一, Technisch principe: weergavekarakteristieken en gedeelde basis van het segmentcodescherm
Het gesegmenteerde codescherm wordt weergegeven door vloeibare kristalmoleculen aan te drijven om door elektroden te buigen, en de kernstructuur omvat ITO-glas, vloeibare kristallaag, polarisator en aandrijfcircuit. Elk weergavesegment komt overeen met een onafhankelijke elektrode en de transparantie wordt geregeld door wisselspanning. Dit ontwerp ondersteunt uiteraard het delen van meerdere apparaten:
Onafhankelijkheid van weergave-inhoud: De weergavevereisten van verschillende apparaten kunnen door software worden geregeld om verschillende elektrodecombinaties te bereiken. Apparaat A geeft bijvoorbeeld temperatuurwaarden weer, apparaat B geeft statuspictogrammen weer en de twee interfereren niet met elkaar.
Compatibiliteit met driversignalen: Segmentcodeschermdriverchips (zoals HT1621) ondersteunen multi-adresadressering en kunnen multi-hostcontrole bereiken via I²C- of SPI-bus. Het 32 x 4 bit RAM van de HT1621 kan bijvoorbeeld aan verschillende apparaten worden toegewezen, waarbij elk apparaat een onafhankelijk geheugengebied in beslag neemt.
Functie voor laag energieverbruik: het statische energieverbruik van het segmentcodescherm bedraagt slechts 10 μA, en de totale toename van het energieverbruik is beperkt wanneer meerdere apparaten worden gedeeld, waardoor het geschikt is voor scenario's op batterijen.
2, Hardwareontwerp: belangrijke architectuur voor het delen van meerdere apparaten
1. Technologie voor hergebruik van bussen
I²C-busuitbreiding: Gebruik I²C-multiplexers zoals PCA9548A om een enkele I²C-bus uit te breiden naar 8 onafhankelijke kanalen. In slimme thuissystemen kunnen airconditioners, luchtbevochtigers en luchtreinigers bijvoorbeeld hetzelfde segmentcodescherm via verschillende kanalen besturen om hun respectieve werkstatus weer te geven.
SPI-bus tijd-divisiemultiplexing: meerdere apparaten delen de SPI-bus via chipselectiesignalen (CS). In een industriële schakelkast kunnen PLC, HMI en temperatuurregelaar bijvoorbeeld om de beurt de SPI-bus bezetten om de inhoud van het segmentcodescherm bij te werken.
2. Optimalisatie van energiebeheer
Dynamische stroomvoorzieningscontrole: elektronische schakelaars (zoals 4066-chips) worden gebruikt om stroomisolatie op apparaatniveau te bereiken. Wanneer apparaat A iets moet weergeven, sluit dan het besturingskanaal en koppel andere apparaatkanalen los om signaalinterferentie te voorkomen. In een medisch monitorcluster wisselen monitoren van verschillende bedden bijvoorbeeld de weergaverechten via de 4066-chip om de gegevensbeveiliging te garanderen.
Stand-bymodus met laag energieverbruik: de segmentcodeschermdriverchip ondersteunt de slaapmodus, en inactieve apparaten kunnen overgaan naar een laag-stroomverbruik. De slaapstroom van de HT1621 bedraagt bijvoorbeeld slechts 1 μA, en het totale stroomverbruik is beheersbaar wanneer meerdere apparaten worden gedeeld.
3. Mechanische structuuraanpassing
Gestandaardiseerd interfaceontwerp: FPC flexibele draden of geleidende plakstrips worden gebruikt om het segmentcodescherm en de apparatuur aan te sluiten, en snel aansluiten en loskoppelen wordt bereikt via gestandaardiseerde interfaces (zoals 20-pins FPC-aansluitingen). In een slimme metercluster kunnen bijvoorbeeld verschillende modellen meters via een uniforme interface op het segmentcodescherm worden aangesloten om de onderhoudskosten te verlagen.
Anti-interferentieontwerp: In scenario's waarin meerdere apparaten dicht bij elkaar staan (zoals datacenterkasten), is het noodzakelijk om een afschermingslaag toe te voegen tussen het segmentcodescherm en de apparaten om elektromagnetische interferentie (EMI) te voorkomen. Gebruik bijvoorbeeld een metalen omhulsel om het segmentcodescherm te omwikkelen en elimineer statische elektriciteit via een aardingsdraad.
