سب وے ٹرین میں ایل ای ڈی ڈسپلے اسکرین کے بنیادی ڈیزائن کے اصول کے بارے میں بات کر رہے ہیں۔

سب وے ٹرین میں لیڈ ڈسپلے اسکرین کے بنیادی ڈیزائن کا اصول

سب وے لیڈ ڈسپلے اسکرین کے بنیادی ڈیزائن کا اصول؛سب وے میں عوامی اورینٹڈ انفارمیشن ڈسپلے ٹرمینل کے طور پر، انڈور لیڈ ڈسپلے میں سول اور تجارتی قدر کی ایک بہت وسیع رینج ہے۔

اس وقت، چین میں چلنے والی سب وے گاڑیاں عام طور پر انڈور لیڈ ڈسپلے سے لیس ہوتی ہیں، لیکن چند اضافی فنکشنز اور سنگل اسکرین ڈسپلے مواد موجود ہیں۔نئے میٹرو پیسنجر انفارمیشن سسٹم کے استعمال میں تعاون کرنے کے لیے، ہم نے ایک نئی ملٹی بس میٹرو ایل ای ڈی ڈائنامک ڈسپلے اسکرین ڈیزائن کی ہے۔

ڈسپلے اسکرین نہ صرف بیرونی مواصلات میں متعدد بس انٹرفیس رکھتی ہے، بلکہ اندرونی کنٹرول سرکٹ ڈیزائن میں سنگل بس اور I2C بس ڈیوائسز کو بھی اپناتی ہے۔

کی دو قسمیں ہیں۔ایل ای ڈی اسکرینزسب وے پر: ٹرین کے چلنے والے حصے، چلنے کی سمت اور موجودہ سٹیشن کا نام ظاہر کرنے کے لیے ایک کو گاڑی کے باہر رکھا جاتا ہے، جو چینی اور انگریزی کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔دیگر خدمات کی معلومات بھی آپریشن کی ضروریات کے مطابق ظاہر کی جا سکتی ہیں۔ٹیکسٹ ڈسپلے جامد، سکرولنگ، ترجمہ، آبشار، حرکت پذیری اور دیگر اثرات ہوسکتے ہیں، اور دکھائے جانے والے حروف کی تعداد 16 × 12 16 ڈاٹ میٹرکس حروف ہے۔دوسرا ٹرمینل انڈور ایل ای ڈی ڈسپلے ہے، جسے ٹرین میں رکھا جاتا ہے۔ٹرمینل انڈور ایل ای ڈی ڈسپلے ٹرین آپریشن کی ضروریات کے مطابق ٹرمینل کو پہلے سے سیٹ کر سکتا ہے، اور ریئل ٹائم میں موجودہ ٹرمینل کے ساتھ ساتھ ٹرین میں موجودہ درجہ حرارت کو 16 حروف × آٹھ 16 ڈاٹ میٹرکس حروف کے ساتھ ظاہر کر سکتا ہے۔

نظام کی ساخت

ایل ای ڈی ڈسپلے سسٹم اسکرین سنگل چپ مائکرو کمپیوٹر کنٹرول یونٹ اور ایک ڈسپلے یونٹ پر مشتمل ہے۔ایک واحد ڈسپلے یونٹ 16 × 16 چینی حروف دکھا سکتا ہے۔اگر ایل ای ڈی گرافک ڈسپلے سسٹم کا ایک خاص سائز تیار کیا جاتا ہے، تو اسے کئی ذہین ڈسپلے یونٹس اور "بلڈنگ بلاکس" کا طریقہ استعمال کرکے محسوس کیا جاسکتا ہے۔سسٹم میں ڈسپلے یونٹس کے درمیان سیریل کمیونیکیشن کا استعمال کیا جاتا ہے۔ڈسپلے یونٹ کو کنٹرول کرنے اور اوپری کمپیوٹر کی ہدایات اور سگنلز کو منتقل کرنے کے علاوہ، کنٹرول یونٹ ایک بس ڈیجیٹل درجہ حرارت سینسر 18B20 کے ساتھ بھی سرایت کرتا ہے۔کنٹرول سرکٹ کے ماڈیول ڈیزائن کی بدولت، اگر نمی کی پیمائش کے لیے تقاضے ہیں، تو 18b20 کو ڈیلاس سے DS2438 اور ہنی ویل سے HIH23610 پر مشتمل ماڈیول سرکٹ میں اپ گریڈ کیا جا سکتا ہے۔پوری گاڑی کی مواصلاتی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، CAN بس کو اوپری کمپیوٹر اور گاڑی میں موجود ہر کنٹرول یونٹ کے درمیان رابطے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ہارڈ ویئر ڈیزائن

