一, Technický výber: zhoda so základnými požiadavkami meracích prístrojov
1. Typ zobrazenia zodpovedá parametrom
Efekt zobrazenia segmentovaného LCD je určený typom LCD, jazdnými parametrami a optickým režimom:
Typ LCD: typ TN (twisted nematic typ) má nízku cenu a rýchlu odozvu, vhodný pre jednoduché digitálne zobrazenie; Typ STN (typ super twisted nematic) má vyšší kontrast a podporuje viacriadkové zobrazenie; Typ VATN (vertikálne usporiadaný a zarovnaný) má zorný uhol až 160 stupňov, vďaka čomu je vhodný pre vonkajšie vybavenie. Napríklad, určitá značka elektronickej infúznej pumpy používa obrazovku segmentového kódu typu STN, ktorá môže pri silnom svetle stále jasne zobrazovať rýchlosť infúzie a zostávajúce množstvo.
Parametre pohonu: pracovné napätie (zvyčajne 3,0 V ~ 3,6 V), pracovný cyklus (1/4 ~ 1/32 Duty) a predpätie (1/3 ~ 1/5 BIAS) je potrebné zladiť s hlavným riadiacim čipom. Napríklad pri riadení 4-bitovej obrazovky segmentového kódu pomocou mikrokontroléra STM32F103 je potrebné nakonfigurovať 1/4 Duty a 1/3 BIAS, aby sa predišlo zdvojeniu.
Optické režimy: reflexný (bez podsvietenia, v závislosti od okolitého svetla), polopriehľadný a poloreflexný (podporuje podsvietenie a prepínanie okolitého svetla) a plne transparentný (vyžaduje podsvietenie) je potrebné zvoliť podľa scenára použitia. Napríklad vonkajšie poľnohospodárske senzory používajú polopriehľadné a poloreflexné segmentové kódové obrazovky, ktoré odrážajú slnečné svetlo počas dňa a zapínajú podsvietenie v noci.
2. Prispôsobenie rozhrania a balenia
Priestorové obmedzenia meracích prístrojov vyžadujú vysoko integrované zobrazovacie moduly
Metódy pripojenia: Bežné sú pruhy Zebra (nízke{0}}náklady, jednoduché zostavenie), kovové kolíky (silná odolnosť proti nárazom), COG (Chip On Glass, ultra-tenké balenie). Napríklad ručný spektrálny analyzátor používa obal COG a priamo viaže riadiaci čip na sklenený substrát s hrúbkou iba 1,2 mm.
Rozmery: Prispôsobte sklenený substrát podľa veľkosti otvoru prístrojovej dosky, s minimálnym rozmerom 10 mm × 10 mm. Napríklad určitá miniatúrna elektronická váha dosahuje dokonalú integráciu zobrazovacej plochy a rozloženia tlačidiel prispôsobením segmentovej kódovej obrazovky s rozmermi 20 mm × 40 mm.
Farba a podsvietenie: Monochromatické podsvietenie, ako je napríklad žltá zelená, modrá a šedá, dokáže rozlíšiť rôzne stavy (napríklad normálne/budík), zatiaľ čo podsvietenie RGB podporuje viac{0}}úrovňové varovania. Napríklad priemyselný tlakomer používa červené podsvietenie, ktoré sa automaticky prepne, keď tlak prekročí prahovú hodnotu.
2, Dizajn rozhrania: Od funkčných požiadaviek po vizuálnu prezentáciu
1. Plánovanie informačnej architektúry
Rozhranie displeja meracích prístrojov by malo uprednostňovať prezentáciu kľúčových údajov, aby sa predišlo preťaženiu informáciami:
Hlavná oblasť displeja: Zobrazte hodnoty základných meraní (ako je napätie, teplota, prietok) pomocou veľkých fontov (ako je 7-segmentová výška digitálnej trubice Väčšia alebo rovná 5 mm). Napríklad hlavná zobrazovacia plocha určitého digitálneho multimetra používa 14 mm vysoké číslice na zabezpečenie jasnej čitateľnosti zo vzdialenosti 5 metrov.