3, Software-aanpassing: de kernlogica van samenwerking op meerdere apparaten
1. Optimalisatie van het communicatieprotocol
Custom Frame Protocol: Ontwerp communicatieframes die apparaat-ID's, weergavegebieden en gegevensinhoud bevatten om ervoor te zorgen dat gegevens van meerdere apparaten niet conflicteren. De framestructuur wordt bijvoorbeeld gedefinieerd als [apparaat-ID] [weergavegebied] [gegevenslengte] [weergavegegevens] [controlesom], en het apparaat parseert alleen de gegevens die overeenkomen met zijn eigen ID.
Dynamische prioriteitsplanning: wijs weergaveprioriteiten toe op basis van het belang van het apparaat. In industriële robotbesturingssystemen geeft de hoofdcontroller bijvoorbeeld de hoogste prioriteit weer, en kunnen noodstopsignalen de weergavebronnen van andere apparaten overnemen.
2. Geef dynamische toewijzing van inhoud weer
Geheugenmappingtechnologie: Verdeel het RAM-geheugen van de segmentcode-schermdriverchip in meerdere onafhankelijke gebieden, waarbij elk apparaat overeenkomt met een vast gebied. Het 128-bits RAM van de HT1621 kan bijvoorbeeld worden toegewezen aan apparaat A (0-31 bits), apparaat B (32-63 bits) en apparaat C (64-95 bits), waarbij de overige bits als gemeenschappelijk gebied dienen.
Virtuele weergavelaag: Door de weergave-inhoud van meerdere apparaten via software over elkaar heen te leggen, wordt een samengestelde weergave bereikt. In slimme draagbare apparaten kunnen de hartslagmonitoringsmodule en de stappentellingsmodule bijvoorbeeld over elkaar heen worden gelegd en op hetzelfde segmentcodescherm worden weergegeven.
3. Fouttolerantiemechanisme
Watchdog-timer: bewaakt de communicatiestatus van het bewakingsapparaat. Als het display na een time-out niet wordt bijgewerkt, wordt het automatisch gereset. Als de motorregeleenheid (ECU) in het instrumentenpaneel van het voertuig bijvoorbeeld de snelheidsweergave gedurende meer dan 500 ms niet bijwerkt, geeft de driverchip van het segmentcodescherm de standaardwaarde "---" weer.
Overdracht van gegevensredundantie: belangrijke weergavegegevens worden meerdere keren verzonden om de betrouwbaarheid te garanderen. In het monitoringsysteem van een kerncentrale moeten de weergavegegevens van de stralingsdosis bijvoorbeeld drie keer continu worden verzonden, en de weergave wordt pas bijgewerkt nadat de ontvangende kant deze heeft geverifieerd.
4, Industriepraktijk: een typisch geval van het delen van meerdere apparaten
1. Industrieel besturingsveld: samenwerkingsdisplay met meerdere parameters
Een bepaald chemisch bedrijf gebruikt een gedeelde schermoplossing voor segmentcodes, waarbij de weergave van temperatuur-, druk- en stroomparameters in dezelfde module wordt geïntegreerd. Via de I²C-busuitbreidingstechnologie updaten PLC, sensoren en HMI-apparaten om de beurt de displayinhoud, waardoor de systeemkosten met 40% worden verlaagd en de displaylatentie wordt teruggebracht tot minder dan 100 ms.
2. Smart home-veld: Beheer van apparaatclusters
Het Xiaomi smart home-systeem maakt gebruik van SPI-bus time{0}}division multiplexing-technologie om gedeelde weergave van de status van apparaten zoals airconditioners, luchtreinigers, luchtbevochtigers, enz. mogelijk te maken. Gebruikers kunnen via de mobiele app van weergaveapparaat wisselen en het stroomverbruik van het segmentcodescherm neemt slechts met 0,5 mW toe, waardoor de levensduur van de batterij wordt verlengd tot 12 maanden.
3. Veld medische apparatuur: weergave met hoge betrouwbaarheid
Mindray Medical maakt gebruik van elektronische schakelaarisolatietechnologie in het monitorcluster om onafhankelijke controle van segmentcodeschermen voor monitoren in verschillende bedden te garanderen. Door dynamische stroomvoorzieningscontrole wordt de weergave van andere apparaten niet beïnvloed wanneer een enkel apparaat uitvalt, en wordt de MTBF (gemiddelde tijd tussen storingen) van het systeem verhoogd tot 50.000 uur.
