一, Adaptabilitat ambiental: regles de supervivència en condicions de treball extremes
Els equips industrials exteriors han de funcionar de manera estable en un ampli rang de temperatures de -40 graus fins a 85 graus, mentre que resisteix a tensions ambientals com ara vibracions, esprai de sal i radiació ultraviolada. La selecció de pantalles de codi de segment necessita crear un sistema d’adaptabilitat ambiental a partir de tres aspectes: materials, estructura i protecció.
1.
El rang de temperatura de treball de les pantalles tradicionals de codis de segment TN sol ser - de 20 a 70 graus, cosa que és difícil de satisfer les necessitats de les zones altes - o a les zones de temperatura alta. Per exemple, a les terminals de control exterior dels parcs eòlics a Mongòlia interior, cal seleccionar materials de cristall líquid de temperatura ultra ampla (com el tipus VA o el tipus FSTN) i la seva temperatura de treball es pot estendre a -50 graus a 105 graus. Al mateix temps, la pel·lícula polaritzadora ha de recobrir una capa anti -UV d’alta durabilitat per evitar el groc i una disminució de la transmitància causada per raigs ultraviolats. Una certa empresa petroquímica va causar una vegada que es va produir un instrument a l'aire lliure borrós a causa del fracàs en l'ús de pel·lícules polaritzants anti -UV. Després de substituir -la per una pel·lícula polaritzant resistent al temps, la vida útil es va estendre de 3 a 8 anys.
2. Estructura sísmica i mètode de connexió
Els equips a l’aire lliure solen afrontar vibracions de transport i impactes mecànics i el mètode de connexió de les pantalles de codi del segment afecta directament la fiabilitat. Les connexions tradicionals de PCB flexible (FPC) són propenses a trencar -se en entorns de vibració, mentre que els pins de pin de metall (com el tipus sísmic limitat) poden suportar acceleracions de vibració de més de 10g mitjançant fixació mecànica i contacte elàstic. Al sistema de control de càrrega de la grua de la torre, s’utilitza una pantalla del codi del segment de peu de metall amb funció de posicionament i no s’ha produït cap fallada de contacte en proves de vibració contínua durant 5 anys.
3. Procés de protecció i tres tractament de prevenció
Esprai de sal, humitat i pols en entorns exteriors poden corroir els elèctrodes i els circuits d’accionament de la pantalla del codi del segment. S'han de prendre les mesures de protecció següents:
Procés de segellat: ompliu la resina de silicona o epoxi al voltant del xip del conductor i el connector per aïllar el vapor d’aigua i el polvoritzador de sal.
Recobriment de pintura de tres proves: acrílic de poligrafia o poliuretà tres proves a la superfície del PCB, amb un nivell de protecció de fins a IP65.
Disseny de segellat: utilitzant l'encapsulació de soldadura O - o ultrasons per evitar que l'aigua de pluja es filtri. Una determinada plataforma de control marí ha aconseguit un funcionament estable de la pantalla del codi del segment en un entorn de polvorització de sal durant més de 10 anys mitjançant la combinació de protecció esmentada anteriorment.
2, Rendiment de visualització: optimització de la llegibilitat en escenes de llum i llum forta
La intensitat de la llum en ambients exteriors pot arribar a 100.000 Lux (llum directa del sol), superant els ambients interiors (500 Lux). La pantalla de codi segmentada ha de garantir la llegibilitat amb llum forta a través del mode de visualització, el contrast, el disseny de la llum de la llum i altres mitjans.
1. Equilibri entre efectes positius i negatius
Mode de visualització positiva: el segment de ploma negre es mostra sobre un fons blanc amb una alta reflectivitat, adequada per a ambients de llum forts. Per exemple, els instruments de potència exteriors utilitzen habitualment pantalles de codi de segment TN positives, que encara poden mostrar clarament paràmetres com la tensió i el corrent sota llum solar directa.
Mode de visualització negativa: el segment de ploma blanc es mostra en un fons negre o de colors per obtenir un efecte visual més suau, però requereix una gran llum de llum. Un determinat senyal de trànsit intel·ligent adopta una pantalla de codi de segment STN de pantalla negativa, que aconsegueix la llegibilitat equivalent a la pantalla positiva sota llum forta augmentant la brillantor de llum del LED (superior o igual a 1000 cd/m ²).
2. Contrast i optimització de l'angle de visualització
La proporció de contrast de les pantalles tradicionals de codis del segment TN sol ser de 10: 1, amb un angle de visualització de només ± 40 graus, que pot provocar una difusió de la pantalla quan es veu en un angle d'inclinació. Cal seleccionar les següents tecnologies per millorar el rendiment:
Tecnologia STN/FSTN: En organitzar molècules de cristall líquid ultra retorçades, la proporció de contrast s’incrementa fins a 20: 1 i l’angle de visualització s’estén a ± 80 graus.