Oblasť pomocného displeja: Zobrazovacie jednotky, ikony stavu (napríklad úroveň nabitia batérie, stav komunikácie) alebo šípky trendov. Napríklad určité zariadenie na monitorovanie prostredia zobrazuje jednotky „PM2,5 μg/m ³“ a šípku trendu „↑“ v pomocnej oblasti.
Interaktívna oblasť s výzvami: Pomocou ikon alebo textu vyzývajte používateľov, aby vykonali operáciu (napríklad režim kalibrácie „CAL“, uchovávanie údajov „HOLD“). Napríklad, keď určitý laserový diaľkomer stlačí tlačidlo „Measure“, na displeji sa nakrátko zobrazí výzva „MEASURING“.
2. Vizuálne optimalizačné techniky
Vylepšenie kontrastu: Použitie negatívneho režimu zobrazenia (čierne pozadie s bielym textom) alebo zväčšenie uhla polarizátora na zlepšenie viditeľnosti pri silnom svetle. Napríklad, keď bol na slnečnom svetle namontovaný vodomer namontovaný v aute, kontrast sa zvýšil o 30 % nastavením uhla polarizátora.
Dizajn proti blikaniu: Použite šedý kód na obnovenie zobrazených údajov riadok po riadku, čím sa zníži blikanie okrajov znakov. Napríklad určité elektronické hodiny používajú prevod Gray kódu, aby boli digitálne zmeny plynulejšie pri aktualizácii času.
Dynamická logika zobrazenia: Dynamicky upravte presnosť zobrazenia na základe rozsahu merania. Napríklad teplomer zobrazuje presnosť 0,1 stupňa medzi -10 stupňami a 10 stupňami a presnosť 1 stupeň medzi 10 stupňami a 100 stupňami.
3, Vývoj ovládačov: od hardvérového pripojenia až po implementáciu softvéru
1. Schéma pripojenia hardvéru
Výber MCU: Vyberte si mikrokontrolér s nízkou spotrebou energie a vysokou integráciou (napríklad séria STM32L0) so vstavaným-modulom ovládača LCD, ktorý možno priamo pripojiť k obrazovke kódu segmentu. Napríklad istý inteligentný vodomer používa STM32L051 na ovládanie 3-miestnej obrazovky segmentového kódu cez rozhranie SPI so spotrebou energie iba 5 μA.
Správa napájania: Použite čipy regulátora napätia LDO (napríklad AMS1117-3.3) na zabezpečenie stabilného napätia a pridajte filtračné kondenzátory (napríklad 10 μ F+0.1 μ F) na potlačenie šumu napájania. Napríklad určitý priemyselný tachometer je zapojený paralelne s 100 μF elektrolytickým kondenzátorom na vstupnej strane, aby bol displej stabilnejší.
EMC ochrana: Pridajte magnetické krúžky medzi signálne vedenia a napájacie vedenia a dodržujte princíp „krátke signálne vedenia, široké uzemňovacie vedenia“ v rozložení PCB. Napríklad istý lekársky monitor zlepšil -interferenčnú schopnosť obrazovky kódu segmentu o 20 % optimalizáciou rozloženia PCB.
2. Implementácia softvérového ovládača
Inicializačná konfigurácia: Nastavte parametre ovládača (ako je pracovný cyklus a predpätie) podľa údajového manuálu. Napríklad inicializačný kód pre čip ovládača HT1621 musí byť nakonfigurovaný pomocou BIAS=1/3 a DUTY=1/4.
Dynamický obnovovací algoritmus: pomocou technológie „time{0}}division multiplexing“ aktualizujte viacriadkové zobrazenie. Napríklad určitá 4-ciferná obrazovka segmentového kódu dosiahne zobrazenie bez blikania striedavým obnovovaním COM1~COM4.
