सबवे ट्रेन में एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन के मूल डिजाइन सिद्धांत के बारे में बात करना

मेट्रो ट्रेन में एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का मूल डिजाइन सिद्धांत

सबवे एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का मूल डिजाइन सिद्धांत;सबवे में एक सार्वजनिक उन्मुख सूचना प्रदर्शन टर्मिनल के रूप में, इनडोर एलईडी डिस्प्ले में नागरिक और वाणिज्यिक मूल्य की एक विस्तृत श्रृंखला है।

वर्तमान में, चीन में चलने वाले सबवे वाहन आम तौर पर इनडोर एलईडी डिस्प्ले से लैस होते हैं, लेकिन कुछ अतिरिक्त फ़ंक्शन और सिंगल स्क्रीन डिस्प्ले सामग्री होती है।नई मेट्रो यात्री सूचना प्रणाली के उपयोग में सहयोग करने के लिए, हमने एक नई मल्टी बस मेट्रो एलईडी डायनेमिक डिस्प्ले स्क्रीन तैयार की है।

डिस्प्ले स्क्रीन में न केवल बाहरी संचार में कई बस इंटरफेस हैं, बल्कि आंतरिक नियंत्रण सर्किट डिजाइन में एकल बस और I2C बस उपकरणों को भी अपनाते हैं।

दो प्रकार के होते हैंएलईडी स्क्रीनसबवे पर: ट्रेन के चलने वाले भाग, चलने की दिशा और वर्तमान स्टेशन का नाम प्रदर्शित करने के लिए गाड़ी के बाहर एक रखा जाता है, जो चीनी और अंग्रेजी के साथ संगत है;संचालन आवश्यकताओं के अनुसार अन्य सेवा जानकारी भी प्रदर्शित की जा सकती है;पाठ प्रदर्शन स्थिर, स्क्रॉलिंग, अनुवाद, झरना, एनीमेशन और अन्य प्रभाव हो सकता है, और प्रदर्शित वर्णों की संख्या 16 × 12 16 डॉट मैट्रिक्स वर्ण है।दूसरा टर्मिनल इंडोर एलईडी डिस्प्ले है, जिसे ट्रेन में लगाया जाता है।टर्मिनल इनडोर एलईडी डिस्प्ले ट्रेन संचालन आवश्यकताओं के अनुसार टर्मिनल को प्रीसेट कर सकता है, और वर्तमान टर्मिनल को वास्तविक समय में प्रदर्शित कर सकता है, साथ ही ट्रेन में वर्तमान तापमान को 16 वर्णों × आठ 16 डॉट मैट्रिक्स वर्णों के साथ प्रदर्शित कर सकता है।

प्रणाली रचना

एलईडी डिस्प्ले सिस्टम स्क्रीन सिंगल-चिप माइक्रो कंप्यूटर कंट्रोल यूनिट और डिस्प्ले यूनिट से बना है।एक एकल प्रदर्शन इकाई 16 × 16 चीनी वर्ण प्रदर्शित कर सकती है।यदि एक निश्चित आकार के एलईडी ग्राफिक डिस्प्ले सिस्टम का उत्पादन किया जाता है, तो इसे कई बुद्धिमान डिस्प्ले इकाइयों और "बिल्डिंग ब्लॉक्स" की विधि का उपयोग करके महसूस किया जा सकता है।सिस्टम में डिस्प्ले यूनिट्स के बीच सीरियल कम्युनिकेशन का उपयोग किया जाता है।डिस्प्ले यूनिट को नियंत्रित करने और ऊपरी कंप्यूटर के निर्देशों और संकेतों को प्रसारित करने के अलावा, कंट्रोल यूनिट भी एक सिंगल बस डिजिटल तापमान सेंसर 18B20 के साथ एम्बेडेड है।नियंत्रण सर्किट के मॉड्यूल डिजाइन के लिए धन्यवाद, यदि आर्द्रता माप के लिए आवश्यकताएं हैं, तो 18b20 को डलास से DS2438 और हनीवेल से HIH23610 से बने मॉड्यूल सर्किट में अपग्रेड किया जा सकता है।पूरे वाहन की संचार आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, ऊपरी कंप्यूटर और वाहन में प्रत्येक नियंत्रण इकाई के बीच संचार के लिए CAN बस का उपयोग किया जाता है।

