一 ، تحليل المتطلبات: توضيح وظائف الجهاز وسيناريوهات المستخدم
تتمثل المهمة الأساسية المتمثلة في تخصيص شاشة LCD المجزأة في تحديد الحدود الوظيفية للجهاز ومتطلبات تفاعل المستخدم بدقة. في هذه المرحلة ، يجب الإجابة على ثلاثة أسئلة أساسية: ما هي المعلومات التي يحتاجها الجهاز لعرضها؟ كيف يفسر المستخدمون هذه المعلومات؟ هل يتوافق المحتوى المعروض لمعايير الصناعة؟
تعريف الحدود الوظيفية
مع أخذ وحدات التحكم في درجة الحرارة الصناعية كمثال ، تشمل وظائفها الأساسية إعداد درجة الحرارة ، وعروض درجة حرارة الوقت الحقيقية- ، ووضع التشغيل (التبريد/التدفئة) ، وإنذار الصدع. لذلك ، يجب أن تتضمن شاشة LCD القطاع على الأقل عناصر العرض التالية:
عرض 4 أرقام (قيمة درجة الحرارة ، النطاق -50 درجة ~ 150 درجة) ؛
2 مصابيح مؤشر الحالة (وضع التشغيل ، حالة الخطأ) ؛
1 وحدة رمز (التبديل بين درجة /℉).
منطق تفاعل المستخدم
يحتاج المستخدمون إلى الوصول بسرعة إلى معلومات المفاتيح عن طريق الضغط على الأزرار. على سبيل المثال ، تقوم الشركة المصنعة للمعدات الطبية بتعيين تشبع أكسجين الدم (SPO ₂) كمساحة عرض أساسية (3 أرقام) ومعدل النبض (PR) كمنطقة العرض الثانوية (رقمين) عند تخصيص كود الشريحة LCD من مقياس تأكسج النبض بشكل كبير.
الامتثال لمعايير الصناعة
يجب أن تمتثل المعدات الطبية مع معيار السلامة IEC 60601 - 1 ، ويجب أن يتضمن محتوى عرض رمز القطاع معلومات إلزامية مثل رموز الوحدة وعتبات الإنذار ؛ يجب أن تلبي لوحة معلومات السيارات متطلبات العرض المرئي لـ ISO 15008 على الطريق لضمان قابلية القراءة في بيئات إضاءة أو ليلية قوية. فشلت الشركة المصنعة للسيارات الإلكترونيات في وضع علامة على وحدة السرعة "km/h" على رمز الشريحة LCD ، مما أدى إلى عدم إصدار شهادة البريد الإلكتروني وتأخير دورة السوق بمقدار 3 أشهر.
2 ، عرض تخطيط المحتوى: من بنية المعلومات إلى التصميم المرئي
بعد توضيح المتطلبات ، من الضروري ترجمة المتطلبات الوظيفية إلى بنية محتوى العرض القابلة للتنفيذ. تتطلب هذه المرحلة النظر في كثافة المعلومات وقابلية القراءة وقيود الأجهزة.
قسم التسلسل الهرمي
اعتماد بنية مستوى ثلاثة - لـ "المعلومات الرئيسية+معلومات ثانوية+موجه الحالة":
المعلومات الرئيسية: تشغل البيانات الأساسية التي يشعر بها المستخدمون (مثل درجة الحرارة والسرعة) أكثر من 50 ٪ من مساحة العرض ؛
المعلومات الثانوية: البيانات المساعدة (مثل القيم والوحدات المحددة) ، والتي تشغل 20 ٪ إلى 30 ٪ ؛
موجه الحالة: وضع التشغيل ، إشارة التنبيه ، وما إلى ذلك ، تتحقق من خلال الرموز أو مصابيح المؤشر.
تتبنى شركة محول التردد الصناعي معين هذه البنية ، وتحديد تردد الإخراج (المعلومات الرئيسية) كرقم من 4 أرقام وتردد المجموعة (المعلومات الثانوية) كرقم من 3 أرقام. يتم تمييز حالة التشغيل (إلى الأمام/العكسي/الخطأ) بثلاثة مصابيح مؤشر LED ، مما يقلل من معدل خطأ تشغيل المستخدم بنسبة 60 ٪.
تصميم الشخصية والأيقونة
اختيار الحرف: الأولويات باستخدام أحرف العرض الرقمية 7- القياسية (0 - 9 ، AF) لتجنب زيادة تعقيد السائق الناجم عن الأحرف المخصصة. تحتاج الشركة المصنعة للمنزل الذكية إلى تطوير خوارزمية إضافية لتوليد الأحرف وزيادة دورة التطوير بمقدار أسبوعين بسبب استخدام الشخصيات غير القياسية "درجة".