Režim nízkej spotreby: Pri nečinnosti vypnite podsvietenie a prejdite do režimu spánku. Napríklad určitá elektronická váha automaticky vypne podsvietenie po 30 sekundách nečinnosti, čím sa zníži spotreba energie z 15 mA na 2 μ A.
4, Optimalizácia prispôsobivosti prostredia: validácia z laboratória na miesto
1. Široký teplotný test
Výber materiálu: Používajú sa širokoteplotné tekuté kryštály (napríklad -30 stupňov ~+85 stupeň) a polarizačné fólie odolné voči nízkym teplotám. Napríklad určité arktické vedecké výskumné zariadenie zabezpečuje normálnu prevádzku v extrémnych prostrediach prispôsobením obrazovky kódu segmentu -40 stupňov ~+85 stupňov.
Test starnutia: Spustite nepretržite 1 000 hodín v prostredí s vysokou teplotou a vysokou vlhkosťou (85 stupňov / 85 % relatívnej vlhkosti), aby ste overili stabilitu displeja. Napríklad po absolvovaní testu starnutia je útlm kontrastu určitej obrazovky kódu na palubnej doske auta iba 5 %.
2. Ochrana proti vibráciám a nárazom
Konštrukčné vystuženie: Naplňte silikónovú penu (ako je PORON 4701-30-2000F) medzi obrazovku a plášť a pridajte kovové upevňovacie konzoly. Napríklad pri vibračnom teste prístrojovej dosky stroja na tunelovanie štítu bol náraz absorbovaný silikónovou penou a nevykazoval žiadnu odchýlku.
Spevnenie kolíkov: Na kovové kolíky sa aplikuje úprava pozlátením a pridá sa ochrana teplom zmršťovacej trubice. Napríklad čapy obrazovky kódu na určitom leteckom prístrojovom paneli sú ošetrené pozlátením, čo zvyšuje ich odolnosť proti korózii trojnásobne.
5, Analýza typického prípadu: Celý proces od dopytu po masovú výrobu
Prípad: Prispôsobenie rozhrania displeja pre určitú značku priemyselného voltmetra
Analýza požiadaviek:
Rozsah zobrazenia: 0~1000V, presnosť 0,1V.
Prispôsobivosť prostrediu: -20 stupňov ~{1}} stupňov, úroveň vibrácií IEC 60068-2-6.
Požiadavka na interakciu: Podpora uchovávania údajov "HOLD" a režimu kalibrácie "CAL".
Riešenie:
Technický výber: Prijatie obrazovky segmentového kódu typu STN (uhol pohľadu 120 stupňov), polopriehľadný a poloreflexný optický režim, balenie COG (hrúbka 1,5 mm).
Dizajn rozhrania:
Hlavná zobrazovacia plocha: 4-ciferná hodnota napätia displeja (veľkosť písma 12 mm).
Oblasť pomocného displeja: zobrazuje jednotku „V“ a stavové ikony („HOLD“ „CAL“).
Oblasť interaktívnej výzvy: Po stlačení tlačidla sa krátko zobrazí názov funkcie.
Vývoj ovládačov:
Pomocou ovládača STM32F103C8T6 komunikujte s čipom HT1621 cez rozhranie SPI.
Algoritmus dynamického obnovovania: Aktualizujte údaje na displeji každých 100 ms, aby ste predišli blikaniu.
Environmentálne testovanie:
Široký teplotný test: cyklický test -20 stupňov ~{1}} stupňov, ktorý ukazuje zoslabenie kontrastu<10%.
Vibračný test: Po vibrácii od 10Hz do 500Hz sa prechodový odpor kolíka zmení o menej ako 0,1 Ω.
Overenie účinku:
Po sériovej výrobe dosiahla výnosnosť 99,5 % a spätná väzba zákazníkov ukázala jasný displej a intuitívne ovládanie.
Prevádzka nepretržite po dobu 6 mesiacov bez akýchkoľvek porúch na severnom stavenisku pri teplote -15 stupňov.
