صحبت در مورد اصل طراحی صفحه نمایش LED در قطار مترو

اصل طراحی اصلی صفحه نمایش LED در قطار مترو

اصل طراحی اصلی صفحه نمایش LED مترو؛به عنوان یک پایانه نمایش اطلاعات عمومی در مترو، صفحه نمایش LED داخلی دارای طیف گسترده ای از ارزش تجاری و عمرانی است.

در حال حاضر، وسایل نقلیه مترو که در چین کار می کنند به طور کلی مجهز به صفحه نمایش LED داخلی هستند، اما عملکردهای اضافی کمی وجود دارد و محتوای نمایش تک صفحه ای وجود دارد.به منظور همکاری با استفاده از سیستم جدید اطلاعات مسافران مترو، صفحه نمایش دینامیک LED مترو چند اتوبوسی جدید را طراحی کرده ایم.

صفحه نمایش نه تنها دارای رابط های اتوبوس متعدد در ارتباطات خارجی است، بلکه از دستگاه های باس واحد و I2C در طراحی مدار کنترل داخلی نیز استفاده می کند.

دو نوع وجود داردصفحه نمایش LEDدر مترو: یکی در قسمت بیرونی واگن برای نمایش بخش حرکت قطار، جهت حرکت و نام ایستگاه فعلی قرار می گیرد که با زبان چینی و انگلیسی سازگار است.سایر اطلاعات خدمات نیز می تواند با توجه به نیازهای عملیات نمایش داده شود.نمایش متن می تواند ثابت، اسکرول، ترجمه، آبشار، انیمیشن و جلوه های دیگر باشد و تعداد کاراکترهای نمایش داده شده 16 × 12 16 کاراکتر ماتریس نقطه است.دیگری صفحه نمایش LED داخلی ترمینال است که در قطار قرار می گیرد.صفحه نمایش ال ای دی داخلی ترمینال می تواند ترمینال را با توجه به الزامات عملیات قطار از پیش تنظیم کند و ترمینال فعلی و همچنین دمای فعلی قطار را با 16 کاراکتر × هشت کاراکتر ماتریس 16 نقطه در زمان واقعی نمایش دهد.

ترکیب سیستم

صفحه نمایش سیستم LED از یک واحد کنترل میکرو کامپیوتر تک تراشه و یک واحد نمایش تشکیل شده است.یک واحد نمایشگر می تواند 16 × 16 نویسه چینی را نمایش دهد.اگر اندازه مشخصی از سیستم نمایشگر گرافیکی LED تولید شود، می توان با استفاده از چندین واحد نمایشگر هوشمند و روش "بلوک های ساختمانی" به آن پی برد.ارتباط سریال بین واحدهای نمایشگر در سیستم استفاده می شود.واحد کنترل علاوه بر کنترل واحد نمایشگر و انتقال دستورالعمل ها و سیگنال های رایانه بالایی، با یک سنسور دمای دیجیتال تک باس 18B20 نیز تعبیه شده است.به لطف طراحی ماژول مدار کنترل، در صورت وجود الزامات برای اندازه گیری رطوبت، 18b20 را می توان به مدار ماژول متشکل از DS2438 از دالاس و HIH23610 از HoneywELL ارتقا داد.به منظور رفع نیازهای ارتباطی کل وسیله نقلیه، گذرگاه CAN برای ارتباط بین رایانه بالایی و هر واحد کنترل در خودرو استفاده می شود.

طراحی سخت افزاری

واحد نمایشگر از صفحه نمایش LED و مدار نمایشگر تشکیل شده است.صفحه نمایش LED واحد از 4 ماژول ماتریس نقطه × واحد نمایش هوشمند جهانی 64 نقطه ماتریس تشکیل شده است، یک واحد نمایشگر می تواند 4 نویسه یا نماد چینی ماتریس 16 × 16 نقطه را نمایش دهد.ارتباط سریال بین واحدهای نمایشگر در سیستم استفاده می شود تا کار کل سیستم هماهنگ و یکپارچه شود.مدار نمایشگر از دو پورت کابل تخت 16 پین، دو درایور گذرگاه 74H245، یک اینورتر 74HC04D شش، دو رسیور هشت 74H138 و هشت گیره شیفت 74HC595 تشکیل شده است.هسته مدار کنترل میکروکنترلر پرسرعت 77E58 WINBOND است و فرکانس کریستالی 24 مگاهرتز است.AT24C020 یک EP2ROM مبتنی بر گذرگاه سریال I2C است که عبارات از پیش تعیین شده مانند نام ایستگاه های مترو، احوالپرسی و غیره را ذخیره می کند. دمای خودرو توسط سنسور دمای دیجیتال تک اتوبوس 18b20 اندازه گیری می شود.SJA1000 و TJA1040 به ترتیب کنترل کننده باس CAN و فرستنده گیرنده هستند.

