一 ، تجزیه و تحلیل نیاز: عملکردهای دستگاه و سناریوهای کاربر را روشن کنید
وظیفه اصلی سفارشی سازی LCD تقسیم بندی شده ، تعریف دقیق مرزهای عملکردی دستگاه و الزامات تعامل کاربر است. در این مرحله ، باید به سه سؤال اصلی پاسخ داده شود: دستگاه برای نمایش چه اطلاعاتی نیاز دارد؟ کاربران چگونه این اطلاعات را تفسیر می کنند؟ آیا محتوای نمایش داده شده مطابق با استانداردهای صنعت است؟
تعریف مرزی عملکردی
با استفاده از کنترلرهای دمای صنعتی به عنوان نمونه ، عملکردهای اصلی آنها شامل تنظیم دما ، نمایش دمای زمان واقعی- واقعی ، حالت کار (خنک کننده/گرمایش) و هشدار گسل است. بنابراین ، بخش LCD باید حداقل عناصر صفحه نمایش زیر را شامل شود:
صفحه نمایش 4 رقمی (مقدار دما ، دامنه -50 درجه 150 درجه) ؛
2 چراغ نشانگر وضعیت (حالت عمل ، وضعیت گسل) ؛
1 واحد نماد (تعویض بین درجه /℉).
منطق تعامل کاربر
کاربران باید با فشار دادن دکمه ها به سرعت به اطلاعات اصلی دسترسی پیدا کنند. به عنوان مثال ، یک تولید کننده تجهیزات پزشکی اشباع اکسیژن خون (SPO ₂) را به عنوان منطقه نمایش اصلی (3 رقمی) و ضربان پالس (PR) به عنوان منطقه نمایش ثانویه (2 رقمی) هنگام تنظیم کد قطعه LCD یک اکسیومتر پالس تنظیم می کند و با چشمک زدن هشدارهای کم خون اکسیژن ، کارآیی عملیاتی کادر پزشکی را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.
رعایت استانداردهای صنعت
تجهیزات پزشکی باید مطابق با استاندارد ایمنی IEC 60601- 1 باشد ، و محتوای صفحه نمایش LCD کد بخش باید شامل اطلاعات اجباری مانند نمادهای واحد و آستانه زنگ باشد. داشبورد اتومبیل باید برای اطمینان از خوانایی در محیط های قوی یا شبانه روز ، نیازهای نمایش بصری وسیله نقلیه جاده ای ISO 15008 را برآورده کند. یک سازنده خاص الکترونیک خودرو نتوانست واحد سرعت "km/h" را در کد قطعه LCD علامت گذاری کند و در نتیجه این محصول از صدور گواهینامه علامت الکترونیکی عبور نمی کند و تا 3 ماه چرخه بازار را به تأخیر می اندازد.
2 ، نمایش برنامه ریزی محتوا: از معماری اطلاعات گرفته تا طراحی بصری
پس از روشن شدن الزامات ، لازم است که نیازهای عملکردی را به یک معماری محتوای نمایشگر قابل ترجمه ترجمه کنید. این مرحله نیاز به در نظر گرفتن چگالی اطلاعات ، خوانایی و محدودیت های سخت افزاری دارد.
بخش سلسله مراتب اطلاعات
اتخاذ یک معماری سطح سه- "اطلاعات اصلی+اطلاعات ثانویه+سریع وضعیت":
اطلاعات اصلی: داده های اصلی که کاربران بیش از همه نگران آنها هستند (مانند دما و سرعت) بیش از 50 ٪ از منطقه نمایش را اشغال می کنند.
اطلاعات ثانویه: داده های کمکی (مانند مقادیر تنظیم شده و واحدها) ، 20 ٪ تا 30 ٪ را اشغال می کند.
سریع وضعیت: حالت عملیاتی ، سیگنال زنگ هشدار و غیره ، از طریق نمادها یا چراغ های نشانگر حاصل می شود.
یک سازنده مبدل فرکانس خاص این معماری را اتخاذ می کند و فرکانس خروجی (اطلاعات اصلی) را به عنوان یک شماره 4 رقمی و فرکانس تنظیم شده (اطلاعات ثانویه) به عنوان یک شماره 3 رقمی تنظیم می کند. وضعیت عملیاتی (رو به جلو/معکوس/گسل) توسط سه چراغ نشانگر LED متمایز می شود و میزان خطای عملکرد کاربر را 60 ٪ کاهش می دهد.
طراحی شخصیت و نماد
انتخاب کاراکتر: اولویت بندی با استفاده از استاندارد 7 - شخصیت های صفحه نمایش دیجیتال (0- 9 ، AF) برای جلوگیری از افزایش پیچیدگی درایور ناشی از کاراکترهای سفارشی. یک تولید کننده خاص در خانه هوشمند باید به دلیل استفاده از شخصیت های غیر استاندارد "درجه" ، یک الگوریتم تولید کاراکتر اضافی را توسعه داده و چرخه توسعه را تا 2 هفته افزایش دهد.
