一, Adaptabilité environnementale: règles de survie dans des conditions de travail extrêmes
L'équipement industriel extérieur doit fonctionner de manière stable dans une large plage de températures de -40 degrés à 85 degrés, tout en résumant les contraintes environnementales telles que les vibrations, le spray salin et le rayonnement ultraviolet. La sélection des écrans de code de segment doit construire un système d'adaptabilité environnemental à partir de trois aspects: les matériaux, la structure et la protection.
1. Materifères à cristaux liquides à température à large température et films polarisants
La plage de température de travail des écrans de code de segment TN traditionnelles est généralement -} 20 degrés à 70 degrés, ce qui est difficile pour répondre aux besoins des zones d'altitude élevées - ou à haute température. Par exemple, dans les bornes de surveillance extérieure des parcs éoliens en Mongolie intérieure, les matériaux de cristal liquide à température ultra large (tels que le type VA ou le type FSTN) doivent être sélectionnés, et leur température de travail peut être étendue à -50 degrés à 105 degrés. Dans le même temps, le film polarisant doit être recouvert d'une couche anti-UV de durabilité élevée pour prévenir le jaunissement et une diminution de la transmittance causée par des rayons ultraviolets. Une certaine entreprise pétrochimique a autrefois provoqué des affichages d'instruments extérieurs flous en raison de l'échec de l'utilisation du film polarisant anti-UV. Après l'avoir remplacé par un film polarisant résistant aux intempéries, la durée de vie a été prolongée de 3 à 8 ans.
2. Structure sismique et méthode de connexion
L'équipement extérieur fait souvent face à des vibrations de transport et à des impacts mécaniques, et la méthode de connexion des écrans de code de segment affecte directement la fiabilité. Les connexions traditionnelles flexibles PCB (FPC) sont sujettes à la rupture dans les environnements de vibration, tandis que les broches de broches métalliques (telles que le type sismique limite) peuvent résister aux accélérations de vibration de plus de 10 g par fixation mécanique et contact élastique. Dans le système de surveillance de la charge de la grue de tour, un écran de code de segment de pied à pied métallique avec fonction de positionnement est utilisé, et aucune défaillance de contact ne s'est produite lors de tests de vibration continue pendant 5 ans.
3. Processus de protection et trois traitements de prévention
Le pulvérisation saline, l'humidité et la poussière dans les environnements extérieurs peuvent corroder les électrodes et les circuits de conduite de l'écran du code du segment. Les mesures de protection suivantes doivent être prises:
Processus d'étanchéité: Remplissez du silicone ou de la résine époxy autour de la puce du conducteur et du connecteur pour isoler la vapeur d'eau et le spray salin.
Revêtement de peinture à trois preuves: pulvérisation en acrylique ou en polyuréthane à trois épreuves de peinture à la surface du PCB, avec un niveau de protection allant jusqu'à IP65.
Conception d'étanchéité: Utilisation de l'encapsulation O - ou de l'encapsulation de soudage à ultrasons pour empêcher l'eau de pluie de s'infiltrer. Une certaine plate-forme de surveillance marine a réalisé un fonctionnement stable de l'écran de code de segment dans un environnement de pulvérisation saline pendant plus de 10 ans grâce à la combinaison de la protection mentionnée ci-dessus.
2, Performance d'affichage: optimisation de lisibilité sous des scènes de lumière et de dynamique fortes
L'intensité lumineuse dans les environnements extérieurs peut atteindre 100000 lux (lumière directe du soleil), dépassant de loin les environnements intérieurs (500 lux). L'écran de code segmenté doit garantir la lisibilité sous le mode d'affichage fort à travers le mode d'affichage, le contraste, la conception de rétroéclairage et d'autres moyens.
1. Équilibre entre les effets positifs et négatifs
Mode d'affichage positif: le segment du stylo noir s'affiche sur un fond blanc avec une réflectivité élevée, adaptée aux environnements lumineux forts. Par exemple, les instruments d'alimentation en plein air utilisent généralement des écrans de code de type TN positif, qui peuvent toujours afficher clairement des paramètres tels que la tension et le courant sous la lumière directe du soleil.
Mode d'affichage négatif: Le segment du stylo blanc s'affiche sur un fond noir ou coloré pour un effet visuel plus doux, mais nécessite un rétro-éclairage à haute luminosité. Un certain signal de trafic intelligent adopte un écran de code de type de type STN d'affichage négatif, qui permet une lisibilité équivalente à un affichage positif sous une lumière forte en augmentant la luminosité du rétroéclairage LED (supérieure ou égal à 1000 cd / m ²).
2. Contraste et optimisation de l'angle de visualisation
Le rapport de contraste des écrans de code de segment TN traditionnels est généralement de 10: 1, avec un angle de vision de seulement ± 40 degrés, ce qui peut facilement provoquer un affichage flou lorsqu'il est vu à un angle d'inclinaison. Les technologies suivantes doivent être sélectionnées pour améliorer les performances:
Technologie STN / FSTN: En arrangeant les molécules de cristal liquides ultra torsadées, le rapport de contraste est augmenté à supérieur à 20: 1 et l'angle de vision est étendu à ± 80 degrés.
