1, Essència tècnica: Mecanisme de resposta de camp elèctric de molècules de cristall líquid
El nucli de la pantalla del codi del segment és la capa molecular de cristall líquid i el seu principi de visualització es basa en els canvis d’arranjament de molècules de cristall líquid sota l’acció d’un camp elèctric. Quan s’aplica una tensió a través dels elèctrodes, les molècules de cristall líquid es desvien, canviant la direcció de polarització de la llum i presentant un contrast entre la brillantor i la foscor sota l’acció del polaritzador. Aquest procés té requisits estrictes per a l'estabilitat de la tensió, la polaritat i l'amplitud:
Característiques de la conducció de CA: Les molècules de cristall líquid han de ser impulsades per un camp elèctric de CA i la tensió de corrent continu pot causar reaccions electrolítiques, danyar l'estructura de les molècules de cristall líquid i causar problemes com la pantalla borrosa i la vida reduïda. Els estàndards de la indústria exigeixen que el component de corrent continu no hagi de superar els 50mV i la polaritat de tensió s'hauria de revertir periòdicament per eliminar les imatges residuals.
Tensió del llindar i voltatge de saturació: Les molècules de cristall líquid han de respondre eficaçment dins d’un rang de tensió específic. La tensió llindar (VTH) és la tensió més baixa a la qual el cristall líquid comença a desviar -se, i la tensió de saturació (VSAT) és la tensió més alta a la qual el cristall líquid es desvia completament. La VTH d'una pantalla de codi de segment típic és d'aproximadament 1,0-1.5V, i VSAT és d'aproximadament 3.0-4.5V.
2, Range de tensió de treball: disseny normalitzat de 3V a 5V
El rang de tensió de treball de la pantalla del codi del segment industrial sol establir -se en 3V a 5V, que equilibra el rendiment i el cost:
Valor típic de tensió:
3.3V: adequats per a escenaris de potència baix - com ara dispositius mèdics portàtils, sensors intel·ligents, etc., el seu consum d'energia pot arribar a ser tan baix com 10 μ A/cm ².
5V: proporciona una capacitat de conducció més forta, adequada per a requisits de resposta ràpida, com ara panells de control industrial, instruments exteriors, etc.
Tolerància de tensió: En ús pràctic, les fluctuacions de tensió s’han de controlar dins de ± 0,04V per assegurar la claredat de la visualització. Per exemple, quan la fluctuació de tensió d’una pantalla de codi de segment en marxa 5V supera els 5.04V o cau per sota de 4.96V, pot haver -hi una disminució en contrast o problemes d’imatge residual.
ADAPTABILITAT DE TEMPERACIÓ AMPLIA: La pantalla de codi de segment final High - suporta un rang de temperatura ampli de - de 35 graus a 85 graus optimitzant el material LCD i el circuit de conducció. En entorns de baixa temperatura, és necessari augmentar la tensió de funcionament (com ara de 3,3V a 4.0V) per compensar la disminució de la velocitat de resposta de la molècula de cristall líquid; En ambients d’alta temperatura, cal reduir la tensió per evitar fuites de cristall líquid.
3, Solució d’accionament: la ruta de la tecnologia bàsica del control de tensió
La conducció de la pantalla del codi del segment s’ha d’assolir mitjançant MCU (microcontrolador) o xip de conducció dedicat, i la seva estratègia de control de tensió afecta directament l’efecte de visualització:
Solució de xip de controlador dedicat:
Selecció de xips: xips utilitzats habitualment com HT1621, HT1622, etc., suporten les relacions de biaix 1/2, 1/3 i 1/4 i es poden adaptar de manera flexible a diferents requisits de tensió. Per exemple, quan es pot alimentar per 3,3V, una relació de biaix 1/3 pot controlar amb precisió la tensió llindar a 1.1V (3,3V/3).
Interfície de comunicació: el xip de controlador es comunica amb la MCU a través de ports en sèrie com I ² C i SPI, reduint l’ocupació del PIN i reduint els costos del maquinari.
MCU construït - a la solució del controlador:
Utilització de recursos: Alguns MCU (com EFM8SB10F8) integren els perifèrics del controlador LCD, que donen suport a les relacions de biaix 1/3 i 1/4 i poden produir directament formes d'ona de tensió que compleixin els requisits de les pantalles de codi de segment.
Avantatges del rendiment: La MCU amb construït - al controlador té una freqüència de rellotge de fins a 25 MHz, precisió del temporitzador del ± 2%i pot aconseguir un voltatge ràpid de tensió i un control de sincronització precís, evitant que es mostri la pantalla.
Esquema de controladors de simulació de ports IO:
Escenari aplicable: adequat per a pantalles de codi de segment amb menys punts (com ara pantalles digitals de 8 bits), sortida directament de formes d'ona de tensió a través del port IO de la MCU.
Disseny de maquinari: 100K - 200K Pull - UP/Les resistències desplegables han de connectar-se externament als ports COM i SEG, i la relació de biaix només es pot seleccionar com a 1/2, cosa que limita la velocitat de contrast i de resposta.
4, Aplicació pràctica: adaptació de l'escena del disseny de tensió
El disseny de tensió de la pantalla del codi del segment industrial ha de ser optimitzat segons els escenaris específics d'aplicació:
En el camp de l’electrònica de consum:
CAS: L’escala electrònica adopta una pantalla de codi de segment alimentada per 3.3V i aconsegueix la pantalla d’alimentació baixa - mitjançant el xip de controlador HT1621. El corrent d'espera és de només 0,6 μ A, que amplia la durada de la bateria a més d'un any.
En el camp del control industrial:
CAS: El tauler de control PLC adopta una pantalla de codi de segment alimentada per 5V i aconsegueix una visualització d’alt contrast a través del {{1} construït al controlador d’EFM8SB10F8 MCU. Encara pot mostrar clarament l'estat del dispositiu i els paràmetres en entorns que van des de -20 graus fins als 70 graus.
En el camp dels equips mèdics:
CAS: L’instrument de diagnòstic d’ultrasons portàtil adopta un disseny combinat d’una font de retroil·luminació de 3.0V i una pantalla de codi de segment de 3.3V. La concordança de tensió s’aconsegueix mitjançant la divisió de tensió de resistència del port sèrie, cosa que redueix el consum d’energia global alhora que s’assegura l’efecte de visualització.