ڈسپلے یونٹ ایل ای ڈی ڈسپلے پینل اور ڈسپلے سرکٹ پر مشتمل ہے۔ایل ای ڈی ڈسپلے یونٹ بورڈ 4 ڈاٹ میٹرکس ماڈیول × 64 ڈاٹ میٹرکس یونیورسل انٹیلجنٹ ڈسپلے یونٹ پر مشتمل ہے، ایک واحد ڈسپلے یونٹ 4 16 × 16 ڈاٹ میٹرکس چینی حروف یا علامتیں دکھا سکتا ہے۔سسٹم میں ڈسپلے یونٹس کے درمیان سیریل کمیونیکیشن کا استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ پورے سسٹم کا کام مربوط اور متحد ہو۔ڈسپلے سرکٹ دو 16 پن فلیٹ کیبل پورٹس، دو 74H245 ٹرسٹیٹ بس ڈرائیورز، ایک 74HC04D چھ انورٹر، دو 74H138 آٹھ ڈیکوڈرز اور آٹھ 74HC595 شفٹ لیچز پر مشتمل ہے۔کنٹرول سرکٹ کا بنیادی حصہ WINBOND کا تیز رفتار مائیکرو کنٹرولر 77E58 ہے، اور کرسٹل فریکوئنسی 24MHz AT29C020A ہے 16 × 16 ڈاٹ میٹرکس چینی کریکٹر لائبریری اور 16 × 8 ڈاٹ میٹرکس ٹی اے ایس آئی کوڈ کو ذخیرہ کرنے کے لیے ایک 256K ROM ہے۔AT24C020 I2C سیریل بس پر مبنی ایک EP2ROM ہے، جو پہلے سے سیٹ سٹیٹمنٹس، جیسے سب وے سٹیشن کے نام، مبارکباد، وغیرہ کو محفوظ کرتا ہے۔ گاڑی کا درجہ حرارت سنگل بس ڈیجیٹل ٹمپریچر سینسر 18b20 سے ماپا جاتا ہے۔SJA1000 اور TJA1040 بالترتیب CAN بس کنٹرولر اور ٹرانسیور ہیں۔

