из устройства, выключить переключатель, выключить устройство тестирования кабелей из сети переменного тока. После выключения компьютера можно отключить устройство от СОМ-порта компьютера.
Рассмотрим процесс работы на примере конкретного выполнения для тестирования двухразъемных и трехразъемных кабелей. Одну группу разъемов будем называть массивом разъемов X1, так как контакты этих разъемов соединены параллельно. Несколько разъемов в массиве разъемов X1 необходимо для того, чтобы устройство могло тестировать кабели с разными разъемами без использования переходников. Аналогично вторую группу разъемов будем называть массивом разъемов Х2, и третью группу разъемов будем называть массивом разъемов Х3.
Тестирование кабеля производится тестом сдвига логической единицы на фоне остальных логических нулей. Для этого последовательно подается высокий уровень на контакты первого X1 массива разъемов устройства тестирования кабелей и проверяются уровни напряжений на втором Х2 массиве разъемов (для трехразъемного кабеля высокий уровень подается на первый X1 и второй Х2 массивы разъемов, а проверяются второй Х2 и третий Х3 массивы разъемов).
Выдача высокого уровня на первый X1 массив разъемов устройства тестирования кабелей, подключенный к блоку сдвиговых регистров 2, осуществляется путем записи нуля в соответствующую ячейку одного из сдвиговых регистров и единицы во все остальные ячейки. Все информационные контакты регистра подключены к напряжению +5В через 2 кОм резистор. На всех контактах, в связанных с которыми ячейках сдвигового регистра записана единица, это напряжение заземляется через сам сдвиговый регистр 1.1,
1.2, 1.3. За счет того, что выводы блока микроконтроллеров 2 заземлены 10 кОм резисторами, напряжения на входе блока микроконтроллеров 2 достаточно для уверенного приема. С третьего разъема информация только считывается, все выводы микроконтроллеров 2.1, 2.2, подключенных к нему, всегда работают на прием. Второй разъем также подключен к микроконтроллерам 2.3, 2.4. Все выводы микроконтроллеров, подключенных ко второму разъему, настроены на прием, за исключением того вывода, который в данный момент выдает напряжение. Второй разъем используется только при тестировании трехразъемных кабелей. Тестирование кабеля производится не менее двух раз. При этом необходимо, чтобы результаты первого и второго тестирований полностью совпали. Если результаты первого и второго тестирования не совпали, то кабель будет повторно тестироваться до тех пор, пока результаты последнего и предпоследнего тестирования не совпадут. Пользователю будет выдано сообщение о нестабильных результатах тестирования в том случае, если результаты первого и второго тестирований не совпали. Результирующими считаются результаты, полученные при последнем тестировании.
Если устройство подключено к компьютеру и к напряжению питания, возможна автоматическая работа устройства под управлением компьютерной программы. Для этого необходимо включить соответствующие переключатели, остальные переключатели необходимо выключить. По единичным индикаторам можно следить за работой устройства. На них представлено значение последнего принятого от компьютера байта. Если это значение постоянно меняется, то это говорит о правильной работе устройства. При возникновении каких-либо неполадок, необходимо нажать и отжать кнопку, это приведет к перезапуску микроконтроллеров.
В устройстве предусмотрена возможность программировать микроконтроллеры при помощи компьютера. Для этого необходимо подключить устройство к программатору ICD2 и запустить программу Mplab на компьютере. Этот режим необходим только для программирования микроконтроллеров устройства тестирования кабелей и применяется для настройки устройства, устранения неполадок, а также для модернизации алгоритма работы устройства.
Переключатели необходимо включать для программирования каждого микроконтроллера 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 согласно определенной зависимости. При этом должны быть замкнуты определенные контакты переключателей, остальные контакты переключателей должны быть разомкнуты, кнопка отжата, устройство должно быть подключено к сети переменного тока 220В, 50 Гц. Микроконтроллеры 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 программируются отдельно, в каждый программируется своя программа.