一, Analisi dei requisiti: chiarire le funzioni del dispositivo e gli scenari dell'utente
Il compito principale di personalizzare LCD segmentato è definire accuratamente i confini funzionali del dispositivo e i requisiti di interazione dell'utente. In questa fase, è necessario rispondere a tre domande fondamentali: quali informazioni deve essere visualizzata il dispositivo? In che modo gli utenti interpretano queste informazioni? Il contenuto visualizzato è conforme agli standard del settore?
Definizione del confine funzionale
Assumendo i controllori di temperatura industriali come esempio, le loro funzioni di base includono l'impostazione della temperatura, il display di temperatura temporale -} reale, la modalità operativa (raffreddamento/riscaldamento) e l'allarme di guasto. Pertanto, il LCD del segmento dovrebbe includere almeno i seguenti elementi di visualizzazione:
Display a 4 cifre (valore di temperatura, intervallo -50 gradi ~ 150 gradi);
2 luci indicatore di stato (modalità operativa, stato di guasto);
1 Simbolo di unità (commutazione tra grado /℉).
Logica di interazione dell'utente
Gli utenti devono accedere rapidamente alle informazioni sui tasti premendo i pulsanti. Ad esempio, un produttore di attrezzature mediche stabilisce la saturazione di ossigeno nel sangue (SPO ₂) come area di visualizzazione primaria (3 cifre) e la frequenza di impulso (PR) come area di visualizzazione secondaria (2 cifre) quando si personalizza il codice LCD del segmento di un impulso ossimetro e migliora significativamente l'efficienza operativa del personale medico lampeggiando aree di ossigeno a basso livello.
Conformità agli standard del settore
Le attrezzature mediche devono essere conformi allo standard di sicurezza IEC 60601 - 1 e il contenuto di visualizzazione del codice LCD del codice del segmento deve includere informazioni obbligatorie come simboli di unità e soglie di allarme; Il cruscotto dell'auto deve soddisfare i requisiti di visualizzazione visiva del veicolo stradale ISO 15008 per garantire la leggibilità in ambienti di luce o notte. Un determinato produttore di elettronica automobilistica non è riuscito a contrassegnare l'unità di velocità "km/h" sul codice di segmento LCD, con conseguente prodotto che non passa la certificazione di e-mark e ritardando il ciclo di mercato di 3 mesi.
2, Visualizza la pianificazione dei contenuti: dall'architettura dell'informazione alla progettazione visiva
After clarifying the requirements, it is necessary to translate the functional requirements into an implementable display content architecture. This stage requires consideration of information density, readability, and hardware limitations.
Divisione gerarchia delle informazioni
Adottare un'architettura a livello tre - di "Informazioni principali+informazioni secondarie+prompt status":
Informazioni principali: i dati fondamentali di cui gli utenti sono più preoccupati (come la temperatura e la velocità) occupano più del 50% dell'area di visualizzazione;
Informazioni secondarie: dati ausiliari (come valori e unità set), che occupano dal 20% al 30%;
Prompt di stato: modalità operativa, segnale di allarme, ecc.
Un determinato produttore di convertitori di frequenza industriale adotta questa architettura, impostando la frequenza di uscita (informazioni principali) come numero a 4 cifre e la frequenza impostata (informazioni secondarie) come numero a 3 cifre. Lo stato operativo (in avanti/inverso/guasto) si distingue per tre luci di indicatore a LED, riducendo il tasso di errore di funzionamento dell'utente del 60%.
Design di carattere e icona
Selezione dei caratteri: priorità all'utilizzo di standard 7 - Segmenta i caratteri di visualizzazione digitale (0 - 9, AF) per evitare una maggiore complessità del driver causata da caratteri personalizzati. Un determinato produttore di case intelligenti deve sviluppare un algoritmo di generazione di caratteri aggiuntivo e aumentare il ciclo di sviluppo di 2 settimane a causa dell'uso di personaggi non standard "di laurea".
