一, analyse des exigences: clarifier les fonctions de l'appareil et les scénarios utilisateur
La tâche principale de personnaliser l'écran LCD segmenté est de définir avec précision les limites fonctionnelles de l'appareil et les exigences d'interaction utilisateur. À ce stade, trois questions de base doivent être répondues: quelles informations le dispositif doit-il afficher? Comment les utilisateurs interprètent-ils ces informations? Le contenu affiché est-il conforme aux normes de l'industrie?
Définition des limites fonctionnelles
Prenant l'exemple des contrôleurs de température industriels, leurs fonctions de base incluent le réglage de la température, l'affichage de température temporelle réel -, le mode de fonctionnement (refroidissement / chauffage) et l'alarme de défaut. Par conséquent, l'écran LCD du segment devrait inclure au moins les éléments d'affichage suivants:
Affichage à 4 chiffres (valeur de température, plage -50 degrés ~ 150 degrés);
2 lumières de l'indicateur d'état (mode de fonctionnement, état de défaut);
1 symbole unitaire (basculer entre le degré / ℉).
Logique d'interaction utilisateur
Les utilisateurs doivent accéder rapidement aux informations de la clé en appuyant sur les boutons. Par exemple, un fabricant d'équipements médicaux définit la saturation du sang en oxygène (SPO ₂) comme zone d'affichage principale (3 chiffres) et le taux d'impulsion (PR) comme zone d'affichage secondaire (2 chiffres) lors de la personnalisation de l'écran LCD du code du segment d'un oxygène à impulsion, et améliore considérablement l'efficacité opérationnelle du personnel médical par des alarmes à faible oxygène à faible teneur.
Conformité aux normes de l'industrie
L'équipement médical doit se conformer à la norme de sécurité IEC 60601 - 1, et le contenu d'affichage LCD du code du segment doit inclure des informations obligatoires telles que les symboles unitaires et les seuils d'alarme; Le tableau de bord de la voiture doit répondre aux exigences d'affichage visuel des véhicules routières ISO 15008 pour assurer la lisibilité dans des environnements forts de lumière ou nocturne. Un certain fabricant d'électronique automobile n'a pas marqué l'unité de vitesse "KM / H" sur l'écran LCD du code du segment, ce qui a permis au produit de ne pas passer la certification en ligne et de retarder le cycle de marché de 3 mois.
2, Afficher la planification du contenu: de l'architecture de l'information à la conception visuelle
Après avoir clarifié les exigences, il est nécessaire de traduire les exigences fonctionnelles en une architecture de contenu d'affichage implémentable. Cette étape nécessite une prise en compte de la densité d'informations, de la lisibilité et des limitations matérielles.
Division de la hiérarchie de l'information
Adoptant une architecture de niveau trois - de "Informations principales + Informations secondaires + Invite d'état":
Informations principales: les données de base qui les concernent les plus préoccupées (comme la température et la vitesse) occupent plus de 50% de la zone d'affichage;
Informations secondaires: données auxiliaires (telles que les valeurs et les unités définies), occupant de 20% à 30%;
Invite d'état: mode de fonctionnement, signal d'alarme, etc., réalisé via des icônes ou des feux d'indicateur.
Un certain fabricant de convertisseurs de fréquence industrielle adopte cette architecture, définissant la fréquence de sortie (informations principales) en tant que numéro à 4 chiffres et la fréquence définie (informations secondaires) en tant que numéro à 3 chiffres. L'état de fonctionnement (avant / revers / défaut) se distingue par trois voyants d'indicateur LED, réduisant le taux d'erreur de fonctionnement de l'utilisateur de 60%.
Conception de caractère et d'icône
Sélection de caractères: hiérarchisez en utilisant les caractères d'affichage numérique du segment standard 7 - (0 - 9, af) pour éviter une complexité accrue du pilote causée par des caractères personnalisés. Un certain fabricant de maisons intelligentes doit développer un algorithme de génération de caractères supplémentaires et augmenter le cycle de développement de 2 semaines en raison de l'utilisation de caractères non standard.