हार्डवेयर डिजाइन

डिस्प्ले यूनिट एलईडी डिस्प्ले पैनल और डिस्प्ले सर्किट से बना है।एलईडी डिस्प्ले यूनिट बोर्ड 4 डॉट मैट्रिक्स मॉड्यूल × 64 डॉट मैट्रिक्स यूनिवर्सल इंटेलिजेंट डिस्प्ले यूनिट से बना है, एक सिंगल डिस्प्ले यूनिट 4 16 × 16 डॉट मैट्रिक्स चीनी अक्षरों या प्रतीकों को प्रदर्शित कर सकती है।सिस्टम में डिस्प्ले यूनिट्स के बीच सीरियल कम्युनिकेशन का उपयोग किया जाता है, ताकि पूरे सिस्टम का काम समन्वित और एकीकृत हो।डिस्प्ले सर्किट में दो 16 पिन फ्लैट केबल पोर्ट, दो 74H245 ट्रिस्टेट बस ड्राइवर, एक 74HC04D छह इन्वर्टर, दो 74H138 आठ डिकोडर और आठ 74HC595 शिफ्ट लैच शामिल हैं।नियंत्रण सर्किट का मूल WINBOND का हाई-स्पीड माइक्रोकंट्रोलर 77E58 है, और क्रिस्टल फ्रीक्वेंसी 24MHz AT29C020A है जो 16 × 16 डॉट मैट्रिक्स चाइनीज कैरेक्टर लाइब्रेरी और 16 × 8 डॉट मैट्रिक्स ASCII कोड टेबल को स्टोर करने के लिए 256K ROM है।AT24C020 I2C सीरियल बस पर आधारित एक EP2ROM है, जो सबवे स्टेशन के नाम, अभिवादन आदि जैसे प्रीसेट स्टेटमेंट को स्टोर करता है। वाहन में तापमान सिंगल बस डिजिटल तापमान सेंसर 18b20 द्वारा मापा जाता है।SJA1000 और TJA1040 क्रमशः CAN बस नियंत्रक और ट्रांसीवर हैं।

नियंत्रण सर्किट इकाई डिजाइन

पूरा सिस्टम विनबॉन्ड के डायनामिक माइक्रोकंट्रोलर 77E58 को कोर के रूप में लेता है।77E58 एक पुन: डिज़ाइन किए गए माइक्रोप्रोसेसर कोर को अपनाता है, और इसके निर्देश 51 श्रृंखला के अनुकूल हैं।हालाँकि, क्योंकि घड़ी चक्र केवल 4 चक्र है, इसकी चलने की गति समान घड़ी आवृत्ति पर पारंपरिक 8051 की तुलना में आम तौर पर 2 ~ 3 गुना अधिक है।इसलिए, बड़ी क्षमता वाले चीनी वर्णों के गतिशील प्रदर्शन में माइक्रोकंट्रोलर के लिए आवृत्ति आवश्यकताओं को अच्छी तरह से हल किया जाता है, और प्रहरी भी प्रदान किया जाता है।77E58 256K के आकार के साथ लैच 74LS373 के माध्यम से फ्लैश मेमोरी AT29C020 को नियंत्रित करता है।चूँकि मेमोरी क्षमता 64K से अधिक है, इसलिए डिज़ाइन पेजिंग एड्रेसिंग विधि को अपनाता है, अर्थात P1.1 और P1.2 का उपयोग फ्लैश मेमोरी के लिए पेज चुनने के लिए किया जाता है, जिसे चार पेजों में विभाजित किया जाता है।प्रत्येक पृष्ठ का पता आकार 64K है।AT29C020 चिप्स का चयन करने के अलावा, P1.5 सुनिश्चित करता है कि P1.1 और P1.2 16 पिन फ्लैट केबल इंटरफेस पर पुन: उपयोग किए जाने पर AT29C020 के गलत संचालन का कारण नहीं बनेंगे।CAN नियंत्रक संचार का प्रमुख भाग है।हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता में सुधार करने के लिए, CAN नियंत्रक SJA1000 और CAN ट्रांसीवर TJA1040 के बीच एक 6N137 हाई-स्पीड ऑप्टोकॉप्लर जोड़ा जाता है।माइक्रोकंट्रोलर P3.0 के माध्यम से CAN कंट्रोलर SJA1000 चिप का चयन करता है।18B20 एक सिंगल बस डिवाइस है।डिवाइस और माइक्रोकंट्रोलर के बीच इंटरफ़ेस के लिए इसे केवल एक I/O पोर्ट की आवश्यकता होती है।यह तापमान को सीधे डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित कर सकता है और इसे 9-बिट डिजिटल कोड मोड में क्रमिक रूप से आउटपुट कर सकता है।P1.4 को 18B20 के चिप चयन और डेटा ट्रांसमिशन कार्यों को पूरा करने के लिए नियंत्रण सर्किट में चुना गया है।AT24C020 का क्लॉक केबल SCL और द्विदिश डेटा केबल SDA क्रमशः माइक्रोकंट्रोलर के P1.6 और P1.7.16 पिन फ्लैट वायर इंटरफेस से जुड़े हैं, जो नियंत्रण सर्किट और डिस्प्ले सर्किट के इंटरफ़ेस भाग हैं।