کنٹرول سرکٹ یونٹ ڈیزائن

پورا سسٹم ون بونڈ کے ڈائنامک مائیکرو کنٹرولر 77E58 کو کور کے طور پر لیتا ہے۔77E58 ایک نئے ڈیزائن کردہ مائکرو پروسیسر کور کو اپناتا ہے، اور اس کی ہدایات 51 سیریز کے ساتھ مطابقت رکھتی ہیں۔تاہم، چونکہ گھڑی کا چکر صرف 4 سائیکلوں کا ہے، اس لیے اس کی چلنے کی رفتار عام طور پر اسی گھڑی کی فریکوئنسی پر روایتی 8051 سے 2~3 گنا زیادہ ہے۔لہٰذا، بڑی صلاحیت والے چینی حروف کے متحرک ڈسپلے میں مائیکرو کنٹرولر کے لیے فریکوئنسی کی ضروریات کو اچھی طرح سے حل کیا جاتا ہے، اور واچ ڈاگ بھی فراہم کیا جاتا ہے۔77E58 فلیش میموری AT29C020 کو لیچ 74LS373 کے ذریعے کنٹرول کرتا ہے، جس کا سائز 256K ہے۔چونکہ میموری کی گنجائش 64K سے زیادہ ہے، اس لیے ڈیزائن پیجنگ ایڈریسنگ کا طریقہ اپناتا ہے، یعنی فلیش میموری کے لیے صفحات کو منتخب کرنے کے لیے P1.1 اور P1.2 استعمال کیے جاتے ہیں، جسے چار صفحات میں تقسیم کیا جاتا ہے۔ہر صفحہ کا ایڈریسنگ سائز 64K ہے۔AT29C020 چپس کو منتخب کرنے کے علاوہ، P1.5 اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ P1.1 اور P1.2 AT29C020 کے غلط استعمال کا سبب نہیں بنیں گے جب انہیں 16 پن فلیٹ کیبل انٹرفیس پر دوبارہ استعمال کیا جائے گا۔CAN کنٹرولر مواصلات کا کلیدی حصہ ہے۔مداخلت مخالف صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے، CAN کنٹرولر SJA1000 اور CAN ٹرانسیور TJA1040 کے درمیان ایک 6N137 تیز رفتار آپٹکوپلر شامل کیا گیا ہے۔مائکروکنٹرولر CAN کنٹرولر SJA1000 چپ کو P3.0 کے ذریعے منتخب کرتا ہے۔18B20 ایک واحد بس ڈیوائس ہے۔ڈیوائس اور مائیکرو کنٹرولر کے درمیان انٹرفیس کے لیے اسے صرف ایک I/O پورٹ کی ضرورت ہے۔یہ درجہ حرارت کو براہ راست ڈیجیٹل سگنل میں تبدیل کر سکتا ہے اور اسے 9 بٹ ڈیجیٹل کوڈ موڈ میں سلسلہ وار آؤٹ پٹ کر سکتا ہے۔P1.4 کو 18B20 کے چپ سلیکشن اور ڈیٹا ٹرانسمیشن کے افعال کو مکمل کرنے کے لیے کنٹرول سرکٹ میں منتخب کیا جاتا ہے۔کلاک کیبل SCL اور AT24C020 کی دو طرفہ ڈیٹا کیبل SDA بالترتیب مائکروکنٹرولر کے P1.6 اور P1.7.16 پن فلیٹ وائر انٹرفیس سے منسلک ہیں، جو کنٹرول سرکٹ اور ڈسپلے سرکٹ کے انٹرفیس حصے ہیں۔

ڈسپلے یونٹ کنکشن اور کنٹرول

ڈسپلے سرکٹ کا حصہ کنٹرول سرکٹ کے حصے کے 16 پن فلیٹ وائر پورٹ کے ساتھ 16 پن فلیٹ وائر پورٹ (1) کے ذریعے منسلک ہوتا ہے، جو مائیکرو کنٹرولر کی ہدایات اور ڈیٹا کو ایل ای ڈی ڈسپلے سرکٹ میں منتقل کرتا ہے۔16 پن فلیٹ وائر (2) ایک سے زیادہ ڈسپلے اسکرینوں کو جھرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔اس کا کنکشن بنیادی طور پر 16 پن فلیٹ وائر پورٹ (1) جیسا ہی ہے، لیکن واضح رہے کہ اس کا R اینڈ آٹھویں 74H595 کے DS سرے سے تصویر 2 میں بائیں سے دائیں جڑا ہوا ہے، جب جھرنا ہو گا، یہ ہو جائے گا۔ اگلی ڈسپلے اسکرین کی 16 پن فلیٹ کیبل (1) پورٹ کے ساتھ سیریز میں جڑا ہوا ہے (جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے)۔CLK کلاک سگنل ٹرمینل ہے، STR رو لیچ ٹرمینل ہے، R ڈیٹا ٹرمینل ہے، G (GND) اور LOE رو لائٹ ان ایبل ٹرمینلز ہیں، اور A, B, C, D قطار سلیکٹ ٹرمینلز ہیں۔ہر بندرگاہ کے مخصوص افعال درج ذیل ہیں: A, B, C, D قطار کے انتخاب کے ٹرمینلز ہیں، جو اوپری کمپیوٹر سے ڈسپلے پینل پر مخصوص قطار میں ڈیٹا کی مخصوص بھیجنے کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، اور R ڈیٹا ہے۔ ٹرمینل، جو مائیکرو کنٹرولر کے ذریعے منتقل کردہ ڈیٹا کو قبول کرتا ہے۔ایل ای ڈی ڈسپلے یونٹ کا کام کرنے کی ترتیب اس طرح ہے: CLK کلاک سگنل ٹرمینل کو R ٹرمینل پر ڈیٹا موصول ہونے کے بعد، کنٹرول سرکٹ دستی طور پر ایک پلس بڑھتا ہوا کنارے دیتا ہے، اور STR ڈیٹا کی ایک قطار میں ہوتا ہے (16 × 4) تمام 64 ڈیٹا منتقل ہونے کے بعد، ڈیٹا کو لیچ کرنے کے لیے نبض کا بڑھتا ہوا کنارہ دیا جاتا ہے۔لائن کو روشن کرنے کے لیے مائکرو کنٹرولر کے ذریعے LOE کو 1 پر سیٹ کیا گیا ہے۔ڈسپلے سرکٹ کا اسکیمیٹک ڈایاگرام تصویر 3 میں دکھایا گیا ہے۔

