МОДУЛЬ ИНДИКАЦИИ
DISPLAY MODULE

Изобретение относится к индикаторным приборам со средствами управления для представления системы символов путем составления этой системы из отдельных элементов или сегментов и может использоваться, в частности, в измерительной технике.
Известен дисплейный модуль для конфигурируемого прозрачного сборного видеодисплея с большим экраном, описанный в п. РФ №83649 по кл. G09G 3/00, з. 12.09.08, оп. 10.06.09.
Известный дисплей содержит элементарные панели со светоизлучающими элементами и сквозными окнами, схему распределения данных и входы для данных и питания, управляющий блок, установленный на дисплейном модуле без ухудшения прозрачности его, при этом входы для данных и питания снабжены многожильными кабелями, соединенными с входами посредством быстрорасчленяемых соединителей на элементарных панелях, выполненных в виде монолитных печатных плат.
Недостатком известного модуля является сложность конструкции.
Известно устройство управления цветным жидкокристаллическим дисплеем, описанное в п. РФ №2314574 по кл. G09G 3/00, 3/36, з. 06.09.05, оп. 20.03.07.
Устройство использует блок управления тактовыми импульсами, обеспечивающий тактовые импульсы для работы каждого модуля, интерфейсный блок, принимающий 16-битовые данные для каждого тактового импульса согласно управляющему сигналу блока управления тактовыми импульсами, пару 18-битовых RGB буферов, сохраняющих данные, переданные через интерфейсный блок, графический буфер, сохраняющий графические данные из пары RGB буферов, блок переключателя, сохраняющий сигналы данных из пары RGB буферов в графическом буфере, и цифроаналоговый преобразователь, преобразующий цифровые R/G/B данные, сохраненные в графическом буфере, в аналоговый сигнал для вывода.
Недостатком известного устройства является его сложность.
Известен модуль индикации, используемый в данное время на предприятии и выбранный в качестве прототипа (см. Приложение к заявке).
Известный модуль индикации содержит локальное устройство управления, преобразователь сигнала управления (частоты в напряжение) и снабженное блоком температурной компенсации контрастности индикаторное устройство с кнопками, выполненными на инфракрасных (ИК) светодиодах, которые оптически связаны с инфракрасным приемником. При этом локальное устройство управления выполнено на микроконтроллере и включает в себя генератор импульсов переменной частоты, несколько генераторов импульсов постоянной частоты и детектор нажатой кнопки. Выход генератора импульсов переменной частоты соединен с входом преобразователя частоты в напряжение, выход которого подключен к регулятору контрастности устройства индикации, выходы генераторов постоянной частоты соединены с инфракрасными светодиодами, которые оптически связаны с инфракрасным приемником, выходы которого связаны со входом детектора нажатой кнопки, выходы которого связаны с центральным устройством управления, выходы которого соединены с элементом управления индикатором устройства индикации (при этом обмен данными осуществляется по параллельной шине).
Недостатками известного устройства являются его сложность и недостаточно высокая надежность, обусловленные следующим.
Локальное устройство управления связано по параллельной шине с центральным устройством управления, которое, в свою очередь, соединено отдельным проводом с каждой кнопкой индикатора, т.е. имеется большое количество связей, усложняющее конструкцию и снижающее надежность работы модуля.
Задачей заявляемого технического решения является упрощение устройства при повышении его надежности.
Поставленная задача решается тем, что в модуле индикации, содержащем локальное устройство управления, преобразователь сигнала с выхода локального устройства управления, снабженное блоком температурной компенсации контрастности индикаторное устройство с кнопками, выполненными на инфракрасных (ИК) светодиодах, которые оптически связаны с инфракрасным приемником, при этом локальное устройство управления входом подключено к выходу датчика температуры и включает в себя схему опроса ИК-светодиодов, соединенную выходами с кнопками, и детектор нажатой кнопки, подключенный входом к выходу ИК-приемника и связанный с центральным управляющим устройством, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ преобразователь сигнала представляет собой фильтр низких частот, локальное устройство управления содержит также схему управления индикатором, представляющую собой преобразователь последовательного интерфейса в параллельный, выходы которого соединены с индикаторным устройством, и широтно-импульсный модулятор, входом подключенный к выходу датчика температуры, а выходом соединенный со вторыми входами ИК-светодиодов и входом фильтра низких частот, при этом детектор нажатой кнопки связан с центральным управляющим устройством через последовательный UART-интерфейс.
Использование в локальном устройстве управления схемы управления индикатором, представляющей собой преобразователь последовательного интерфейса в параллельный, позволяет перенести управление индикатором на локальное устройство управления и уменьшить число связей. Выполнение преобразователя сигнала в виде фильтра низких частот вместо преобразователя частоты в напряжение упрощает и удешевляет систему, использование одного широтно-импульсного генератора для управления всеми кнопками вместо отдельного генератора для каждой кнопки совместно с управлением контрастностью индикатора через локальное устройство и выполнение связи детектора нажатой кнопки с центральным управляющим устройством через последовательный UART-интерфейс вместо связей по параллельной шине дает возможность резко уменьшить число связей между элементами и тем самым повысить надежность устройства.