ساده سازی آیکون: آیکون های پیچیده را در ترکیبات چند قطعه قلم جدا کنید. به عنوان مثال ، نماد سطح باتری می تواند از 5 بخش قلم افقی تشکیل شود ، که نشان دهنده سطح باتری با روشن کردن تعداد مختلف بخش قلم (20 ٪/40 ٪/60 ٪/80 ٪/100 ٪) است.
استراتژی نمایش پویا
نمایشگر نورد: مناسب برای متن طولانی (مانند مدل دستگاه ، کد خطا). یک سازنده تجهیزات خاص شبکه از کد LCD Segment Code برای پیمایش آدرس های MAC استفاده می کند و باعث صرفه جویی در 30 ٪ از فضای منطقه نمایش می شود.
فوری سریع: برای هشدار یا تعویض وضعیت استفاده می شود. در تجهیزات پزشکی ، زنگ اکسیژن خون پایین از طریق چشمک زن دیجیتالی (فرکانس 2Hz) در منطقه اصلی نمایشگر حاصل می شود که از وزوزهای سنتی بصری تر است.
3 ، سازگاری سخت افزار: مدل LCD بخش مناسب و طرح درایور را انتخاب کنید
نمایش برنامه ریزی محتوا باید عملکرد سخت افزار را مطابقت دهد ، در غیر این صورت ممکن است منجر به ناهنجاری های نمایش یا افزایش هزینه شود.
کد بخش انتخاب مدل LCD
تعداد سکته مغزی: تعداد مورد نیاز سکته مغزی را بر اساس محتوای نمایش داده شده محاسبه کنید. به عنوان مثال ، نمایش "12.34 درجه" به 4 رقم+1 نقطه اعشاری +1 نماد واحد ، در مجموع 5 × 7 (بخش قلم دیجیتال) +1} (نقطه اعشاری) +1 (واحد)=37}} صفحات قلم نیاز دارد. مدل هایی با 40 یا بیشتر بخش قلم باید انتخاب شوند.
چشم انداز: تجهیزات صنعتی معمولاً چشم انداز 12:00 یا 6:00 را انتخاب می کنند (رو به رو یا نگاه کردن) ، در حالی که دستگاه های الکترونیکی مصرفی می توانند یک چشم انداز 3:00 یا 9:00 (نمای جانبی) را انتخاب کنند.
دامنه دما: الکترونیک خودرو به دامنه دما گسترده -40 درجه 85 درجه نیاز دارد ، در حالی که تجهیزات پزشکی باید دمای اتاق 0 درجه ~ درجه را برآورده کنند.
طراحی طرح درایو
درایو مستقیم: مناسب برای نمایشگرهای ساده با بخش های قلم کمتر از یا مساوی 16 ، که مستقیماً از طریق MCU GPIO کنترل می شود. یک سازنده خاص در مقیاس الکترونیکی از 8 GPIO STM32 برای رانندگی کد قطعه قطعه قطعه LCD استفاده می کند ، که دارای هزینه کم اما مقیاس پذیری ضعیف است.
تراشه تخصصی درایور: هنگامی که تعداد بخش های قلم از 16 بیشتر است ، یک تراشه راننده (مانند HT1621 ، PCF8576) لازم است. یک سازنده ابزار صنعتی خاص از HT1621 برای رانندگی کد قطعه قطعه قطعه LCD استفاده می کند ، که فقط به 3 اتوبوس C I نیاز دارد و 70 ٪ از منابع MCU را پس انداز می کند.
4 ، توسعه درایور نرم افزار: تحقق تعامل بین محتوای نمایش و سخت افزار
درایورهای نرم افزاری پل بین محتوای نمایش و سخت افزار هستند و نیاز به حل سه مشکل اساسی دارند: نقشه برداری کاراکتر ، تازه سازی پویا و مدیریت انرژی کم {0}.
توسعه جدول نقشه برداری شخصیت
کد ASCII یا کاراکترهای سفارشی را به سیگنال های کنترل قطعه برای بخش LCD تبدیل کنید. به عنوان مثال ، برای نمایش شماره "8" ، تمام 7 قطعه قلم (A {3 {3} g) نیاز به روشن شدن دارند
الگوریتم تازه سازی پویا
اتخاذ فن آوری "زمان -} تقسیم بندی" برای کاهش مصرف برق. به عنوان مثال ، یک سازنده کنتور آب هوشمند صفحه نمایش را به چهار منطقه تقسیم می کند ، با فاصله ای از 100ms برای هر منطقه ، و میزان مصرف برق را از 5mA به 1.2mA کاهش می دهد.
