1. پس زمینه

با توسعه لوازم خانگی به سمت هوش، مصرف کم انرژی و قابلیت اطمینان بالا، کاربران به رابط های انسان و ماشین واضح تر، بصری تر و زیبایی شناسی تر نیاز دارند. به عنوان یک اجزای نمایش بالغ، مقرون به صرفه و بسیار قابل اعتماد، لوله دیجیتال LED (نمایش هفت بخش) به طور گسترده ای در لوازم خانگی مانند اجاق های مایکروویو، ماشین لباسشویی، آشپزخانه های القایی، آشپزخانه های برنج و کنترل کننده های تهویه مطبوع به لطف روشنایی بالا، مصرف کم انرژی و طول عمر طولانی استفاده می شود.

2. اصل فنی

یک لوله دیجیتال LED از آرایه های LED نیمه هادی تشکیل شده است که به هفت یا هشت بخش (از جمله یک نقطه اعشاری) برای نمایش اعداد عربی و برخی از کاراکترهای الفبایی ترتیب داده شده اند. از طریق اسکن پویا و کنترل درایور توسط یک میکروکنترلر (MCU) یا IC درایور، می تواند اعداد، زمان، دما، حالت های عملیاتی و سایر اطلاعات را نمایش دهد.

اصول کلیدی عبارتند از:
1. کنترل بخش: کنترل می کند که بخش های LED روشن یا خاموش هستند.
2. کنترل رقمی: امکان چندگانه سازی در چندین رقم را فراهم می کند.
3. نمایش پویا: از پایداری دید برای نمایش چندین رقم همزمان استفاده می کند.
4. PWM dimming: روشنایی را از طریق کنترل چرخه کار، تعادل صرفه جویی در انرژی و راحتی بصری تنظیم می کند.

3. راه حل طراحی

1) طراحی سخت افزار
– ماژول نمایش: لوله های دیجیتال LED آنود مشترک یا کاتود مشترک 1/2/4/8 رقمی که با توجه به الزامات لوازم جانبی انتخاب شده اند.
– روش رانندگی:
  • مقیاس کوچک: پین های I / O MCU به طور مستقیم رانندگی می کنند.
  • مقیاس بزرگ: برای کاهش مصرف منابع MCU از IC های درایور اختصاصی (به عنوان مثال TM1637، MAX7219) استفاده کنید.
– طراحی قدرت: بهینه سازی مقاومت های محدود کننده جریان و تنظیم ولتاژ برای روشنایی ثابت و طول عمر طولانی.

2) کنترل نرم افزار
– تایمر های MCU اسکن پویا و تازه سازی را اداره می کنند.
– الگوریتم های تنظیم روشنایی با محیط های شب و روز سازگار هستند.
– نمایش در زمان واقعی با سنسورها (دما، رطوبت، زمان بندی و غیره) ادغام می شود.

3) ادغام سیستم
– با ماژول های ورودی مانند دکمه ها، لمس ظرفیتی یا دکمه های چرخشی برای تعامل بهتر مرتبط شده است.
– ترکیب با ماژول های صدا / صدا برای بازخورد چند حالتی.
– ارتباط با صفحات کنترل اصلی از طریق UART / I²C / SPI برای ادغام سیستم خانه هوشمند.

4. مزایای

1. روشن و بصری: روشنایی بالا، به راحتی قابل خواندن در داخل و خارج از خانه.
   2. با دوام و قابل اعتماد: بیش از 50،000 ساعت طول عمر، مقاوم در برابر گرما و تداخل.
   3. مصرف کم انرژی: مناسب برای عملیات بلند مدت در لوازم خانگی.
   4. مقرون به صرفه: اقتصادی تر از راه حل های LCD یا OLED.
   5. ادغام آسان: مدارهای رانندگی ساده، به طور گسترده ای با سیستم های کنترل لوازم سازگار است.

5. برنامه های کاربردی معمولی

– اجاق مایکروویو: زمان نمایش، سطح قدرت و حالت پخت و پز.
– پختن برنج: زمان پختن و وضعیت گرم نگه داشتن را نشان می دهد.
– ماشین لباسشویی: زمان باقی مانده، سرعت چرخش و کدهای خطا را نمایش می دهد.
– آشپزخانه انکشافی: سطح قدرت و مقادیر دما را نمایش می دهد.
– گرمایشگر آب: درجه حرارت و وضعیت عملیاتی نمایش داده شده است.

6. نتیجه گیری

به عنوان یک راه حل نمایش برای لوازم خانگی، لوله های دیجیتال LED ثبات، کارایی هزینه و قابلیت استفاده را ترکیب می کنند و به طور قابل توجهی تعامل انسان و ماشین را افزایش می دهند. در توسعه آینده خانه های هوشمند، لوله های دیجیتال LED همچنان نقش مهمی در لوازم جانبی متوسط و پایین و سناریوهای با قابلیت اطمینان بالا ایفا خواهند کرد. همراه با MCU و کنترل سنسور، آنها از توابع غنی تر و تجربیات کاربر بهبود یافته پشتیبانی خواهند کرد.