Технический результат - уменьшение количества связей между узлами схемы.
Заявляемый модуль индикации обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение преобразователя сигнала в виде фильтра низких частот, выполнение локального устройства управления со схемой управления индикатором, представляющей собой преобразователь последовательного интерфейса в параллельный, выходы которого соединены с индикаторным устройством, и широтно-импульсным модулятором, входом подключенным к выходу датчика температуры, а выходом соединенным со вторыми входами ИК-светодиодов и входом фильтра низких частот, соединение детектора нажатой кнопки с центральным управляющим устройством через последовательный UART-интерфейс, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый модуль индикации соответствует критерию «изобретательский уровень».
Заявляемый модуль может найти широкое применение в измерительной технике, а потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Изобретение иллюстрируется чертежом, где приведена функциональная схема модуля индикации.
1
n
Связанный с центральным управляющим устройством 1 модуль индикации содержит последовательно соединенные между собой локальное устройство 2 управления, преобразователь 3 сигнала с выхода локального устройства 2, индикаторное устройство 4 с кнопками 5-5, выполненными на инфракрасных (ИК) светодиодах, оптически связанных с инфракрасным приемником 6. При этом локальное устройство 2 управления входом подключено к выходу датчика 7 температуры и включает в себя схему 8 опроса ИК-светодиодов, соединенную выходами с кнопками 5, и детектор 9 нажатой кнопки, подключенный входом к выходу ИК-приемника 6 и связанный с центральным управляющим устройством 1. Преобразователь 3 сигнала представляет собой фильтр низких частот. Локальное устройство 2 управления содержит также схему 10 управления индикатором, представляющую собой преобразователь последовательного интерфейса в параллельный, выходы которого соединены с индикаторным устройством 4, и широтно-импульсный модулятор 11, входом подключенный к выходу датчика 7 температуры, а выходом соединенный со вторыми входами ИК-светодиодов 5 и входом фильтра 3 низких частот. Детектор 9 нажатой кнопки связан с центральным управляющим устройством 1 через последовательный UART-интерфейс 12. Индикаторное устройство 4 содержит блок 13 температурной компенсации контрастности, связанный с выходом фильтра 3 низких частот.
При этом модуль индикации состоит из блоков, конструктивно выполненных следующим образом.
1
n
Локальное управляющее устройство 2 выполнено на микроконтроллере PIC18F2221. Индикаторное устройство 4 представляет собой знакосинтезирующий индикатор, управляемый по параллельному интерфейсу, в нашем случае 2-х строчный с длиной строки 16 символов. Оптические кнопки 5-5 реализованы на инфракрасных фото- и светодиодах.
Блок 13 температурной компенсации контрастности индикаторного устройства 4 управляется от локального устройства 2 управления.
Центральное управляющее устройство 1 представляет собой систему, формирующую информацию для вывода на дисплей и реагирующую на нажатие кнопок, например преобразователь температуры, выполненный на микроконтроллере.
Модуль индикации работает следующим образом.
Центральное управляющее устройство 1 передает данные для вывода на модуль индикации по UART протоколу через последовательный интерфейс 12 на локальное управляющее устройство 2, которое преобразует эти данные и по параллельной шине через схему 10 управления индикатором выводит их на индикаторное устройство 4. Также локальное устройство 2 управления обрабатывает данные о нажатии кнопок 5 с помощью детектора 9 нажатой кнопки 5 и передает результаты по UART-интерфейсу 12 на центральное управляющее устройство 1.
Сигналы с датчика 7 температуры через широтно-импульсный модулятор 11 поступают на фильтр 3 низких частот и на входы управления ИК-светодиодов кнопок 5. С целью защиты оптических кнопок 5 от ложного срабатывания в качестве ИК-приемника 6 используется приемник-демодулятор, работающий с модулированным сигналом на определенной частоте (в нашем устройстве используется ИК-приемник TSOP31230, несущая частота которого 30 кГц). Поэтому для обеспечения работы кнопок 5 на ИК-светодиоды необходимо подавать сигнал с частотой 30 кГц. Для формирования 30 кГц сигнала используется широтно-импульсный модулятор (ШИМ) 11, встроенный в микроконтроллер, настроенный на постоянную частоту 30 кГц.
Поскольку контрастность индикаторного устройства 4 зависит от температуры окружающей среды, необходимо регулировать напряжение контрастности индикатора. Для этих целей используется цифроаналоговый преобразователь, построенный на том же ШИМ 11, который используется для формирования несущей частоты блока 13. ШИМ сигнал после прохождения через фильтр 3 низких частот (в нашем случае простейшая RC цепочка) представляет собой постоянный сигнал, зависящий от скважности ШИМ. При изменении скважности в зависимости от температуры окружающей среды регулируется контрастность индикаторного устройства 4, но на работу кнопок 5 изменение скважности влияния не оказывает.
Таким образом, для обеспечения работы кнопок и регулирования контрастности индикатора используется всего один широтно-импульсный модулятор 11.
В сравнении с прототипом заявляемый модуль индикации является более простым и надежным.