一, Principiu tehnic: Caracteristicile de afișare și baza partajată a ecranului codului de segment
Ecranul cu cod segmentat se afișează prin conducerea moleculelor de cristale lichide pentru a se devia prin electrozi, iar structura sa de bază include sticlă ITO, strat de cristale lichide, polarizator și circuit de comandă. Fiecare segment de afișare corespunde unui electrod independent, iar transparența este controlată de tensiunea AC. Acest design acceptă în mod natural partajarea mai multor dispozitive:
Independența conținutului afișajului: cerințele de afișare ale diferitelor dispozitive pot fi controlate de software pentru a realiza diferite combinații de electrozi, de exemplu, dispozitivul A afișează valorile temperaturii, dispozitivul B afișează pictograme de stare și cele două nu interferează unul cu celălalt.
Compatibilitate cu semnalul driverului: Cipurile driverului de ecran cu cod de segment (cum ar fi HT1621) acceptă adresarea cu mai multe adrese și pot realiza controlul mai multor gazde prin I²C sau magistrala SPI. De exemplu, RAM de 32 × 4 biți a HT1621 poate fi alocată unor dispozitive diferite, fiecare dispozitiv ocupând o zonă de memorie independentă.
Funcție de consum redus de energie: consumul de energie de afișare static al ecranului cu codul de segment este de numai 10 μ A, iar creșterea consumului total de energie este limitată atunci când sunt partajate mai multe dispozitive, făcându-l potrivit pentru scenariile alimentate cu baterie.
2, Design hardware: arhitectură cheie pentru partajarea mai multor dispozitive
1. Tehnologia de reutilizare a autobuzelor
Extindere magistrală I²C: utilizați multiplexere I²C, cum ar fi PCA9548A, pentru a extinde o singură magistrală I²C în 8 canale independente. De exemplu, în sistemele de casă inteligentă, aparatele de aer condiționat, umidificatoarele și purificatoarele de aer pot controla același ecran de cod de segment prin canale diferite pentru a afișa starea lor de funcționare respectivă.
Multiplexare în timp-diviziune a magistralei SPI: mai multe dispozitive partajează magistrala SPI prin semnale de selecție a cipului (CS). De exemplu, într-un dulap de control industrial, PLC, HMI și controlerul de temperatură pot ocupa, pe rând, magistrala SPI pentru a actualiza conținutul afișajului de pe ecranul codului de segment.
2. Optimizarea managementului energiei
Controlul dinamic al sursei de alimentare: Comutatoarele electronice (cum ar fi cipurile 4066) sunt folosite pentru a obține izolarea puterii la nivel de dispozitiv. Când dispozitivul A trebuie să fie afișat, închideți canalul de control al acestuia și deconectați celelalte canale ale dispozitivului pentru a evita interferența semnalului. De exemplu, într-un grup de monitoare medicale, monitoarele de la diferite paturi schimbă permisiunile de afișare prin intermediul cipul 4066 pentru a asigura securitatea datelor.
Modul de așteptare cu consum redus: cipul de driver pentru ecranul cu cod de segment acceptă modul de repaus, iar dispozitivele inactive pot intra într-o stare de consum redus-. De exemplu, curentul de repaus al HT1621 este de numai 1 μA, iar consumul total de energie este controlabil atunci când sunt partajate mai multe dispozitive.
3. Adaptarea structurii mecanice
Design standardizat al interfeței: firele flexibile FPC sau benzile adezive conductoare sunt utilizate pentru a conecta ecranul și echipamentele cu cod de segment, iar conectarea și deconectarea rapidă se realizează prin interfețe standardizate (cum ar fi prize FPC cu 20Pin). De exemplu, într-un cluster de contoare inteligente, diferite modele de contoare pot fi conectate la ecranul de cod de segment printr-o interfață unificată pentru a reduce costurile de întreținere.
Design anti interferență: în scenariile în care mai multe dispozitive sunt implementate dens (cum ar fi dulapurile centrelor de date), este necesar să se adauge un strat de ecranare între ecranul codului de segment și dispozitive pentru a preveni interferențele electromagnetice (EMI). De exemplu, folosirea unei carcase metalice pentru a înfășura ecranul de cod de segment și eliminarea electricității statice printr-un fir de împământare.