طراحی واحد مدار کنترل

کل سیستم میکروکنترلر دینامیکی 77E58 Winbond را به عنوان هسته می گیرد.77E58 از یک هسته ریزپردازنده بازطراحی شده استفاده می کند و دستورالعمل های آن با سری 51 سازگار است.با این حال، از آنجایی که چرخه ساعت فقط 4 سیکل است، سرعت اجرای آن به طور کلی 2 تا 3 برابر بیشتر از 8051 سنتی در همان فرکانس ساعت است.بنابراین، فرکانس مورد نیاز برای میکروکنترلر در نمایش پویا از کاراکترهای چینی با ظرفیت بالا به خوبی حل شده است و داگ نیز ارائه شده است.77E58 فلش مموری AT29C020 را از طریق قفل 74LS373 با اندازه 256K کنترل می کند.از آنجایی که ظرفیت حافظه بیشتر از 64K است، طراحی از روش آدرس دهی صفحه بندی استفاده می کند، یعنی از P1.1 و P1.2 برای انتخاب صفحات برای فلش مموری استفاده می شود که به چهار صفحه تقسیم می شود.اندازه آدرس دهی هر صفحه 64K است.علاوه بر انتخاب تراشه‌های AT29C020، P1.5 تضمین می‌کند که P1.1 و P1.2 هنگام استفاده مجدد در رابط کابل تخت 16 پین، باعث عملکرد نادرست AT29C020 نمی‌شوند.کنترلر CAN بخش کلیدی ارتباط است.به منظور بهبود توانایی ضد تداخل، یک اپتوکوپلر پرسرعت 6N137 بین کنترلر CAN SJA1000 و گیرنده CAN TJA1040 اضافه شده است.میکروکنترلر تراشه کنترلر CAN SJA1000 را از طریق P3.0 انتخاب می کند.18B20 یک دستگاه تک اتوبوس است.فقط به یک پورت I/O برای رابط بین دستگاه و میکروکنترلر نیاز دارد.این می تواند مستقیما دما را به سیگنال دیجیتال تبدیل کرده و به صورت سریال در حالت کد دیجیتال 9 بیتی خروجی دهد.P1.4 در مدار کنترل برای تکمیل عملکردهای انتخاب تراشه و انتقال داده 18B20 انتخاب شده است.کابل ساعت SCL و کابل داده دو طرفه SDA AT24C020 به ترتیب به رابط های سیم مسطح پین P1.6 و P1.7.16 میکروکنترلر که بخش های رابط مدار کنترل و مدار نمایشگر هستند وصل می شوند.

نمایش اتصال و کنترل واحد

قسمت مدار نمایشگر با پورت سیم تخت 16 پین قسمت مدار کنترل از طریق درگاه سیم تخت 16 پین (1) متصل می شود که دستورالعمل ها و داده های میکروکنترلر را به مدار نمایشگر LED منتقل می کند.سیم تخت 16 پین (2) برای آبشاری چند صفحه نمایش استفاده می شود.اتصال آن اساساً مانند پورت سیم مسطح 16 پین (1) است، اما باید توجه داشت که انتهای R آن از چپ به راست در شکل 2 به انتهای DS هشتم 74H595 متصل می شود، در هنگام آبشاری، خواهد بود. به صورت سری با پورت کابل تخت 16 پین (1) صفحه نمایش بعدی (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است) متصل شده است.CLK پایانه سیگنال ساعت، STR پایانه قفل ردیف، R پایانه داده، G (GND) و LOE پایانه های فعال کننده نور ردیف و A، B، C، D پایانه های انتخاب ردیف هستند.عملکردهای خاص هر پورت به شرح زیر است: A، B، C، D پایانه های انتخاب ردیف هستند که برای کنترل ارسال خاص داده ها از رایانه بالایی به ردیف تعیین شده در صفحه نمایش استفاده می شود و R داده ها است. ترمینال که داده های ارسال شده توسط میکروکنترلر را می پذیرد.ترتیب کار واحد نمایشگر LED به شرح زیر است: پس از اینکه ترمینال سیگنال ساعت CLK داده ای را در ترمینال R دریافت کرد، مدار کنترل به صورت دستی لبه افزایشی پالس می دهد و STR در ردیف داده ها قرار می گیرد (16 × 4) پس از انتقال تمام 64 داده، یک لبه افزایشی از پالس برای قفل کردن داده ها داده می شود.LOE توسط میکروکنترلر روی 1 تنظیم می شود تا خط روشن شود.نمودار شماتیک مدار نمایشگر در شکل 3 نشان داده شده است.

طراحی مدولار

وسایل نقلیه مترو با توجه به وضعیت واقعی، الزامات مختلفی برای نمایشگر LED داخلی دارند، بنابراین ما هنگام طراحی مدار این را کاملاً در نظر گرفته‌ایم، یعنی به شرط اطمینان از اینکه عملکردها و ساختارهای اصلی بدون تغییر باقی می‌مانند، می‌توان ماژول‌های خاصی را تعویض کرد.این ساختار باعث می شود مدار کنترل LED قابلیت انبساط و سهولت استفاده داشته باشد.

