技術的な実現可能性の観点から言えば、この種のモジュール性をサポートできるハードウェアです。
産業機器用 LCD のモジュラー設計では、標準化されたインターフェイスという 3 つの主要なハードウェア要件を一度に満たす必要があります。分割可能で干渉もありません。
標準化されたインターフェース設計
モジュラー LCD は、プライマリ制御ボードとの接続や切断を迅速に行うために、SPI、I2C、またはパラレル プロトコルなどの一般的なインターフェイス プロトコルを使用する必要があります。特定の種類の産業用コントローラーが、ある種の 4 ビット パラレル インターフェイスを使用し、独自の LCD12864 モジュールを備えたさまざまなサプライヤーを任意の数だけ使用でき、すべてが機能するのと同じように、VCC、GND、RS、RW、E、および D0 ～ D7 ピンに関しては、すべての部品がまったく同じ動作をするように設定されているためです。信号の時間的な違いによる会話の失敗が問題にならないように、「プラグ アンド プレイ」ルールに従ってインターフェイスを設計します。
独立した機能ユニットの分割
Modularlcd では、displaydrive、backlightctrl、tempcompensation などを別のサブモジュールにパッケージ化する必要があります。私が使用している特定のブランドのスマート メーターを使用している LCD には、ST7920 ドライバー チップと、800 cd/m^2 の光を発する LED バックライトと、摂氏 -40 度 - +85 度の一種の広温度液晶材料が搭載されています。そして、これらのモジュールはすべてフレキシブル回路基板 (fpc) を介して接続されており、局所的な障害の分離と破損した部分のみの非常に迅速かつ簡単な交換が可能になります。
干渉防止が改善されました。
工業地帯では強い EMI と電圧変動が発生します。モジュールにはハードウェア安全性があり、信頼性が向上します。次のような対策が必要です。
電源保護: 6.8V/400W のような TVS ダイオードを使用して、LCD 部分の電源点でそれらをリンクします。プラスまたはマイナス 8kV の静電バーストに物事をクランプさせます。約 100 MHz を超えるノイズを除去するために、10 マイクロファラッドの液体電解質コンデンサといくつかの磁気ビーズ、および 0.1 マイクロファラッドのセラミック タイプのキャップ - で構成される全体構成で、直列に接続された pi-LC フィルタ ネット - を使用します。
信号保護: ラッチアップ効果を防ぐために、DB0 – DB7 と制御ライン RS、RW、E に 22Ω の電流制限抵抗を直列に接続します。空間結合を軽減するためのシールドされた FPC コネクタと単一点接地。
構造的保護: モジュールシェルには、周波数コンバータなどの機器の放射干渉を防ぐために使用される金属シールドカバーがあり、モジュールとフロントパネルの間には、ガラス基板を破損する可能性のあるアセンブリストレスを防ぐために0.1 mmのパッドが取り付けられています。
2)Design principle: replaceable ->メンテナンスが簡単
モジュール式 LCD を設計するには、迅速な変化と長時間の動作を可能にする 4 つの原則を考慮する必要があります。
機能的独立性の原則。
モジュール間の依存関係を軽減するには、各モジュールが独自のタスクを実行できる必要があります。-メインコントロールボードのバックライトドライバー回路を外すのと同じように、それを液晶パネルエリアに移すことで、マザーボードだけで問題が発生したときにライトが消えてしまうという迷惑な状況を避けることができます。特定の油ポンプ所にはそのような HMI があり、これは主コントローラーが故障した場合でも、このユニットは問題の診断に支援が必要な現場で働く人々のためにバックアップ電源を介して画面に情報を表示できることを意味します。
インターフェース標準化の原則
各社のモジュールが相互に互換性を持つように、統一された機械的および電気的インターフェイスを設定します。メカニカルインターフェースはどのくらいの大きさにすればよいですか?このピンは何ですか、どのコネクタを使用しますか（JST- PH シリーズなど）。電気インターフェース: 3.3v および 5v などの信号、タイミング仕様、10MHz 未満の SPI クロック、トーク プロトコル、Modbus RTU。
ホットスワップ対応のサポート原則:
モジュラー LCD は、停電した LCD の交換による生産の中断を避けるために、ライブ挿入と取り外しを可能にする必要があります。-設計時には考慮する必要があります。
電源タイミング制御: モジュールを挿入すると、最初に GND、2 番目に VCC、3 番目に信号レベルになります。電力が安定する前に信号レベルの接続による IC の損傷を避けるために、逆にプラグを抜きます。
信号絶縁: インターフェース回路にフォトカプラまたは磁気絶縁チップ (ADuM1401 など) を追加すると、グランド ループの問題やホット スワップから信号を切り離すことができます。
診断原理
そして、独自のセルフチェック機能を備え、バックライトが壊れているかどうか、または LED またはその他のインターフェイスを介してドライバー IC がロックしているかどうかを通知する必要があります。特定の種類の産業用ロボット コントローラーの LCD モジュールでは、このような配置が使用されます。赤色の LED を点滅させて、特定のエラー コードのセットでエラー状態を知らせます。保守スタッフは、その番号を使用して壊れたコンポーネントを特定できます。
応用例：モジュラーLCDの実際の使用例。
現在、Modula 液晶ディスプレイはさまざまな業界で非常に多くの用途に使用されていますが、上記のケースと同様に、この価格で私にも経済的に可能であることを証明しています。
事例１：アグリマッハの屋外適応。ツールの説明
農業機械工場で初めて統合型 LCD 機器が使用されました。ただし、明るい光環境下では表示がぼやけてしまいます。モジュラー設計を採用した後、insumtint はバックライト層に半反射 fml 層を追加した Translucd 液晶モジュールから構成されています。日中は照明を使わずに周囲の光を反射して画像を作成します。 800cd/m2のLEDバックライトにより夜間でも十分な明るさを確保。このモジュールは高速スイッチングを実行し、生産者が世界中のさまざまな場所にいるかどうかに応じてバックライトをどの程度明るくするかを決定できるため、保存されるものを少なくすることができます。
ケース 2 ポートクレーン計器の干渉防止設計-
港湾クレーンの計器は、多量の電磁干渉がある場合でも正常に動作するはずです。あるメーカーでは、ドライバー回路を表示パネルから分離したモジュラー LCD 設計を採用しています。ドライバーモジュール: TVS D、πフィルターおよびシールドFPC: ドライバーモジュールとディスプレイパネルの間にFPCを使用することにより、空間結合を介して周波数コンバーターなどの干渉源から離れた金属ブラケットによって計器ボックス内に固定されます。テストでは、4kV グループ パルス干渉 (EFT) を与えた場合、これが以前よりも約 90% 少ない頻度でオンになることが証明されました。
事例3：スマートメーターの維持コスト削減
某スマートメーターメーカーさんは、最初は液晶一体型を開発したんですが、寒さに弱い素材だったので、北国の寒い冬場はずっと液晶が見づらかったんです。モジュール化された設計を使用した後、私たちのエレク。メーターには大きな温度が組み込まれています。液晶部（-40度～+85度）、低温から作動するヒートアップシートを内蔵しており、-結晶の凍結を止めて固定します。何かが正常に動作しない場合は、デバイスの液晶部分を交換するだけで済みます。一部が壊れたからといってメーター全体を交換するようなことは必要ありません。修理作業ごとに元の価格が約 500 ドルにとどまる代わりに、現在では 100 ドルまで値下げしました。