تبسيط الأيقونات: تفكيك الرموز المعقدة في مجموعات متعددة لقطاع القلم. على سبيل المثال ، يمكن أن تتكون رمز مستوى البطارية من 5 قطاعات قلم أفقي ، والتي تشير إلى مستوى البطارية عن طريق إضاءة أعداد مختلفة من قطاعات القلم (20 ٪/40 ٪/60 ٪/80 ٪/100 ٪).
استراتيجية العرض الديناميكي
شاشة المتداول: مناسبة للنص الطويل (مثل نموذج الجهاز ، رمز الخطأ). تستخدم شركة تصنيع معدات شبكة معينة رمز القطاع LCD لتمرير عناوين MAC ، مما يوفر 30 ٪ من مساحة مساحة العرض.
موجه وميض: يستخدم لتبديل المنبه أو الحالة. في المعدات الطبية ، يتم تحقيق انخفاض إنذار الأكسجين في الدم من خلال الولادة الرقمية (التردد 2Hz) في منطقة العرض الرئيسية ، والتي تكون أكثر بديهية من الجرس التقليدي.
3 ، تكييف الأجهزة: اختر نموذج شاشة LCD المقطوعة المناسبة ومخطط برنامج التشغيل
يحتاج التخطيط للمحتوى إلى مطابقة أداء الأجهزة ، وإلا فقد يؤدي ذلك إلى شذوذ الشذوذ أو تجاوزات التكاليف.
اختيار نموذج رمز الشاشة LCD
عدد السكتات الدماغية: احسب العدد المطلوب من السكتات الدماغية بناءً على المحتوى المعروض. على سبيل المثال ، يتطلب عرض "12.34 درجة" 4 أرقام +1 النقطة العشرية +1 رمز الوحدة ، ويبلغ مجموعه 5 × 7 (قطاع القلم الرقمي) +1 (نقطة العشر) +1 (الوحدة) =37 pen sepments. يجب اختيار النماذج التي تحتوي على 40 قطعة أو أكثر.
المنظور: عادة ما تختار المعدات الصناعية منظورًا 12:00 أو 6:00 (مواجهة أو البحث عن) ، بينما يمكن للأجهزة الإلكترونية للمستهلكين اختيار منظور 3:00 أو 9:00 (عرض جانبي).
نطاق درجة الحرارة: تتطلب إلكترونيات السيارات مدى درجة حرارة واسعة من -40 درجة ~ 85 درجة ، في حين يجب أن تلبي المعدات الطبية متطلبات درجة حرارة الغرفة من 0 درجة ~ 50 درجة.
تصميم مخطط القيادة
محرك الأقراص المباشر: مناسب للعروض البسيطة مع مقاطع القلم أقل من أو تساوي 16 ، يتم التحكم فيها مباشرة من خلال MCU GPIO. تستخدم الشركة المصنعة الإلكترونية المعينة 8 GPIO من STM32 لقيادة 14 رمز شريحة القلم LCD ، والتي لها تكلفة منخفضة ولكن سوء التوسع.
شريحة السائق المتخصصة: عندما يتجاوز عدد شرائح القلم 16 ، يلزم وجود رقاقة سائق (مثل HT1621 ، PCF8576). تستخدم الشركة المصنعة للأداة الصناعية HT1621 لقيادة 64 LCD لقطعة القلم ، والتي تتطلب فقط 3 I ² C ، مما يوفر 70 ٪ من موارد MCU.
4 ، تطوير برنامج تشغيل البرامج: إدراك التفاعل بين محتوى العرض والأجهزة
برامج تشغيل البرامج هي الجسر بين محتوى العرض والأجهزة ، وتحتاج إلى حل ثلاث مشكلات رئيسية: تعيين الأحرف ، والتحديث الديناميكي ، وإدارة الطاقة المنخفضة-.
تطوير جدول رسم الخرائط الشخصية
قم بتحويل رمز ASCII أو الأحرف المخصصة إلى إشارات التحكم في القطاع لشاشة LCD. على سبيل المثال ، لعرض الرقم "8" ، يجب إضاءة جميع شرائح القلم السبعة (A - g)
خوارزمية تحديث ديناميكية
اعتماد "Time - تقسيم متعدد الإرسال" لتقليل استهلاك الطاقة. على سبيل المثال ، تقسم الشركة المصنعة لأعداد المياه الذكية الشاشة إلى أربعة مناطق ، مع فاصل تحديث قدره 100 مللي ثانية لكل منطقة ، ويقلل من استهلاك الطاقة الإجمالي من 5 أمور إلى 1.2mA.
