ДЕТЕКТОР ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ПОМЕХИ, ВОЗДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА МОДУЛЬ ЖКИ

Полезная модель относится к средствам индикации и отображения информации, и может использоваться, в частности, для детектирования электромагнитной помехи, воздействующей на жидкокристаллический модуль индикации, расположенный в пластмассовом корпусе.
Известно электрическое соединение между драйвером ЖКИ и микроконтроллером, расположенном на печатной плате, реализуемое при помощи эластомерного соединителя типа «zebra strip» (см Приложение к заявке) и выбранное в качестве прототипа. При использовании ЖКИ, выполненного по технологии "чип на стекле", драйвер ЖКИ (чип) монтируется прямо на стекло и предназначен для передачи информации от микроконтроллера (MCU) на ЖКИ. По интерфейсу SPI осуществляется односторонняя передача отображаемых данных от микроконтроллера к драйверу.
При использовании таких устройств в промышленных условиях эксплуатации ЖКИ подвержены воздействию электромагнитных помех (ЭМП), особенно если корпус устройства выполнен из пластика.
Воздействие электромагнитной помехи на модуль ЖКИ может привести к искажению отображаемой информации. Данное устройство позволяет обнаружить воздействие ЭМП на ЖКИ и устранить искажения информации (восстановить ее).
Воздействие электромагнитной помехи может исказить сигналы, проходящие через эти соединения. ЭМП может привести к искажениям передаваемых данных либо к искажению передаваемых команд по SPI интерфейсу. Поскольку используется односторонняя передача SPI данных, то драйвер ЖКИ различает команды от данных только подсчетом количества байт в поступившей команде. Любое повреждение потока данных SPI может привести к декодированию драйвером байта данных как байт команд и, следовательно, к потере функциональности ЖКИ до момента восстановления синхронизации.
Восстановить функционирование ЖКИ можно, если произвести аппаратный сброс драйвера ЖКИ.
Но, так как момент времени воздействия ЭМП неизвестен, необходимо периодически производить сброс драйвера ЖКИ, но такой сброс имеет нежелательный побочный эффект - раздражающее мигание экрана.
Задачей является обнаружение электромагнитной помехи и устранение её воздействия на ЖКИ.
Поставленная задача решается тем, что детектор электромагнитной помехи, воздействующей на модуль ЖКИ, входы которого электрически связаны с выходами микроконтроллера несколькими соединительными линиями, в том числе линией сброса драйвера ЖКИ, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, включает в себя антенну и триггерную цепь, при этом в качестве антенны использована линия сброса драйвера ЖКИ, а триггерная цепь размещена в микроконтроллере и соединена с антенной через элемент RC- настройки детектора на уровень помехи.
Наличие в детекторе антенны, в качестве которой использована имеющаяся среди соединительных линий линия сброса драйвера ЖКИ, в совокупности с наличием размещенной в микроконтроллере триггерной цепи, связанной с антенной через элемент RC-настройки детектора на уровень помехи, дает возможность обнаружить электромагнитную помеху и осуществить сброс драйвера ЖКИ, что дает возможность восстановить нормальное действие ЖКИ. При этом в заявляемом техническом решении микроконтроллер генерирует сигнал сброса для драйвера ЖКИ, только когда обнаруживает воздействие на плату высоковольтных импульсов. В этом случае нет нежелательного мигания экрана при отсутствии ЭМП в отличие от периодического аппаратного сброса драйвера ЖКИ.
Технический результат - обнаружение электромагнитной помехи и устранение искажений информации, возникающих вследствие её воздействия.
Заявляемый детектор обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как наличие в ней антенны, в качестве которой использована имеющаяся в устройстве линия сброса драйвера ЖКИ, и наличие триггерной цепи в микроконтроллере, соединенной с антенной через элемент RC-настройки детектора на уровень помехи, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемый детектор может найти широкое применение в схемотехнике и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежом, где приведена её функциональная схема.
Детектор электромагнитной помехи, воздействующей на модуль 1 ЖКИ, входы которого электрически связаны с выходами микроконтроллера 2 несколькими соединительными линиями, в том числе линией сброса драйвера ЖКИ, включает в себя антенну 3 и триггерную цепь 4. При этом в качестве антенны 3 использована линия сброса драйвера модуля 1 ЖКИ, которая проходит рядом с линиями SPI интерфейса, имеет такую же длину и такое же комплексное сопротивление и поэтому также чувствительна к электромагнитной помехе. Триггерная цепь 4 размещена в микроконтроллере 2 и соединена с антенной через элемент 5 RC- настройки детектора на уровень помехи.
Детектор электромагнитной помехи, воздействующей на модуль 1 ЖКИ, работает следующим образом.
Детектор настраивается на обнаружение определенного уровня электромагнитной помехи, при котором информация ЖКИ еще не искажается. Настройка схемы осуществляется выбором определенных номиналов цепочки 5 из резистора R и конденсатора С в цепи схемы (например: см. таблицу ниже). Воздействие ЭМП создается при помощи испытательного генератора наносекундных импульсных помех (на чертеже не показан).
Излучаемое поле от импульсов ЭМП детектируется антенной 3, затем триггерная цепь 4 генерирует сигнал сброса для ЖК-дисплея.
В результате, в предлагаемом решении, линия сброса ЖК-дисплея используется для двух целей:
для выполнения аппаратного сброса драйвера ЖКИ по сигналу от микроконтроллера 2;
для регистрации электромагнитных помех (ЭМП) с помощью микроконтроллера 2. Эти две функции делятся во времени и не мешают друг другу. Микроконтроллер 2 конфигурирует вывод, подключенный к линии 3 сброса ЖК-дисплея, как вход сигнала и перенастраивает его как выход только для генерации импульса сброса драйвера ЖКИ 1. Всё основное время этот вывод сконфигурирован как вход для детектирования электромагнитной помехи и чувствителен к перепадам сигнала. В случае обнаружения перепада сигнала по этому входу, инициируется запрос на прерывание, а затем сброс драйвера ЖКИ.
В сравнении с прототипом заявляемый детектор позволяет обнаружить электромагнитную помеху и устранить искажения информации на ЖКИ без нежелательного мигания экрана при отсутствии ЭМП в отличие от периодического аппаратного сброса драйвера ЖКИ.
Краткий перевод наименований основных узлов схемы прототипа
COG=Chip-on-Glass=кристалл на стекле (технология изготовления дисплеев);
РСВ=Printed Circuit Board=печатная плата;
LCD=Liquid crystal display=жидкокристаллический дисплей;
MCU=microcontroller unit=микроконтроллер;
Driver=драйвер=в данном случае микросхема, играющая роль связующего звена между MCU и LCD.