3, Adaptare software: logica de bază a colaborării cu mai multe dispozitive
1. Optimizarea protocolului de comunicare
Protocol cadru personalizat: proiectați cadre de comunicare care includ ID-uri de dispozitiv, zone de afișare și conținut de date pentru a vă asigura că datele de pe mai multe dispozitive nu intră în conflict. De exemplu, structura cadrului este definită ca [ID dispozitiv] [zonă de afișare] [lungimea datelor] [date de afișare] [sumă de verificare], iar dispozitivul analizează doar datele corespunzătoare propriului său ID.
Programare dinamică a priorităților: atribuiți priorități de afișare în funcție de importanța dispozitivului. De exemplu, în sistemele de control al roboților industriali, controlerul principal afișează cea mai mare prioritate, iar semnalele de oprire de urgență pot anticipa resursele de afișare ale altor dispozitive.
2. Afișați alocarea dinamică a conținutului
Tehnologia de mapare a memoriei: Împărțiți memoria RAM a cipului driverului de ecran cu cod de segment în mai multe zone independente, fiecare dispozitiv corespunzător unei zone fixe. De exemplu, RAM de 128 de biți a HT1621 poate fi alocată dispozitivului A (0-31 biți), dispozitivului B (32-63 biți) și dispozitivului C (64-95 biți), biții rămași servind ca zonă comună.
Strat de afișare virtuală: prin suprapunerea conținutului de afișare a mai multor dispozitive prin intermediul software-ului, se realizează afișarea compozită. De exemplu, în dispozitivele portabile inteligente, modulul de monitorizare a ritmului cardiac și modulul de numărare a pașilor pot fi suprapuse și afișate pe același ecran de cod de segment.
3. Mecanism de toleranță la erori
Timer Watchdog: monitorizează starea comunicării dispozitivului de monitorizare. Dacă afișajul nu este actualizat după expirarea timpului, se va reseta automat. De exemplu, în panoul de instrumente al vehiculului, dacă unitatea de control al motorului (ECU) nu actualizează afișarea vitezei mai mult de 500 ms, cipul de șofer al ecranului cu codul de segment va afișa valoarea implicită „---”.
Transmiterea redundanței datelor: datele de afișare cheie sunt trimise de mai multe ori pentru a asigura fiabilitatea. De exemplu, în sistemul de monitorizare al unei centrale nucleare, datele de afișare a dozei de radiație trebuie trimise în mod continuu de trei ori, iar afișajul va fi actualizat numai după ce partea de recepție o verifică.
4, Practică în industrie: un caz tipic de partajare pe mai multe dispozitive
1. Câmp de control industrial: Afișaj colaborativ cu mai mulți parametri
O anumită întreprindere chimică adoptă o soluție de ecran de cod de segment partajat, integrând afișarea parametrilor de temperatură, presiune și debit în același modul. Prin tehnologia de extindere a magistralei I²C, PLC-urile, senzorii și dispozitivele HMI actualizează pe rând conținutul afișajului, reducând costurile sistemului cu 40% și reducând latența afișajului la mai puțin de 100 ms.
2. Câmp Smart Home: Gestionarea clusterului de dispozitive
Sistemul de casă inteligentă Xiaomi folosește tehnologia de multiplexare în timp{0}}diviziune a magistralei SPI pentru a obține afișarea partajată a stării dispozitivelor precum aparatele de aer condiționat, purificatoare, umidificatoare etc. Utilizatorii pot comuta dispozitivele de afișare prin aplicația mobilă, iar consumul de energie al ecranului cu codul de segment crește doar cu 0,5 mW, prelungind durata de viață a bateriei la 12 luni.
3. Domeniul echipamente medicale: afișaj de înaltă fiabilitate
Mindray Medical adoptă tehnologia de izolare a comutatoarelor electronice în grupul de monitor pentru a asigura controlul independent al ecranelor cu coduri de segmente pentru monitoare din diferite paturi. Prin controlul dinamic al sursei de alimentare, afișarea altor dispozitive nu este afectată atunci când un singur dispozitiv se defectează, iar MTBF (timpul mediu între defecțiuni) al sistemului este crescut la 50000 de ore.