Simplification des icônes: démontez des icônes complexes en plusieurs combinaisons de segments stylores. Par exemple, l'icône au niveau de la batterie peut être composée de 5 segments de stylo horizontaux, qui indiquent le niveau de la batterie en éclairant différents nombres de segments de stylo (20% / 40% / 60% / 80% / 100%).
Stratégie d'affichage dynamique
Affichage de roulement: Convient pour le texte long (tel que le modèle de périphérique, le code d'erreur). Un certain fabricant d'équipements réseau utilise l'écran LCD du code du segment pour faire défiler les adresses MAC d'affichage, en économisant 30% de l'espace de la zone d'affichage.
Invite clignotante: utilisé pour la commutation d'alarme ou d'état. Dans les équipements médicaux, une alarme à faible teneur en oxygène dans le sang est obtenue par le clignotement numérique (fréquence 2Hz) dans la zone d'affichage principale, qui est plus intuitive que les buzzers traditionnels.
3, Adaptation matérielle: choisissez le modèle LCD et le schéma de pilote du segment approprié
La planification du contenu d'affichage doit correspondre aux performances matérielles, sinon elle peut entraîner des anomalies d'affichage ou des dépassements de coûts.
Sélection du modèle LCD de code de segment
Nombre d'accidents vasculaires cérébraux: Calculez le nombre de traits requis en fonction du contenu affiché. Par exemple, l'affichage de "12,34 degré" nécessite 4 chiffres +1 point décimal +1 Symbole d'unité, totalisant 5 × 7 (segment de stylo numérique) +1 (point décimal) +1 (unité) =37 segments de stylo. Les modèles avec 40 segments de stylo ou plus doivent être sélectionnés.
Perspective: L'équipement industriel choisit généralement une perspective de 12h00 ou 6h00 (face ou de la recherche), tandis que les appareils électroniques grand public peuvent choisir une perspective de 3h00 ou 9h00 (vue latérale).
Plage de températures: L'électronique automobile nécessite une large plage de température de -40 degrés ~ 85 degrés, tandis que l'équipement médical doit répondre aux exigences de température ambiante de 0 degrés ~ 50 degrés.
Conception du schéma de lecteur
DRIVE DIRECT: Convient pour des écrans simples avec des segments de stylo inférieurs ou égaux à 16, contrôlés directement via MCU GPIO. Un certain fabricant à l'échelle électronique utilise 8 GPIO de STM32 pour conduire 14 LCD Code du segment du stylo, qui a un faible coût mais une mauvaise évolutivité.
Pouce de pilote spécialisée: lorsque le nombre de segments de stylo dépasse 16, une puce de conducteur (comme HT1621, PCF8576) est requise. Un certain fabricant d'instruments industriels utilise HT1621 pour conduire 64 CODE LCD du code du segment du stylo, ne nécessitant que 3 bus I ² C, économisant 70% des ressources MCU.
4, Développement du pilote logiciel: réalisation de l'interaction entre le contenu d'affichage et le matériel
Les pilotes logiciels sont le pont entre l'affichage du contenu et le matériel, et doivent résoudre trois problèmes majeurs: mappage de caractères, rafraîchissement dynamique et gestion de l'alimentation - faible.
Développement de la table de cartographie des caractères
Convertir le code ASCII ou les caractères personnalisés en signaux de contrôle de segment pour l'écran LCD du segment. Par exemple, pour afficher le numéro "8", les 7 segments de stylo (A - g) doivent être illuminés
Algorithme de rafraîchissement dynamique
Adopter la technologie "Time - Multiplexage de la division" pour réduire la consommation d'énergie. Par exemple, un fabricant de compteurs d'eau intelligente divise l'écran en quatre zones, avec un intervalle de rafraîchissement de 100 ms pour chaque zone, et réduit la consommation d'énergie globale de 5 mA à 1,2 mA.
mode de faible puissance
Désactivez le rétroéclairage LCD du segment ou entrez le mode de sauvegarde Power - lorsque le périphérique est en mode veille. Le fabricant d'un certain capteur en réseau contrôle la luminosité du rétro-éclairage à travers la sortie PWM du MCU. En mode de sommeil, la luminosité du rétroéclairage tombe à 10% et la consommation d'énergie diminue de 80%.