ماڈیولر ڈیزائن

میٹرو گاڑیوں میں اصل صورت حال کے مطابق انڈور لیڈ ڈسپلے کے لیے مختلف تقاضے ہوتے ہیں، اس لیے ہم نے سرکٹ کو ڈیزائن کرتے وقت اس پر پوری طرح غور کیا ہے، یعنی اس شرط کے تحت کہ اس بات کو یقینی بنایا جائے کہ اہم افعال اور ڈھانچے میں کوئی تبدیلی نہیں کی جائے گی، مخصوص ماڈیولز کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔یہ ڈھانچہ ایل ای ڈی کنٹرول سرکٹ کو اچھی توسیع اور استعمال میں آسانی فراہم کرتا ہے۔

درجہ حرارت اور نمی ماڈیول

جنوب میں گرم اور بارش والے علاقوں میں، اگرچہ گاڑی میں درجہ حرارت کا ایک مستقل ایئر کنڈیشنر ہے، نمی بھی ایک اہم اشارہ ہے جس کا مسافروں کو خیال ہے۔ہمارے ذریعہ ڈیزائن کردہ درجہ حرارت اور نمی کے ماڈیول میں درجہ حرارت اور نمی کی پیمائش کا کام ہے۔درجہ حرارت کے ماڈیول اور درجہ حرارت اور نمی کے ماڈیول میں ایک ساکٹ انٹرفیس ہے، یہ دونوں ایک ہی بس ڈھانچے ہیں اور P1.4 پورٹ کے ذریعے کنٹرول کیے جاتے ہیں، اس لیے ان کا تبادلہ کرنا آسان ہے۔HIH3610 ہنی ویل کمپنی کے ذریعہ تیار کردہ وولٹیج آؤٹ پٹ کے ساتھ ایک تین ٹرمینل مربوط نمی کا سینسر ہے۔DS2438 ایک 10 بٹ A/D کنورٹر ہے جس میں سنگل بس کمیونیکیشن انٹرفیس ہے۔چپ میں ایک ہائی ریزولوشن ڈیجیٹل ٹمپریچر سینسر ہوتا ہے، جسے نمی سینسرز کے درجہ حرارت کے معاوضے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

485 بس توسیعی ماڈیول

ایک پختہ اور سستی بس کے طور پر، 485 بس صنعتی میدان اور ٹریفک کے میدان میں ایک ناقابل تلافی مقام رکھتی ہے۔لہذا، ہم نے ایک 485 بس توسیعی ماڈیول ڈیزائن کیا ہے، جو بیرونی مواصلات کے لیے اصل CAN ماڈیول کی جگہ لے سکتا ہے۔ماڈیول MAXIM کے فوٹو الیکٹرک آئسولیشن MXL1535E کو 485 ٹرانسیور کے طور پر استعمال کرتا ہے۔کنٹرول کی مطابقت کو یقینی بنانے کے لیے، MXL1535E اور SJA1000 دونوں کو P3.0 کے ذریعے چِپ کا انتخاب کیا گیا ہے۔اس کے علاوہ، ٹرانسفارمر کے ذریعے RS2485 سائیڈ اور کنٹرولر یا کنٹرول لاجک سائیڈ کے درمیان 2500VRMS برقی تنہائی فراہم کی جاتی ہے۔TVS ڈائیوڈ سرکٹ کو ماڈیول کے آؤٹ پٹ حصے میں شامل کیا جاتا ہے تاکہ لائن میں اضافے کی مداخلت کو کم کیا جا سکے۔جمپرز کو یہ فیصلہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے کہ آیا بس ٹرمینل کی مزاحمت کو لوڈ کرنا ہے۔