Semplificazione dell'icona: smontare le icone complesse in combinazioni di segmenti di penna multipli. Ad esempio, l'icona del livello della batteria può essere composta da 5 segmenti di penna orizzontale, che indicano il livello della batteria illuminando un numero diverso di segmenti di penna (20%/40%/60%/80%/100%).
Strategia di visualizzazione dinamica
Display di rotolamento: adatto a testo lungo (come modello di dispositivo, codice di errore). Un determinato produttore di apparecchiature di rete utilizza LCD in codice di segmento per scorrere gli indirizzi MAC, risparmiando il 30% dello spazio dell'area di visualizzazione.
Prompt lampeggiante: utilizzato per l'allarme o la commutazione dello stato. Nelle attrezzature mediche, l'allarme di ossigeno a basso sangue si ottiene attraverso il lampeggiamento digitale (frequenza 2Hz) nell'area di visualizzazione principale, che è più intuitiva delle ronturere tradizionali.
3, Adattamento hardware: scegli il modello LCD e lo schema del driver del segmento appropriato
La pianificazione dei contenuti deve abbinare le prestazioni hardware, altrimenti potrebbe comportare anomalie di visualizzazione o sovraccarichi di costi.
Selezione del modello LCD del codice di segmento
Numero di colpi: calcola il numero richiesto di colpi in base al contenuto visualizzato. Ad esempio, la visualizzazione di "12.34 gradi" richiede 4 cifre +1 punto decimale +1 Simbolo unitario, per un totale di 5 × 7 (segmento di penna digitale) +1 (punto decimale) +1 (unità) =37 segmenti di penna. I modelli con 40 o più segmenti di penna devono essere selezionati.
Prospettiva: le attrezzature industriali di solito scelgono una prospettiva 12:00 o 6:00 (rivolto o guardando in alto), mentre i dispositivi elettronici di consumo possono scegliere una prospettiva 3:00 o 9:00 (vista laterale).
Intervallo di temperatura: l'elettronica automobilistica richiede un ampio intervallo di temperatura di -40 gradi ~ 85 gradi, mentre le apparecchiature mediche devono soddisfare i requisiti di temperatura ambiente di 0 gradi ~ 50 gradi.
Progettazione dello schema di azionamento
Azionamento diretto: adatto a semplici display con segmenti di penna inferiori o uguali a 16, controllati direttamente tramite MCU GPIO. Un determinato produttore di scala elettronica utilizza 8 GPIO di STM32 per guidare il codice LCD del codice a 14 penna, che ha a basso costo ma scarsa scalabilità.
CHIP DRIVER Specialized: quando il numero di segmenti di penna supera 16, è richiesto un chip del driver (come HT1621, PCF8576). Un determinato produttore di strumenti industriali utilizza HT1621 per guidare 64 PEN CODICE LCD, che richiede solo autobus 3 I ² C, risparmiando il 70% delle risorse MCU.
4, Sviluppo del driver software: realizzazione dell'interazione tra contenuto di visualizzazione e hardware
I driver di software sono il ponte tra contenuto di visualizzazione e hardware e devono risolvere tre problemi principali: mappatura dei caratteri, aggiornamento dinamico e bassa gestione di potenza -.
Sviluppo della tabella della mappatura dei personaggi
Converti il codice ASCII o i caratteri personalizzati in segnali di controllo del segmento per il segmento LCD. Ad esempio, per visualizzare il numero "8", tutti i 7 segmenti di penna (a - g) devono essere illuminati
Algoritmo di aggiornamento dinamico
Adozione della tecnologia "Time - Division Multiplexing" per ridurre il consumo di energia. Ad esempio, un produttore di contatore d'acqua intelligente divide il display in quattro aree, con un intervallo di aggiornamento di 100 ms per ciascuna area e riduce il consumo di energia complessivo da 5 mA a 1,2 mA.
Modalità a bassa potenza
Spegnere la retroilluminazione LCD del segmento o immettere Power - Modalità di salvataggio quando il dispositivo è in modalità di sospensione. Il produttore di un certo sensore in rete controlla la luminosità della retroilluminazione attraverso l'output PWM dell'MCU. In modalità di sospensione, la luminosità della retroilluminazione scende al 10% e il consumo di energia diminuisce dell'80%.