इकाई कनेक्शन और नियंत्रण प्रदर्शित करें

डिस्प्ले सर्किट भाग 16 पिन फ्लैट वायर पोर्ट (1) के माध्यम से नियंत्रण सर्किट भाग के 16 पिन फ्लैट वायर पोर्ट से जुड़ा होता है, जो माइक्रोकंट्रोलर के निर्देशों और डेटा को एलईडी डिस्प्ले सर्किट तक पहुंचाता है।16 पिन फ्लैट वायर (2) का उपयोग कई डिस्प्ले स्क्रीन को कैस्केडिंग करने के लिए किया जाता है।इसका कनेक्शन मूल रूप से 16 पिन फ्लैट वायर पोर्ट (1) के समान है, लेकिन यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इसका R अंत आठवें 74H595 के DS अंत से चित्र 2 में बाएं से दाएं जुड़ा हुआ है, जब यह कैस्केडिंग होगा अगले डिस्प्ले स्क्रीन के 16 पिन फ्लैट केबल (1) पोर्ट के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है (जैसा चित्र 1 में दिखाया गया है)।CLK क्लॉक सिग्नल टर्मिनल है, STR पंक्ति कुंडी टर्मिनल है, R डेटा टर्मिनल है, G (GND) और LOE पंक्ति प्रकाश सक्षम टर्मिनल हैं, और A, B, C, D पंक्ति चयन टर्मिनल हैं।प्रत्येक पोर्ट के विशिष्ट कार्य इस प्रकार हैं: ए, बी, सी, डी पंक्ति चयन टर्मिनल हैं, जिनका उपयोग ऊपरी कंप्यूटर से डेटा को डिस्प्ले पैनल पर निर्दिष्ट पंक्ति में भेजने के लिए किया जाता है, और आर डेटा है टर्मिनल, जो माइक्रोकंट्रोलर द्वारा प्रेषित डेटा को स्वीकार करता है।एलईडी डिस्प्ले यूनिट का कार्य क्रम इस प्रकार है: सीएलके क्लॉक सिग्नल टर्मिनल को आर टर्मिनल पर डेटा प्राप्त करने के बाद, नियंत्रण सर्किट मैन्युअल रूप से पल्स राइजिंग एज देता है, और एसटीआर डेटा की एक पंक्ति में है (16 × 4) सभी 64 डेटा प्रसारित होने के बाद, डेटा को लैच करने के लिए पल्स का एक बढ़ता हुआ किनारा दिया जाता है;लाइन को रोशन करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर द्वारा LOE को 1 पर सेट किया गया है।डिस्प्ले सर्किट का योजनाबद्ध आरेख चित्रा 3 में दिखाया गया है।

मॉड्यूलर डिजाइन

वास्तविक स्थिति के अनुसार इनडोर एलईडी डिस्प्ले के लिए मेट्रो वाहनों की अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं, इसलिए हमने सर्किट को डिजाइन करते समय इस पर पूरी तरह से विचार किया है, अर्थात यह सुनिश्चित करने की शर्त के तहत कि मुख्य कार्य और संरचनाएं अपरिवर्तित रहें, विशिष्ट मॉड्यूल को आपस में जोड़ा जा सकता है।यह संरचना एलईडी नियंत्रण सर्किट को अच्छी विस्तारशीलता और उपयोग में आसानी बनाती है।

तापमान और आर्द्रता मॉड्यूल

दक्षिण में गर्म और बरसात के क्षेत्रों में, हालांकि कार में एक निरंतर तापमान एयर कंडीशनर होता है, नमी भी एक महत्वपूर्ण संकेतक है जिसका यात्रियों को ध्यान रखना चाहिए।हमारे द्वारा डिज़ाइन किए गए तापमान और आर्द्रता मॉड्यूल में तापमान और आर्द्रता को मापने का कार्य होता है।तापमान मॉड्यूल और तापमान और आर्द्रता मॉड्यूल में एक ही सॉकेट इंटरफ़ेस होता है, जो दोनों एकल बस संरचनाएं हैं और P1.4 पोर्ट द्वारा नियंत्रित होती हैं, इसलिए उनका आदान-प्रदान करना सुविधाजनक है।HIH3610 हनीवेल कंपनी द्वारा उत्पादित वोल्टेज आउटपुट के साथ एक तीन टर्मिनल एकीकृत आर्द्रता सेंसर है।DS2438 एक सिंगल बस कम्युनिकेशन इंटरफेस के साथ 10 बिट A/D कन्वर्टर है।चिप में एक उच्च-रिज़ॉल्यूशन डिजिटल तापमान सेंसर होता है, जिसका उपयोग आर्द्रता सेंसर के तापमान मुआवजे के लिए किया जा सकता है।