ماژول دما و رطوبت

در مناطق گرم و بارانی جنوب، اگرچه دمای هوای مطبوع در خودرو ثابت است، اما رطوبت نیز شاخص مهمی است که مسافران به آن اهمیت می دهند.ماژول دما و رطوبت طراحی شده توسط ما عملکرد اندازه گیری دما و رطوبت را دارد.ماژول دما و ماژول دما و رطوبت دارای رابط سوکت یکسانی هستند، که هر دو ساختار تک باس هستند و توسط پورت P1.4 کنترل می شوند، بنابراین تبادل آنها راحت است.HIH3610 یک سنسور رطوبت یکپارچه سه ترمینال با خروجی ولتاژ تولید شده توسط شرکت هانیول است.DS2438 یک مبدل A/D 10 بیتی با یک رابط ارتباطی تک باس است.این تراشه دارای یک سنسور دمای دیجیتال با وضوح بالا است که می تواند برای جبران دمای سنسورهای رطوبت استفاده شود.

ماژول توسعه باس 485

اتوبوس 485 به عنوان یک اتوبوس بالغ و ارزان در زمینه صنعتی و ترافیکی جایگاهی بی بدیل دارد.بنابراین ما یک ماژول توسعه باس 485 را طراحی کرده ایم که می تواند جایگزین ماژول CAN اصلی برای ارتباطات خارجی شود.این ماژول از عایق فوتوالکتریک MAXIM MXL1535E به عنوان فرستنده گیرنده 485 استفاده می کند.برای اطمینان از سازگاری کنترل، هر دو تراشه MXL1535E و SJA1000 از طریق P3.0 انتخاب می شوند.علاوه بر این، عایق الکتریکی 2500VRMS بین سمت RS2485 و کنترلر یا سمت منطق کنترل از طریق ترانسفورماتور ارائه می شود.مدار دیود TVS به قسمت خروجی ماژول اضافه می شود تا تداخل افزایش موج خط را کاهش دهد.همچنین می توان از جامپرها برای تصمیم گیری در مورد بارگیری مقاومت ترمینال اتوبوس استفاده کرد.

طراحی نرم افزار

نرم افزار سیستم از نرم افزار مدیریت کامپیوتر بالایی و نرم افزار کنترل کننده واحد تشکیل شده است.نرم افزار مدیریت کامپیوتر بالایی بر روی پلت فرم عامل Windows22000 با استفاده از C++BUILD6.0، شامل انتخاب حالت نمایش (شامل استاتیک، چشمک زن، اسکرول، تایپ و غیره)، انتخاب جهت پیمایش (از جمله پیمایش بالا و پایین و چپ و غیره) توسعه یافته است. پیمایش سمت راست)، تنظیم سرعت نمایشگر پویا (یعنی فرکانس چشمک زدن متن، سرعت اسکرول، سرعت نمایش تایپ و غیره)، ورودی محتوای نمایش، پیش نمایش نمایشگر و غیره.

هنگامی که سیستم در حال اجرا است، سیستم نه تنها می تواند کاراکترهایی مانند اعلان ایستگاه و تبلیغات را طبق تنظیمات از پیش تعیین شده نمایش دهد، بلکه به صورت دستی کاراکترهای نمایش مورد نیاز را نیز وارد می کند.نرم افزار کنترل کنترلر واحد توسط KEILC 8051 برنامه ریزی شده و در EEPROM کامپیوتر تک تراشه 77E58 جامد می شود.این عمدتاً ارتباط بین رایانه های بالایی و پایینی، جمع آوری داده ها از دما و رطوبت، کنترل رابط ورودی / خروجی و سایر عملکردها را تکمیل می کند.در طول عملیات واقعی، دقت اندازه گیری دما به ± 0.5 ℃ و دقت اندازه گیری رطوبت به RH ± 2٪ می رسد.

نتیجه

این مقاله ایده طراحی صفحه نمایش LED داخلی مترو را از جنبه های طراحی نمودار شماتیک سخت افزاری، ساختار منطقی، نمودار بلوک ترکیب و غیره معرفی می کند. از طریق طراحی ماژول رابط فیلد باس و رابط ماژول رطوبت دما، صفحه نمایش LED داخلی می تواند با نیازهای محیط های مختلف سازگار است و مقیاس پذیری و تطبیق پذیری خوبی دارد.پس از آزمایش های فراوان، صفحه نمایش LED داخلی در سیستم جدید اطلاعات مسافران مترو داخلی استفاده شده است و تاثیر خوبی دارد.این تمرین ثابت می کند که صفحه نمایش به خوبی می تواند نمایش ثابت حروف چینی و گرافیک و نمایشگرهای پویا مختلف را تکمیل کند و دارای ویژگی های روشنایی بالا، عدم سوسو زدن، کنترل منطقی ساده و غیره است که به طور کامل نیازهای صفحه نمایش وسایل نقلیه مترو را برآورده می کند. برایصفحه نمایش LED.