Análise, Análise de requisitos: esclarecer funções do dispositivo e cenários de usuário
A principal tarefa de personalizar o LCD segmentado é definir com precisão os limites funcionais e os requisitos de interação do usuário do dispositivo. Nesta fase, três perguntas principais precisam ser respondidas: Que informações o dispositivo precisa exibir? Como os usuários interpretam essas informações? O conteúdo exibido cumpre os padrões do setor?
Definição de limite funcional
Tomando controladores de temperatura industrial como exemplo, suas funções principais incluem configuração de temperatura, exibição real de temperatura de tempo -, modo de operação (resfriamento/aquecimento) e alarme de falha. Portanto, o LCD do segmento deve incluir pelo menos os seguintes elementos de exibição:
Exibição de 4 dígitos (valor da temperatura, intervalo de -50 graus ~ 150 graus);
2 luzes indicadoras de status (modo de operação, status de falha);
1 símbolo da unidade (alternando entre grau /℉).
Lógica de interação do usuário
Os usuários precisam acessar rapidamente as informações da chave pressionando botões. Por exemplo, um fabricante de equipamentos médicos define a saturação do oxigênio no sangue (SPO ₂) como a área de exibição primária (3 dígitos) e a taxa de pulso (PR) como a área de exibição secundária (2 dígitos) ao personalizar o código de segmento LCD de um oxímetro de pulso e melhora significativamente a eficiência operacional da equipe médica, fiscando com baixos alarme de oxilo no sangue.
Conformidade com os padrões do setor
O equipamento médico deve estar em conformidade com o IEC 60601 - 1 padrão de segurança, e o conteúdo de exibição LCD do código do segmento deve incluir informações obrigatórias, como símbolos de unidade e limites de alarme; O painel de carros deve atender aos requisitos de exibição visual do veículo da estrada ISO 15008 para garantir a legibilidade em ambientes de luz forte ou noturna. Um determinado fabricante de eletrônicos automotivos não conseguiu marcar a unidade de velocidade "km/h" no código do segmento LCD, resultando no produto não passar na certificação de e-mark e atrasar o ciclo de mercado por 3 meses.
2, Planejamento de conteúdo de exibição: da arquitetura da informação ao design visual
Depois de esclarecer os requisitos, é necessário traduzir os requisitos funcionais em uma arquitetura de conteúdo de exibição implementável. Este estágio requer consideração da densidade da informação, legibilidade e limitações de hardware.
Divisão de Hierarquia de Informações
Adotando uma arquitetura de três - de "Informações principais+informações secundárias+prompt de status":
Informações principais: os dados principais com os quais os usuários estão mais preocupados (como temperatura e velocidade) ocupa mais de 50% da área de exibição;
Informações secundárias: dados auxiliares (como valores e unidades definidos), ocupando 20% a 30%;
Prompt de status: Modo de operação, sinal de alarme, etc., alcançado através de ícones ou luzes indicadoras.
Um certo fabricante de conversores de frequência industrial adota essa arquitetura, definindo a frequência de saída (informações principais) como um número de 4 dígitos e a frequência definida (informações secundárias) como um número de 3 dígitos. O status de operação (para a frente/reverso/falha) é distinguido por três luzes indicadoras de LED, reduzindo a taxa de erro de operação do usuário em 60%.
Design de personagem e ícone
Seleção de caracteres: priorize usando o padrão 7 - segmento caracteres de exibição digital (0 - 9, AF) para evitar o aumento da complexidade do driver causada por caracteres personalizados. Um certo fabricante de casa inteligente precisa desenvolver um algoritmo adicional de geração de caracteres e aumentar o ciclo de desenvolvimento em 2 semanas devido ao uso de caracteres não padrão "graus".
Simplificação do ícone: Desmonte ícones complexos em várias combinações de segmento de canetas. Por exemplo, o ícone do nível da bateria pode ser composto por 5 segmentos de caneta horizontal, que indicam o nível da bateria, iluminando diferentes números de segmentos de caneta (20%/40%/60%/80%/100%).
Estratégia de exibição dinâmica
Exibição de rolagem: Adequado para texto longo (como modelo de dispositivo, código de erro). Um determinado fabricante de equipamentos de rede usa o código do segmento LCD para rolar os endereços MAC de exibição, economizando 30% do espaço da área de exibição.
Prompt piscando: usado para alternar alarme ou status. Em equipamentos médicos, o alarme de oxigênio no sangue baixo é alcançado através do pisca digital (frequência 2Hz) na área de exibição principal, que é mais intuitiva que as campainhas tradicionais.
3, Adaptação de hardware: Escolha o modelo LCD de segmento apropriado e o esquema de driver
Exibir o planejamento de conteúdo precisa corresponder ao desempenho do hardware, caso contrário, pode resultar em anomalias de exibição ou excedentes de custos.
Código do segmento Seleção de modelo LCD
Número de traços: calcule o número necessário de traços com base no conteúdo exibido. Por exemplo, a exibição de "12,34 grau" requer 4 dígitos +1 Ponto decimal +1 símbolo da unidade, totalizando 5 × 7 (segmento de caneta digital) +1 (ponto decimal) +1 (unidade) =37}}}. Modelos com 40 ou mais segmentos de caneta devem ser selecionados.
Perspectiva: o equipamento industrial geralmente escolhe uma perspectiva 12:00 ou 6:00 (enfrentando ou procurando para cima), enquanto os dispositivos eletrônicos do consumidor podem escolher uma perspectiva 3:00 ou 9:00 (vista lateral).
Faixa de temperatura: os eletrônicos automotivos requerem uma ampla faixa de temperatura de -40 graus ~ 85 graus, enquanto o equipamento médico deve atender aos requisitos de temperatura ambiente de 0 graus ~ 50 graus.
