En términos de viabilidad técnica: el hardware que pueda soportar este tipo de modularidad.
El diseño modular del LCD de instrumento industrial requiere que satisfaga tres requisitos principales de hardware a la vez: interfaz estandarizada; Piezas separables y sin interferencias.
Diseño de interfaz estandarizado
La pantalla LCD modular debe utilizar protocolos de interfaz generales como SPI, I2C o paralelos para una conexión y desconexión rápida del tablero de control principal. Por ejemplo, un tipo específico de controlador industrial tomaría algún tipo de interfaz paralela de 4 bits y luego podría tomar cualquier número de proveedores diferentes con sus propios módulos LCD12864 individuales y todos funcionarían porque fueron configurados para que cada pieza haga exactamente lo mismo cuando se trata de los pines VCC, GND, RS, RW, E y D0 a D7. Diseñe las interfaces de acuerdo con la regla "plug and play" para no tener problemas con conversaciones fallidas causadas por la diferencia de señal en términos de tiempo.
División de unidades de función independiente
Modularlcd necesita empaquetar displaydriv, backlightctrl, tempcompensation, etc. en submódulos separados. Usando una marca particular de medidor inteligente, tengo la pantalla LCD con un chip controlador ST7920 y una retroiluminación LED que emite 800 cd/m^2 de luz junto con algún tipo de cristal líquido de amplia temperatura: -40 grados centígrados - +85 grados centígrados. Y luego todos esos módulos se conectan entre sí a través de placas de circuitos flexibles (fpc) para permitir el aislamiento de fallas locales y el reemplazo muy rápido y fácil solo de la sección rota.
Antiinterferencia mejorado.
En los lugares industriales se producen fuertes fluctuaciones de voltaje y EMI; Los módulos tienen seguridad de hardware para una mayor confianza. Medidas como estas:
Protección de energía: use diodos TVS como el tipo 6.8V/400W para conectarlos en el punto de alimentación de su parte LCD; hacer que sujeten cosas a más o menos ráfagas electrostáticas de 8 kV; use una red de filtro pi-LC que esté en serie - con una configuración total compuesta por condensadores de electrolito líquido-líquido de 10 microfaradios y algunas perlas magnéticas junto con tapas de cerámica de 0,1 microfaradios - para eliminar ruidos superiores a 100 MHz.
Protección de señal: conecte en serie una resistencia limitadora de corriente de 22 Ω en DB0 – DB7 con las líneas de control RS,RW,E para evitar el efecto de enclavamiento. Conector FPC blindado y puesta a tierra de un solo punto para reducir el acoplamiento espacial.
Protección estructural: la carcasa del módulo tiene una cubierta protectora metálica que se utiliza para detener la interferencia de radiación del equipo, como el convertidor de frecuencia; entre el módulo y el panel frontal hay una almohadilla de 0,1 mm instalada para evitar tensiones de ensamblaje que puedan romper el sustrato de vidrio.
2)Design principle: replaceable ->fácil de mantener
El diseño de una pantalla LCD modular debe tener en cuenta 4 principios que pueden cambiar rápidamente y seguir funcionando durante mucho tiempo.
Principios de independencias funcionales.
Cada módulo debe poder llevar a cabo sus propias tareas para reducir cualquier dependencia entre-módulos. Por ejemplo, retire el circuito del controlador de luz de fondo en el tablero de control principal y muévalo al área del panel LCD para no tener esa molesta situación en la que las luces se apagan cuando hay problemas solo con la placa base. Hay una HMI en una determinada estación de bombeo de petróleo que tiene dicha HMI, lo que significa que en caso de que falle el controlador principal, esta unidad aún puede mostrar información en la pantalla a través de fuentes de alimentación de respaldo para las personas que trabajan allí y necesitan ayuda para diagnosticar problemas.
Principio de estandarización de la interfaz
Configure interfaces mecánicas y eléctricas unificadas para que los módulos de varias empresas sean compatibles entre sí. ¿Qué tamaño debe tener la interfaz mecánica? ¿Qué es este pin? ¿Qué conector usaremos, como la serie JST- PH? Interfaz eléctrica: señales, como 3.3v y 5v aceptables, especificaciones de temporización, relojes SPI por debajo de 10MHz, protocolos de conversación, Modbus RTU.