5, Verifica del test: assicurarsi che il contenuto visualizzato soddisfi i requisiti di progettazione
Il test è la fase finale della personalizzazione del codice del segmento LCD, della copertura di test funzionali, dei test ambientali e dei test di affidabilità.
Test funzionali
Visualizza precisione: verificare che tutti i caratteri, le icone e gli effetti dinamici siano visualizzati correttamente. Un determinato produttore di strumenti automobilistici ha completato la verifica di 100 combinazioni di visualizzazione entro 1 minuto attraverso gli script di test automatizzati.
Risposta interattiva: testare il collegamento tra le operazioni chiave e il contenuto visualizzato. Le attrezzature mediche devono garantire che il ritardo di aggiornamento del contenuto del display sia inferiore a 200 ms dopo la pressione del pulsante.
Test ambientali
Test di temperatura: verificare la chiarezza del display nell'intervallo da -40 a 85 gradi. Un determinato produttore di apparecchiature aerospaziali ha scoperto attraverso camere di test ad alta e bassa temperatura che il suo codice di segmento LCD ha mostrato un fantasma display a -30 gradi. Il problema è stato risolto ottimizzando il materiale LCD.
Test di umidità: verificare la resistenza alla corrosione in un ambiente RH al 95%. Un determinato produttore di strumenti chimici ha scoperto attraverso i test di spruzzatura salina che il codice LCD del segmento senza spruzzato tre prove ha mostrato la corrosione dell'elettrodo entro 48 ore. Dopo l'ottimizzazione, ha superato il test di non corrosione di 168 ore.
Test di affidabilità
Test di vita: attivare e spegnere continuamente il dispositivo 100000 volte per verificare la stabilità del chip del driver. Un certo produttore di attrezzature industriali ha scoperto attraverso questo test che il suo chip del driver ha mostrato lampeggiare dopo 50000 cicli e alla fine ha risolto il problema sostituendo il modello di chip.
Test di vibrazione: simulare l'ambiente di vibrazione durante il trasporto o il funzionamento delle attrezzature. L'elettronica automobilistica deve soddisfare lo standard di vibrazione ISO 16750-3 per garantire che il Codice del segmento LCD non mostri anomalie alle frequenze di vibrazione che vanno da 10Hz a 500Hz.
6, Caso di pratica del settore: soluzioni personalizzate per attrezzature mediche e controllo industriale
Caso 1: sviluppo del codice di segmento LCD per ossimetri di grado medico
Requisito: visualizzare SPO ₂ (3 cifre), PR (2 cifre), allarme di ossigeno a basso sangue (lampeggiamento), livello della batteria (icona).
Hardware: selezionare 64 PEN CODICE DI PENO LCD (tra cui 10 icone personalizzate), con chip driver HT1621.
Software: sviluppare l'algoritmo di aggiornamento dinamico, dare priorità all'aggiornamento dei dati SPO ₂ (aggiorna ogni 200 ms) e aggiorna i dati PR ogni 500 ms.
Test: ha superato il test di sicurezza medica IEC 60601-1 e il contenuto visualizzato può ancora essere letto sotto una luce forte (100000lux).
Caso 2: sviluppo del codice segmento di convertitore di frequenza industriale LCD
Requisito: visualizzare la frequenza di uscita (4 cifre), la frequenza impostata (3 cifre) e lo stato operativo (in avanti/inversa/guasto).
Hardware: selezionare il codice del segmento di penna 80 LCD e utilizzare PCF8576 (I ² C Interface) come schema di guida.
Software: implementare la visualizzazione dello scorrimento dei codici di errore (scorrere una cifra ogni 2 secondi) per ridurre la tariffa errata degli utenti.
Test: test di visualizzazione visivo ISO 15008 del veicolo stradale superato, con un contrasto di visualizzazione maggiore o uguale a 5: 1 (in un ambiente luminoso forte).