Projeto de esquema de unidade
Drive Direct: Adequado para exibições simples com segmentos de caneta menor ou igual a 16, controlados diretamente através do MCU GPIO. Um determinado fabricante de escala eletrônica usa 8 gpio do STM32 para acionar 14 Código do segmento de caneta LCD, que tem baixo custo, mas baixa escalabilidade.
Chip de driver especializado: quando o número de segmentos de caneta exceder 16, é necessário um chip de driver (como HT1621, PCF8576). Um certo fabricante de instrumentos industriais usa o HT1621 para dirigir 64 Código do segmento de canetas LCD, exigindo apenas 3 I ² C ônibus, economizando 70% dos recursos da MCU.
4, Desenvolvimento de Driver de Software: Realização da Interação entre Teor de Exibição e Hardware
Os drivers de software são a ponte entre o conteúdo e o hardware de exibição e precisam resolver três grandes problemas: mapeamento de caracteres, atualização dinâmica e baixo gerenciamento de energia -.
Desenvolvimento da tabela de mapeamento de personagens
Converta o código ASCII ou caracteres personalizados em sinais de controle de segmento para o segmento LCD. Por exemplo, para exibir o número "8", todos os 7 segmentos de caneta (a - g) precisam ser iluminados
Algoritmo de atualização dinâmica
Adotando a tecnologia "tempo - multiplexação de divisão" para reduzir o consumo de energia. Por exemplo, um fabricante de medidores de água inteligente divide a tela em quatro áreas, com um intervalo de atualização de 100ms para cada área e reduz o consumo geral de energia de 5MA a 1,2mA.
Modo de baixa potência
Desligue a luz de fundo do segmento LCD ou digite o modo de economia de potência - quando o dispositivo estiver no modo de suspensão. O fabricante de um determinado sensor em rede controla o brilho da luz de fundo através da saída PWM do MCU. Quando no modo de suspensão, o brilho da luz de fundo cai para 10% e o consumo de energia diminui em 80%.
5, verificação do teste: verifique se o conteúdo exibido atende aos requisitos de projeto
O teste é o estágio final de personalização do código do segmento LCD, cobrindo testes funcionais, testes ambientais e testes de confiabilidade.
Teste funcional
Precisão de exibição: verifique se todos os caracteres, ícones e efeitos dinâmicos são exibidos corretamente. Um certo fabricante de instrumentos automotivos concluiu a verificação de 100 combinações de exibição dentro de 1 minuto através de scripts de teste automatizados.
Resposta interativa: teste a ligação entre as operações -chave e o conteúdo exibido. O equipamento médico deve garantir que o atraso de atualização do conteúdo da exibição seja inferior a 200 ms após o pressionamento do botão.
Testes ambientais
Teste de temperatura: Verifique a clareza da exibição dentro da faixa de -40 a 85 graus. Um determinado fabricante de equipamentos aeroespaciais descoberto através de câmaras de teste de alta e baixa temperatura que seu código de segmento LCD mostrou fantasmas de exibição em -30 graus. O problema foi resolvido otimizando o material LCD.
Teste de umidade: Verifique a resistência à corrosão em um ambiente de 95% de RH. Um certo fabricante de instrumentos químicos encontrou através do teste de pulverização de sal que o código do segmento LCD sem pulverizou três tintas de prova exibiram corrosão do eletrodo dentro de 48 horas. Após a otimização, passou no teste de não corrosão de 168 horas.
Teste de confiabilidade
Teste de vida: Ligue e desligue continuamente o dispositivo 100000 vezes para verificar a estabilidade do chip de driver. Um certo fabricante de equipamentos industriais descobriu neste teste que seu chip de driver exibiu piscando após 50000 ciclos e, finalmente, resolveu o problema substituindo o modelo de chip.
Teste de vibração: simule o ambiente de vibração durante o transporte ou operação do equipamento. A eletrônica automotiva deve atender ao padrão de vibração ISO 16750-3 para garantir que o código do segmento LCD não exiba anormalidades nas frequências de vibração que variam de 10Hz a 500Hz.
6, Caso de prática da indústria: soluções personalizadas para equipamentos médicos e controle industrial
Caso 1: Desenvolvimento do código do segmento LCD para os oxímetros de nível médico
Requisito: Exiba Spo ₂ (3 dígitos), PR (2 dígitos), alarme de oxigênio no sangue baixo (piscar), nível da bateria (ícone).
Hardware: selecione 64 Código do segmento de caneta LCD (incluindo 10 ícones personalizados), com o chip de driver HT1621.
Software: Desenvolva o algoritmo dinâmico de atualização, priorize os dados de atualização de SPO ₂ (atualize a cada 200 mm) e atualize os dados de relações públicas a cada 500ms.
Teste: passou no teste de segurança médica IEC 60601-1 e o conteúdo exibido ainda pode ser lido sob luz forte (100000lux).
Caso 2: Desenvolvimento de Código do Segmento de Conversor de Frequência Industrial LCD LCD
Requisito: Exibir a frequência de saída (4 dígitos), definir a frequência (3 dígitos) e o status de operação (encaminhamento/reverso/falha).
Hardware: selecione 80 Código do segmento de caneta LCD e use o PCF8576 (interface I ² C) como o esquema de direção.
Software: Implemente a exibição de rolagem dos códigos de falha (rolando um dígito a cada 2 segundos) para reduzir a taxa de leitura de usuário do usuário.
Teste: Passou o teste de exibição visual do veículo da estrada ISO 15008, com um contraste de exibição maior ou igual a 5: 1 (em um ambiente de luz forte).
