打印机墨盒模拟测试系统的开发
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1打 印 机 墨 盒 模 拟 测 试 系 统 的 开 发1、 背 景 介 绍作为打印机核心部件的墨盒, 虽然相比打印机整体来说微不足道, 但是它的 技术含量却直接影响到打印效果的优劣。 因此墨盒的发展也经历了 3 次优化。 从 最初的多种颜色整合到一个墨盒中, 实现多色一体的打印过程。 由于打印任务的 不同, 墨盒中各个颜色的使用情况也不一样, 致使有的颜色已经全部用完而有些 颜色则几乎没用过, 但是某个颜色被用完就预示着整个墨盒的报废, 造成资源的 极大浪费。 为了提高墨盒利用率, 出现了第二次转变即黑墨和彩墨采用分离的结 构。 由于大部分打印都是采用黑白打印, 所以单独出来的黑色墨盒极大的节省了 资源, 使得墨盒得到充分利用。 但是彩色墨盒依然存在严重的浪费, 随之过渡到 单色分离的结构。 可以看出每次墨盒技术的更新都是为了提高墨盒的利用率, 节 约资源。 现在的墨盒属于高度集成的技术产品, 但是制造商为了增加效益, 对墨 盒进行加密处理, 使墨盒成为一次性消耗品, 严重妨碍墨盒的回收利用。 总之打 印机墨盒每次技术的革新都只有一个目标: 使墨盒得到充分的利用。 打印机墨盒 测试这一理念正是迎合了墨盒技术的发展趋势。2、 研 究 现 状随着信息技术的高速发展, 打印数量不断增加, 打印成本随之增加, 这就推 动了墨盒测试技术的发展。 目前对于旧式一体式墨盒的测试技术较为成熟。 国内 采用分布测试方法, 即将墨盒拆分后, 分别测试内部器件的性能。 这种测试方法 极大地降低了测试效率, 费时费力, 不能满足客户需求。 相比国内技术, 国外普 遍采用总体测试。 将墨盒放在设计好的总体测试设备上, 通过技术人员操作设备 来检测墨盒内部功能, 节省了工时提高了效率。 但这种方法依然存在缺陷, 人为 干涉太多,不能实现自动测试功能。对于新一代的一体式墨盒, 技术更加成熟, 打印质量也大大提高, 但是由于 墨盒都要进行加密处理, 因此国内对墨盒测试系统的开发仍处在摸索阶段。 经过 相关人士的不断实验, 发现测试墨盒的关键在于测试墨盒芯片中的数据, 墨盒芯 片包含了墨量、可打印次数等墨盒信息,这为墨盒测试技术的发展提供了方向。23、 课 题 研 究 内 容本课题通过对打印机墨盒工作原理的了解, 以及基于虚拟仪器的软件设计开 发平台的研究,开发一套基于虚拟仪器的打印机墨盒模拟测试系统。3.1 研究墨盒工作原理 墨盒采用集成电路,可以高精度的将信号传递给喷嘴,喷嘴内的加热电阻,在 3 秒内快速加热到 300 , 使 喷 嘴 底 部 的 液 态 油 墨 汽 化 并 形 成 气 泡 , 该 蒸 汽 膜 使墨水盒加热电阻隔离, 避免将喷嘴内全部墨水加热 。 加热信号消失后, 加热表 面开始降温, 但残留的余热促使气泡在 8 微秒内迅速膨胀到最大, 由此产生的压 力压迫一定量的墨滴克服表面张力快速挤压出喷嘴。 随着温度继续下降, 气泡开 始呈收缩状。 喷嘴前段的墨滴被挤压而喷出, 后端因墨水的收缩使墨滴开始分离, 气泡消失后墨水滴与与喷嘴内的墨水完全分开, 完成一个喷墨过程。 打印机墨盒 中还包含了微压打印技术、双压电技术等。3.2 学习虚拟仪器 虚拟技术、 计算机通信技术与网络技术是信息技术最重要的组成部分, 它们被称为 21 世纪科学技术中的三大核心技术,作为虚拟技术的重要组成部分 虚拟仪器是目前各国研究的热点之一。 LabVIEW 是目前应用最广的虚拟仪器开 发 软 件 。 它 利 用 图 形 化 的 程 序 语 言 , 不 需 要 编 写 庞 大 、 繁 琐 的 文 本 程 序 , 而 且 LabVIEW 通 过 数 据 流 进 行 数 据 的 传 递 , 这 种 传 递 方 式 对 发 现 程 序 中 的 错 误 有 很 大帮助。 