Principio de soporte intercambiable en caliente:
La pantalla LCD modular debe permitir la inserción y extracción en vivo para no causar interrupciones en la producción debido al reemplazo de la pantalla LCD-falla de energía. En el diseño hay que tener en cuenta.
Control de sincronización de energía: cuando inserta un módulo, primero es GND, segundo VCC y tercero el nivel de señal. Desenchufe en reversa para evitar daños al IC debido al nivel de señal conectado antes de que la energía sea estable.
Aislamiento de señal: agregue un optoacoplador o un chip de aislamiento magnético (como ADuM1401) al circuito de interfaz, para que pueda desconectar la señal de los problemas del bucle de tierra, así como del intercambio en caliente.
Principio de diagnóstico
Y luego debe tener una función de autocomprobación propia e indicar si la luz de fondo está rota o si el controlador IC está bloqueado mediante LED u otras interfaces. Un tipo particular de módulo LCD de controladores robóticos industriales utiliza dicha disposición; hacen parpadear un LED rojo para señalar una condición de error con un determinado conjunto de códigos de error. El personal de mantenimiento puede detectar el componente roto utilizando su número.
Caso de aplicación: Casos de uso reales de LCD modular.
Ahora Modula lcd también tiene muchos usos en todos los diferentes tipos de industrias, pero al igual que en el caso anterior, para demostrarme a mí mismo que también era posible para mí económicamente con el precio.
Caso 1: Adaptación al exterior de Agri mach. herramientas instr.
Una fábrica de maquinaria agrícola utilizó por primera vez instrumentos LCD integrados; sin embargo, en entornos con luz brillante, la pantalla se vuelve borrosa. Después de adoptar el diseño del módulo, el interior se compone de un módulo LCD translúcido donde se les agrega una capa fml semirreflectante a la capa de retroiluminación. De día, refleja la luz del entorno para crear una imagen sin utilizar luces. Por la noche, proporciona suficiente brillo gracias a la retroiluminación LED de 800 cd/m2. El módulo realiza cambios rápidos y permite a los productores decidir qué tan brillante es la luz de fondo dependiendo de si se encuentran en diferentes lugares del mundo, lo que ayuda a mantener menos cosas almacenadas.
Caso 2 Diseño antiinterferencia de instrumentos de grúa portuaria
Los instrumentos de las grúas portuarias deberían funcionar normalmente cuando hay mucha interferencia electromagnética. Cierto fabricante utiliza un diseño de LCD modular: separe el circuito del controlador del panel de visualización. El módulo controlador: TVS D, filtro π y FPC blindado: fijado en la caja de instrumentos mediante el soporte metálico, lejos de fuentes de interferencia como convertidores de frecuencia mediante acoplamiento espacial mediante el uso de FPC entre el módulo controlador y el panel de visualización. Las pruebas demostraron que esto puede permanecer encendido alrededor de un 90% menos que antes si le damos una interferencia de pulso de grupo (EFT) de 4kV.
Caso 3: Menor costo de mantenimiento del medidor inteligente
En cuanto a cierto fabricante de medidores inteligentes que tuvo por primera vez una pantalla LCD integrada, pero el material no era bueno para el frío, por lo que esta pantalla LCD se volvió difícil de ver todo el tiempo en el frío invierno de la parte norte. Después de usar un diseño modular, nuestro elec. El medidor integra una gran temperatura. Parte LCD (-40 grados ~ +85 grados) y viene con una hoja calentadora incorporada-que comienza a funcionar a baja temperatura. lugares evitando que el cristal se congele. Si algo no funciona normalmente para nosotros, entonces todo lo que hago es cambiar esta parte LCD de mi dispositivo en lugar de tener que hacer algo como cambiar un medidor completo solo porque una sección se rompió, y ahora hemos hecho que las cosas bajen hasta 100 dólares en lugar de mantener el precio original en alrededor de 500 dólares por cada operación de reparación.