حالت کم مصرف
نور پس زمینه LCD را خاموش کنید یا حالت ذخیره - را وارد کنید وقتی دستگاه در حالت خواب است. تولید کننده یک سنسور شبکه خاص ، روشنایی پس زمینه را از طریق خروجی PWM MCU کنترل می کند. هنگامی که در حالت خواب است ، روشنایی نور پس زمینه به 10 ٪ کاهش می یابد و مصرف برق 80 ٪ کاهش می یابد.
5 ، تأیید آزمون: اطمینان حاصل کنید که محتوای نمایش داده شده نیازهای طراحی را برآورده می کند
آزمایش مرحله نهایی سفارشی سازی کد بخش LCD ، پوشش آزمایش عملکردی ، آزمایش محیط زیست و تست قابلیت اطمینان است.
تست عملکردی
دقت نمایش: تأیید کنید که همه شخصیت ها ، نمادها و جلوه های پویا به درستی نمایش داده می شوند. یک سازنده ابزار خاص خودرو ، تأیید 100 ترکیب صفحه نمایش را در طی 1 دقیقه از طریق اسکریپت های تست خودکار انجام داد.
پاسخ تعاملی: پیوند بین عملیات کلیدی و محتوای نمایش داده شده را آزمایش کنید. تجهیزات پزشکی باید اطمینان حاصل کنند که تأخیر به روزرسانی محتوای نمایش پس از فشار دادن دکمه کمتر از 200 میلی متر است.
تست محیط
تست دما: وضوح نمایش را در محدوده -40 درجه تا 85 درجه تأیید کنید. یک سازنده خاص تجهیزات هوافضا از طریق اتاق های تست دمای بالا و پایین کشف کرد که کد قطعه آن LCD نمایش شبح نمایش را در درجه -30 نشان می دهد. این مسئله با بهینه سازی مواد LCD برطرف شد.
آزمایش رطوبت: مقاومت در برابر خوردگی را در یک محیط 95 ٪ RH بررسی کنید. یک سازنده ابزار شیمیایی خاص از طریق آزمایش اسپری نمکی دریافت که کد قطعه LCD بدون اسپری سه رنگ اثبات شده در طی 48 ساعت خوردگی الکترود را نشان می دهد. پس از بهینه سازی ، آزمون غیر خوردگی 168 ساعته را پشت سر گذاشت.
تست قابلیت اطمینان
تست زندگی: برای تأیید ثبات تراشه راننده ، 100000 بار دستگاه را به طور مداوم روشن و خاموش کنید. یک سازنده تجهیزات صنعتی خاص از طریق این آزمایش دریافت که تراشه راننده آن پس از 50000 چرخه چشمک می زند و در نهایت با تعویض مدل تراشه مشکل را حل می کند.
آزمایش ارتعاش: محیط ارتعاش را در حین حمل و نقل یا بهره برداری تجهیزات شبیه سازی کنید. الکترونیک خودرو باید استاندارد ارتعاش ISO 16750-3 را رعایت کند تا اطمینان حاصل شود که کد قطعه LCD هیچ ناهنجاری در فرکانس های لرزش از 10 هرتز تا 500 هرتز نشان نمی دهد.
6 ، مورد تمرین صنعت: راه حل های سفارشی برای تجهیزات پزشکی و کنترل صنعتی
مورد 1: توسعه کد بخش LCD برای اکسیمتر درجه پزشکی
مورد نیاز: نمایش SPO ₂ (3 رقمی) ، PR (2 رقمی) ، زنگ اکسیژن خون پایین (چشمک زن) ، سطح باتری (نماد).
سخت افزار: 64 قطعه قطعه کد LCD (شامل 10 نماد سفارشی) را با تراشه درایور HT1621 انتخاب کنید.
نرم افزار: الگوریتم Refresh Dynamic را توسعه دهید ، به روزرسانی DATA SPO ₂ (هر 200 متر را تازه کنید) و داده های PR را در هر 500ms تازه کنید.
تست: آزمون ایمنی پزشکی IEC 60601-1 را پشت سر گذاشت و محتوای نمایش داده شده هنوز هم می تواند تحت نور قوی (100000lux) خوانده شود.
مورد 2: توسعه بخش بخش مبدل فرکانس صنعتی LCD
مورد نیاز: نمایش فرکانس خروجی (4 رقمی) ، تنظیم فرکانس (3 رقمی) و وضعیت عملیاتی (رو به جلو/معکوس/گسل).
سخت افزار: 80 قطعه قطعه کد LCD را انتخاب کنید و از PCF8576 (رابط I ² C) به عنوان طرح رانندگی استفاده کنید.
نرم افزار: نمایشگر پیمایش کدهای گسل (پیمایش یک رقم هر 2 ثانیه) را برای کاهش نرخ سوءاستفاده کاربر اجرا کنید.
تست: گذشت ISO 15008 تست نمایش بصری وسیله نقلیه جاده ای ، با کنتراست صفحه نمایش بیشتر از یا مساوی با 5: 1 (در محیط نور قوی).