وضع الطاقة المنخفض
قم بإيقاف تشغيل الإضاءة الخلفية LCD Segment أو أدخل Power - وضع الحفظ عندما يكون الجهاز في وضع السكون. تتحكم الشركة المصنعة لمستشعر شبكي معين في سطوع الإضاءة الخلفية من خلال إخراج PWM لـ MCU. عندما يكون في وضع السكون ، ينخفض سطوع الإضاءة الخلفية إلى 10 ٪ وينخفض استهلاك الطاقة بنسبة 80 ٪.
5 ، التحقق من الاختبار: تأكد من أن المحتوى المعروض يلبي متطلبات التصميم
الاختبار هو المرحلة النهائية لتخصيص رمز القطاع LCD ، وتغطي الاختبار الوظيفي ، والاختبار البيئي ، واختبار الموثوقية.
اختبار وظيفي
دقة العرض: تحقق من عرض جميع الأحرف والرموز والتأثيرات الديناميكية بشكل صحيح. أكملت الشركة المصنعة لأدوات السيارات بعض المجموعات الشاشة 100 مجموعة في غضون دقيقة واحدة من خلال البرامج النصية للاختبار الآلي.
الاستجابة التفاعلية: اختبر الارتباط بين العمليات الرئيسية والمحتوى المعروض. يجب أن تضمن المعدات الطبية أن تأخير تحديث محتوى العرض أقل من 200 مللي ثانية بعد الضغط على الزر.
الاختبار البيئي
اختبار درجة الحرارة: تحقق من وضوح العرض في حدود -40 درجة إلى 85 درجة. اكتشفت شركة تصنيع معينة من معدات الفضاء من خلال غرف اختبار درجة الحرارة العالية والمنخفضة أن شاشات الكود في رمزها أظهرت الظلال في درجة حرارة -30 درجة. تم حل المشكلة من خلال تحسين مادة LCD.
اختبار الرطوبة: تحقق من مقاومة التآكل في بيئة RH 95 ٪. تم العثور على بعض مصنّع أداة كيميائية من خلال اختبار رذاذ الملح أن رمز الشريحة LCD بدون رش ثلاثة طلاء برهان عرضت تآكل القطب في غضون 48 ساعة. بعد التحسين ، مرت اختبار 168 ساعة غير التآكل.
اختبار الموثوقية
اختبار الحياة: قم بتشغيل وإيقاف الجهاز بشكل مستمر 100000 مرة للتحقق من استقرار شريحة السائق. وجدت شركة تصنيع معدات صناعية معينة من خلال هذا الاختبار أن شريحة السائق الخاصة بها عرضت وميضًا بعد 50000 دورة ، وحل المشكلة في النهاية عن طريق استبدال نموذج الرقاقة.
اختبار الاهتزاز: محاكاة بيئة الاهتزاز أثناء نقل المعدات أو التشغيل. يجب أن تفي إلكترونيات السيارات بمعايير الاهتزاز ISO 16750-3 لضمان عدم عرض رمز القطاع LCD لا تشوهات في ترددات الاهتزاز التي تتراوح من 10 هرتز إلى 500 هرتز.
6 ، حالة ممارسة الصناعة: حلول مخصصة للمعدات الطبية والتحكم الصناعي
الحالة 1: تطوير رمز الشاشة LCD لمقاطع التأكسج الطبية
المتطلبات: عرض spo ₂ (3 أرقام) ، PR (رقمين) ، إنذار الأكسجين المنخفض في الدم (وميض) ، مستوى البطارية (رمز).
الأجهزة: حدد 64 رمز شريحة القلم LCD (بما في ذلك 10 أيقونات مخصصة) ، مع شريحة برنامج تشغيل HT1621.
البرنامج: تطوير خوارزمية التحديث الديناميكي ، وتحديد أولويات تحديث البيانات (تحديث كل 200 مللي ثانية) ، وتحديث بيانات العلاقات العامة كل 500 مللي ثانية.
الاختبار: اجتاز اختبار السلامة الطبية IEC 60601-1 ، ولا يزال من الممكن قراءة المحتوى المعروض تحت ضوء قوي (100000Lux).
الحالة 2: تطوير رمز شريحة محول التردد الصناعي LCD
المتطلبات: تردد إخراج العرض (4 أرقام) ، وتردد تعيين (3 أرقام) ، وحالة التشغيل (إلى الأمام/العكسي/الخطأ).
الأجهزة: حدد 80 قلمًا رمز LCD ، واستخدم PCF8576 (I ² C Interface) كمخطط للقيادة.
البرنامج: قم بتنفيذ عرض عرض رموز الصدع (التمرير رقم واحد كل ثانيتين) لتقليل معدل قراءة المستخدم.
الاختبار: تم تمرير اختبار العرض البصري للسيارة ISO 15008 ، مع تباين شاشة أكبر من أو يساوي 5: 1 (في بيئة إضاءة قوية).