Crystal liquide de type VA: En utilisant des molécules de cristal liquide disposées verticalement, le rapport de contraste peut atteindre 50: 1, et l'angle de vision est proche de 180 degrés, mais le coût est élevé, adapté aux instruments extérieurs de fin élevés -.
3. Rafraîchissement dynamique et bas bancal de puissance -
L'équipement extérieur doit fonctionner pendant une longue période, et le taux de rafraîchissement de l'écran du code du segment doit équilibrer les exigences d'affichage dynamique et le contrôle de la consommation d'énergie. Par exemple, un certain terminal de surveillance environnementale doit afficher des paramètres de temps réels - tels que la température, l'humidité, PM2,5, etc. Il adopte un schéma de conduite à cycle de service 1/4 pour obtenir un taux de rafraîchissement de 4Hz sur un écran de code de segment 4com × 32seg, avec moins de 50 μ A.
3, Protocole d'interface et puce de pilote: de la compatibilité matérielle à l'expansion de la fonction
L'écran de code de segment doit communiquer avec le MCU de contrôle principal via une puce de pilote, et le choix du protocole d'interface affecte directement la stabilité du système et l'évolutivité fonctionnelle.
1. Comparaison des protocoles d'interface grand public
I ² C Interface: ne nécessite que 2 fils (SCL, SDA), adaptés à une communication de courte distance, mais avec un taux de transmission inférieur (inférieur ou égal à 400 kbps). Une certaine station météorologique extérieure adopte la puce de pilote HT1621B avec interface I ² C, qui atteint 128 segments à travers une alimentation de 3,3 V et un rapport de biais 1/3, avec une consommation électrique de seulement 12 μ A.
Interface SPI: prend en charge la transmission de vitesse élevée - (supérieure ou égale à 10 Mbps), adaptée aux exigences d'affichage complexes. Par exemple, la puce de pilote VK2C23A prend en charge l'écran de code du segment 56SEG × 4COM via l'interface SPI et intègre la fonction de balayage du clavier, ce qui peut simplifier la conception de l'équipement extérieur.
Interface parallèle: vitesse de transmission élevée, mais occupe de nombreuses épingles, adaptées aux dispositifs traditionnels faibles -. Un certain ancien instrument industriel utilise l'écran de code du segment de lecteur direct STM32 GPIO. Bien que le coût soit faible, il nécessite 16 broches et manque de conception d'interférence anti-.
2. Anti-interférence et faible - conception d'alimentation des puces de conducteur
Il y a une forte interférence électromagnétique (EMI) dans les environnements extérieurs, et la puce du conducteur doit avoir les caractéristiques suivantes:
Protection ESD: prend en charge la décharge électrostatique au-dessus de 15 kV et répond à la norme IEC 61000-4-2.
Fonctionnement basse tension: prend en charge une entrée de tension large de 1,8 V à 5,5 V, adaptée aux scénarios alimentés par batterie.
Mode d'économie d'alimentation: entrez le mode de sommeil via la commande, actuel<1 μ A. For example, the BH67F5255 chip only requires 0.5 μ A current in deep sleep mode, making it suitable for outdoor devices powered by solar energy.
4, cas de demande typique: vérification du laboratoire au site extérieur
Cas 1: Terminal de surveillance pour une centrale photovoltaïque à haute altitude
Une certaine centrale photovoltaïque du plateau est située à une altitude de 4500 mètres, avec une plage de température ambiante de -45 degrés à 35 degrés et une intensité légère de 120000 lux. Les points clés pour la sélection sont les suivants:
Type d'écran de code de segment: écran d'affichage positif de type FSTN, rapport de contraste 15: 1, température de travail -50 degrés à 85 degrés.
Coup de conducteur: HT1622, prend en charge l'interface SPI et le conducteur du cycle de service 1/4, avec une consommation électrique de 20 μ A.
Conception de la protection: connexion à broches en métal, PCB recouverte de peinture à trois preuves, niveau de protection global IP67.
Le terminal a montré un taux de défaillance de 0 au cours de trois années de fonctionnement consécutives, vérifiant la fiabilité de la solution sélectionnée.
Cas 2: Instrumentation pour les plates-formes de forage offshore
Une certaine plate-forme de forage offshore fait face à de fortes vibrations (accélération de la 5G) et à la corrosion par pulvérisation saline. Les points de sélection clés sont les suivants:
Type d'écran de code de segment: écran d'affichage négatif VA, rapport de contraste 50: 1, angle de visualisation ± 80 degrés.
Poufle du pilote: VK2C23B, interface I ² C intégrée et scintillement du clavier, prend en charge le pilote 56SEG × 4COM.
Conception de protection: emballage de soudage à ultrasons, encapsulation interne en silicone, luminosité du rétro-éclairage de 1500 cd / m ².
L'instrument a réussi le test de pulvérisation saline sans corrosion pendant 96 heures et n'a montré aucun scintillement dans le test de vibration.