LabVIEW 还提供了大量程序范例,有利于用户快速开发程序。3.3 通 过 学 习 , 通 过 设 计 LabVIEW 界 面 , 实 现 获 取 数 据 、 发 送 数 据 、 处 理 数据、 保存数据功能。 根据打印机墨盒原理, 用单片机系统模拟墨盒, 实现数据 的传输。图 4-1 软 件 设 计 总 体 框 图LabVIEW 界面 串口通信 主机 从机31、2、3、4、 4.2.1 串口配置整 体 框 图4、 技 术 路 线4.1 LabVIEW是 一 种 程 序 开 发 环 境 , 由 美 国 国 家 仪 器 (NI)公 司 研 制 开 发 , 类似于 C和 BASIC开发环境 , 但是 LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是 :其他 计算 机 语 言 都 是 采 用 基 于 文 本 的 语 言 产 生 代 码 , 而 LabVIEW使 用 的 是 图 形 化 编 辑 语 言 G编 写 程 序 , 产 生 的 程 序 是 框 图 的 形 式 。 LabVIEW软 件 是 NI设 计 平 台 的 核 心 , 也 是 开 发 测 量 或 控 制 系 统 的 理 想 选 择 。 将 LabVIEW运 用 到 墨 盒 测 试 系 统 中 , 极 大 的 节 省 了 开 发 费 用 和 开 发 周 期 。 相 比 真 实 的 测 试 系 统 , LabVIEW使 用 更加灵活,且功能更加多样。4.2 采用ST C单片机系统模拟墨盒功能, 可以省去与打印的连接, 使系统更 加 轻 巧 , 只 要 有 PC机 和 单 片 机 系 统 就 可 以 进 行 模 拟 墨 盒 的 测 试 , 不 受 其 他 条 件 影响。PC 机串口配置数 据 库连接数据发送数据检测数据存储LabVIEW主 单 片 机 从 单 片 机单片机系统45、 关 键 技 术 介 绍LabVIEW 界面的设计若要通过 LabVIEW 界面实现预期功能要求, 就必须建立 VI。 由于实现功能 较 多 , 编 写 一 个 整 体 大 程 序 会 给 设 计 带 来 不 便 , 因 此 采 用 模 块 设 计 , 通 过 子 VI 之 间 的 连 接 , 实 现 整 体 功 能 需 求 。 LabVIEW 的 核 心 是 数 据 流 , 输 入 控 件 和 显 示 控件中间的连线就表明了数据是由输入控件流动到显示控件。 输入控件表明数据 的 “来源 ”, 显示控件则是数据流动的 “目的地 ”。 与物理现象中的 “流动 ”不同的是, 流动后, 输入控件的数据并没有消失, 而显示控件的数据被冲掉, 变成新的数据。利用单片机模拟墨盒是通过单片机之间的通信协议进行数据的传输。 因此选 择合适的通信协议才能模拟墨盒的功能。6、 要 解 决 的 技 术 问 题6.1 LabVIEW 界面如何获取数据。6.2 LabVIEW 界面如何发生数据。6.3 LabVIEW 界面如何处理数据和保存数据。6.4 选择合适的通信协议来是实现单片机系统对墨盒的模拟功能。7、 日 程 安 排序 号 各 阶 段 名 称 起 止 日 期1 调 研 、 开 题 报 告 、 外 文 翻 译 2015 年 12 月 15 日 2016 年 2 月 27 日2 系 统 设 计 方 案 总 体 报 告 2016 年 2 月 29 日 2016 年 3 月 18 日3 原 理 图 绘 制 及 PCB图 绘 制 2016 年 3 月 19 日 2016 年 4 月 16 日4 LabVIEW和 程 序 的 编 写 和 系 统 调 试 2016 年 4 月 17 日 2016 年 4 月 30 日5 写 论 文 2016 年 5 月 1 日 2016 年 5 月 20 日58、 参 考 文 献1 KALKMANCJ. 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