سافٹ ویئر ڈیزائن

سسٹم سافٹ ویئر اوپری کمپیوٹر مینجمنٹ سوفٹ ویئر اور یونٹ کنٹرولر کنٹرول سافٹ ویئر پر مشتمل ہے۔اوپری کمپیوٹر مینجمنٹ سوفٹ ویئر کو ونڈوز22000 آپریٹنگ پلیٹ فارم پر C++ BUILD6.0 کا استعمال کرتے ہوئے تیار کیا گیا ہے، جس میں ڈسپلے موڈ کا انتخاب (بشمول جامد، فلیشنگ، سکرولنگ، ٹائپنگ وغیرہ)، اسکرولنگ سمت کا انتخاب (بشمول اوپر اور نیچے سکرولنگ اور بائیں اور رائٹ اسکرولنگ)، ڈائنامک ڈسپلے اسپیڈ ایڈجسٹمنٹ (یعنی ٹیکسٹ فلیشنگ فریکوئنسی، اسکرولنگ اسپیڈ، ٹائپنگ ڈسپلے اسپیڈ وغیرہ)، ڈسپلے کنٹینٹ ان پٹ، ڈسپلے پیش نظارہ وغیرہ۔

جب سسٹم چل رہا ہوتا ہے، تو سسٹم نہ صرف پہلے سے سیٹ سیٹنگز کے مطابق سٹیشن کا اعلان اور اشتہار جیسے کریکٹر ڈسپلے کر سکتا ہے، بلکہ دستی طور پر مطلوبہ ڈسپلے کریکٹرز کو بھی داخل کر سکتا ہے۔یونٹ کنٹرولر کا کنٹرول سافٹ ویئر 8051 کے KEILC کے ذریعے پروگرام کیا گیا ہے اور سنگل چپ کمپیوٹر 77E58 کے EEPROM میں مضبوط کیا گیا ہے۔یہ بنیادی طور پر اوپری اور نچلے کمپیوٹرز کے درمیان مواصلات، درجہ حرارت اور نمی کے ڈیٹا کا حصول، I/O انٹرفیس کنٹرول اور دیگر افعال کو مکمل کرتا ہے۔اصل آپریشن کے دوران، درجہ حرارت کی پیمائش کی درستگی ± 0.5 ℃ تک پہنچ جاتی ہے اور نمی کی پیمائش کی درستگی ± 2% RH تک پہنچ جاتی ہے۔

نتیجہ

یہ مقالہ سب وے انڈور ایل ای ڈی ڈسپلے اسکرین کے ڈیزائن آئیڈیا کو ہارڈویئر اسکیمیٹک ڈایاگرام ڈیزائن، لاجک سٹرکچر، کمپوزیشن بلاک ڈایاگرام وغیرہ کے پہلوؤں سے متعارف کرایا گیا ہے۔ فیلڈ بس انٹرفیس ماڈیول اور درجہ حرارت میں نمی کے ماڈیول انٹرفیس کے ڈیزائن کے ذریعے، انڈور ایل ای ڈی ڈسپلے اسکرین کو تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ مختلف ماحول کی ضروریات کو اپناتے ہیں، اور اس میں اچھی توسیع پذیری اور استعداد ہے۔بہت سے ٹیسٹوں کے بعد، گھریلو میٹرو کے نئے مسافر معلوماتی نظام میں انڈور لیڈ ڈسپلے اسکرین کا استعمال کیا گیا ہے، اور اثر اچھا ہے.پریکٹس سے ثابت ہوتا ہے کہ ڈسپلے اسکرین چینی حروف اور گرافکس اور مختلف متحرک ڈسپلے کے جامد ڈسپلے کو اچھی طرح سے مکمل کر سکتی ہے، اور اس میں زیادہ چمک، کوئی ٹمٹماہٹ، سادہ منطق کنٹرول وغیرہ کی خصوصیات ہیں، جو سب وے گاڑیوں کے ڈسپلے کی ضروریات کو پوری طرح پورا کرتی ہے۔ کے لیےایل ای ڈی اسکرینز.