5, Vérification des tests: assurez-vous que le contenu affiché répond aux exigences de conception
Le test est la dernière étape de la personnalisation de l'écran LCD du code du segment, couvrant les tests fonctionnels, les tests environnementaux et les tests de fiabilité.
Tests fonctionnels
Précision d'affichage: vérifiez que tous les caractères, icônes et effets dynamiques sont affichés correctement. Un certain fabricant d'instruments automobiles a terminé la vérification de 100 combinaisons d'affichage en 1 minute grâce à des scripts de test automatisés.
Réponse interactive: testez la liaison entre les opérations clés et le contenu affiché. L'équipement médical doit s'assurer que le retard de mise à jour du contenu d'affichage est inférieur à 200 ms après que le bouton est enfoncé.
Tests environnementaux
Test de température: Vérifiez la clarté d'affichage dans la plage de -40 degrés à 85 degrés. Un certain fabricant d'équipements aérospatiaux a découvert à travers des chambres d'essai à haute et basse température que son LCD de code de segment a montré des fantômes d'affichage à -30 degrés. Le problème a été résolu en optimisant le matériau LCD.
Test d'humidité: vérifiez la résistance à la corrosion dans un environnement RH à 95%. Un certain fabricant d'instruments chimiques a trouvé par test de pulvérisation saline que l'écran LCD du code du segment sans pulvérisation à trois preuves présentait de la corrosion d'électrode dans les 48 heures. Après optimisation, il a réussi le test de non-corrosion de 168 heures.
test de fiabilité
Test de durée de vie: allumez et désactivez continuellement le dispositif 100000 fois pour vérifier la stabilité de la puce du conducteur. Un certain fabricant d'équipements industriels a trouvé à travers ce test que sa puce de conducteur affichait un clignotement après 50000 cycles, et a finalement résolu le problème en remplaçant le modèle de puce.
Test de vibration: simulez l'environnement de vibration pendant le transport ou le fonctionnement de l'équipement. L'électronique automobile doit répondre à la norme de vibration ISO 16750-3 pour garantir que l'écran LCD du code du segment n'affiche aucune anomalie aux fréquences de vibration allant de 10 Hz à 500 Hz.
6, Case de pratique de l'industrie: Solutions personnalisées pour les équipements médicaux et le contrôle industriel
Cas 1: Développement de l'écran LCD du code du segment pour les oxymètres de qualité médicale
Exigence: Afficher SPO ₂ (à 3 chiffres), PR (2 chiffres), alarme à faible oxygène dans le sang (clignotement), niveau de batterie (icône).
Matériel: Sélectionnez l'écran LCD du code du segment 64 (y compris 10 icônes personnalisées), avec la puce de pilote HT1621.
Logiciel: Développer l'algorithme de rafraîchissement dynamique, hiérarchiser la mise à jour des données SPO ₂ (actualiser toutes les 200 ms) et actualiser les données PR toutes les 500 ms.
Test: réussi le test de sécurité médicale IEC 60601-1, et le contenu affiché peut toujours être lu sous une lumière forte (100000lux).
Cas 2: Développement du code de segment du convertisseur de fréquence industriel LCD
Exigence: afficher la fréquence de sortie (4 chiffres), régler la fréquence (3 chiffres) et l'état de fonctionnement (avant / revers / défaut).
Matériel: Sélectionnez l'écran LCD du code du segment du stylo 80 et utilisez PCF8576 (interface I ² C) comme schéma de conduite.
Logiciel: Implémentez l'affichage de défilement des codes d'erreur (défilement d'un chiffre toutes les 2 secondes) pour réduire le taux de mauvaise lecture des utilisateurs.
Test: Test d'affichage visuel de véhicule routier ISO 15008 passé, avec un contraste d'affichage supérieur ou égal à 5: 1 (dans un environnement lumineux fort).