Cristall líquid de tipus VA: utilitzant molècules de cristall líquid disposats verticalment, la relació de contrast pot arribar a 50: 1 i l’angle de visualització és a prop de 180 graus, però el cost és elevat, adequat per a instruments exteriors alts -.
3. Actualització dinàmica i baixa - saldo de potència
Els equips exteriors han de funcionar durant molt de temps i la velocitat d’actualització de la pantalla del codi del segment ha d’equilibrar els requisits dinàmics de visualització i el control del consum d’energia. Per exemple, un determinat terminal de control ambiental necessita mostrar paràmetres de temps real - com ara la temperatura, la humitat, PM2.5, etc.
3, protocol d'interfície i xip de controlador: des de la compatibilitat del maquinari fins a l'expansió de la funció
La pantalla del codi del segment ha de comunicar -se amb la MCU de control principal a través d’un xip de controlador i l’elecció del protocol d’interfície afecta directament l’estabilitat del sistema i l’escalabilitat funcional.
1. Comparació dels protocols d’interfície del corrent principal
I ² C Interfície: només requereix 2 cables (SCL, SDA), adequats per a una comunicació de distància a curta distància, però amb una taxa de transmissió inferior (inferior o igual a 400 kbps). Una determinada estació meteorològica a l'aire lliure adopta el xip de controlador HT1621B amb la interfície I ² C, que aconsegueix la conducció de 128 segments mitjançant una subministrament d'alimentació de 3,3V i una proporció de biaix 1/3, amb un consum d'energia de només 12 μ A.
Interfície SPI: admet la transmissió de velocitat alta - (superior o igual a 10 Mbps), adequada per a requisits de visualització complexos. Per exemple, el xip de controlador VK2C23A admet la pantalla de codi de segment 56SEG × 4com mitjançant la interfície SPI i integra la funció d’escaneig del teclat, que pot simplificar el disseny d’equips exteriors.
Interfície paral·lela: alta velocitat de transmissió, però ocupa molts pins, adequats per a baixos - dispositius tradicionals. Un determinat instrument industrial utilitza la pantalla del segment de la unitat directa STM32 GPIO. Tot i que el cost és baix, requereix 16 pins i manca de disseny d’interferències anti -.
2. Interferència anti i baixa - Disseny d'energia dels xips del controlador
Hi ha una forta interferència electromagnètica (EMI) en entorns exteriors i el xip del conductor ha de tenir les següents característiques:
Protecció ESD: suporta la descàrrega electrostàtica per sobre de 15 kV i compleix l'estàndard IEC 61000-4-2.
Funcionament de baixa tensió: suporta una entrada de tensió àmplia de 1,8V a 5.5V, adequada per a escenaris alimentats amb bateries.
Mode d'estalvi d'energia: introduïu el mode de suspensió mitjançant l'ordre, actual<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 d’aplicació típic: verificació del laboratori al lloc exterior
Cas 1: Terminal de control per a l'estació fotovoltaica d'altitud a gran altitud
Una determinada central fotovoltaica de l'altiplà es troba a una altitud de 4500 metres, amb un rang de temperatura ambient de -45 a 35 graus i una intensitat de llum de 120000 Lux. Els punts clau per a la selecció són els següents:
Tipus de pantalla del codi de segment: pantalla de visualització positiva de tipus FSTN, proporció de contrast 15: 1, temperatura de treball -50 graus a 85 graus.
Xip de controlador: HT1622, admet la interfície SPI i el controlador de cicle de treball 1/4, amb un consum d'energia de 20 μ A.
Disseny de protecció: connexió de pin Pin de metall, PCB recobert de tres proves de pintura, nivell global de protecció IP67.
El terminal ha mostrat una taxa de fallada de 0 durant tres anys de funcionament consecutius, verificant la fiabilitat de la solució seleccionada.
Cas 2: Instrumentació per a plataformes de perforació a alta mar
Una determinada plataforma de perforació en alta mar està afrontant vibracions fortes (acceleració de 5G) i corrosió de polvorització de sal. Els punts de selecció clau són els següents:
Tipus de pantalla del codi de segment: pantalla de visualització negativa VA, relació de contrast 50: 1, angle de visualització ± 80 graus.
Xip de controlador: VK2C23B, Integració I ² C interfície i exploració del teclat, admet el controlador 56SEG × 4Com.
Disseny de protecció: envasos de soldadura per ultrasons, encapsulació interna de silicona, brillantor de llum de 1500 cd/m ².
L’instrument va passar la prova de polvorització de sal sense corrosió durant 96 hores i no va mostrar cap parpelleig a la prova de vibració.