485 बस विस्तार मॉड्यूल

एक परिपक्व और सस्ती बस के रूप में, 485 बस की औद्योगिक क्षेत्र और यातायात क्षेत्र में एक अपूरणीय स्थिति है।इसलिए, हमने एक 485 बस विस्तार मॉड्यूल तैयार किया है, जो बाहरी संचार के लिए मूल CAN मॉड्यूल को बदल सकता है।मॉड्यूल 485 ट्रांसीवर के रूप में मैक्सिम के फोटोइलेक्ट्रिक आइसोलेशन MXL1535E का उपयोग करता है।नियंत्रण संगतता सुनिश्चित करने के लिए, MXL1535E और SJA1000 दोनों को P3.0 के माध्यम से चुना गया चिप है।इसके अलावा, ट्रांसफार्मर के माध्यम से RS2485 पक्ष और नियंत्रक या नियंत्रण तर्क पक्ष के बीच 2500VRMS विद्युत अलगाव प्रदान किया जाता है।TVS डायोड सर्किट को लाइन सर्ज हस्तक्षेप को कम करने के लिए मॉड्यूल के आउटपुट भाग में जोड़ा जाता है।जंपर्स का उपयोग यह तय करने के लिए भी किया जा सकता है कि बस टर्मिनल प्रतिरोध को लोड करना है या नहीं।

सॉफ्टवेर डिज़ाइन

सिस्टम सॉफ्टवेयर ऊपरी कंप्यूटर प्रबंधन सॉफ्टवेयर और यूनिट कंट्रोलर कंट्रोल सॉफ्टवेयर से बना है।ऊपरी कंप्यूटर प्रबंधन सॉफ्टवेयर C++BUILD6.0 का उपयोग करके Windows22000 ऑपरेटिंग प्लेटफॉर्म पर विकसित किया गया है, जिसमें डिस्प्ले मोड चयन (स्थैतिक, फ्लैशिंग, स्क्रॉलिंग, टाइपिंग इत्यादि सहित), स्क्रॉलिंग दिशा चयन (ऊपर और नीचे स्क्रॉलिंग और बाएं और बाएं सहित) शामिल है। राइट स्क्रॉलिंग), डायनेमिक डिस्प्ले स्पीड एडजस्टमेंट (यानी टेक्स्ट फ्लैशिंग फ्रीक्वेंसी, स्क्रॉलिंग स्पीड, टाइपिंग डिस्प्ले स्पीड आदि), कंटेंट इनपुट डिस्प्ले, डिस्प्ले प्रीव्यू आदि।

जब सिस्टम चल रहा होता है, तो सिस्टम न केवल पूर्व निर्धारित सेटिंग्स के अनुसार स्टेशन घोषणा और विज्ञापन जैसे वर्ण प्रदर्शित कर सकता है, बल्कि आवश्यक प्रदर्शन वर्णों को मैन्युअल रूप से इनपुट भी कर सकता है।यूनिट कंट्रोलर का कंट्रोल सॉफ्टवेयर 8051 के केईआईएलसी द्वारा प्रोग्राम किया गया है और सिंगल चिप कंप्यूटर 77ई58 के ईईपीरोम में जम गया है।यह मुख्य रूप से ऊपरी और निचले कंप्यूटरों के बीच संचार, तापमान और आर्द्रता का डेटा अधिग्रहण, I / O इंटरफ़ेस नियंत्रण और अन्य कार्यों को पूरा करता है।वास्तविक संचालन के दौरान, तापमान माप सटीकता ± 0.5 ℃ तक पहुंच जाती है और आर्द्रता माप सटीकता ± 2% आरएच तक पहुंच जाती है

निष्कर्ष

यह पेपर हार्डवेयर योजनाबद्ध आरेख डिजाइन, तर्क संरचना, रचना ब्लॉक आरेख, आदि के पहलुओं से सबवे इनडोर एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन के डिजाइन विचार का परिचय देता है। फील्ड बस इंटरफ़ेस मॉड्यूल और तापमान आर्द्रता मॉड्यूल इंटरफ़ेस के डिजाइन के माध्यम से, इनडोर एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन कर सकते हैं विभिन्न वातावरणों की आवश्यकताओं के अनुकूल, और अच्छी मापनीयता और बहुमुखी प्रतिभा है।कई परीक्षणों के बाद, घरेलू मेट्रो की नई यात्री सूचना प्रणाली में इनडोर एलईडी डिस्प्ले स्क्रीन का उपयोग किया गया है, और प्रभाव अच्छा है।अभ्यास साबित करता है कि डिस्प्ले स्क्रीन चीनी वर्णों और ग्राफिक्स और विभिन्न गतिशील डिस्प्ले के स्थिर प्रदर्शन को अच्छी तरह से पूरा कर सकती है, और इसमें उच्च चमक, कोई झिलमिलाहट, सरल तर्क नियंत्रण आदि की विशेषताएं हैं, जो मेट्रो वाहनों की प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा करती हैं। के लिएएलईडी स्क्रीन.