Kundenspezifische VFD Module                                    

          
1   Was ist ein kundenspezifisches VFD Modul

2   Konstruktion 
3   Stromversorgung 
4   Kommunikations Schnittstelle
5   Initialisation und Synchronisation 
6   Software Befehle  
7   Zeichensätze
8   Key Scan und User Input/Output
9   Frontplatten Design
10   Umgebungsbedingungen
11   Kundenspezifische Herstellung
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Der Inhalt dieses Dokumentes unterliegt dem Copyright und darf weder geändert oder in andere Dokumente oder Datenträger eingebunden ohne die Erlaubnis von Noritake Co., Limited, Japan.   Überarbeitet 12. August 2001.  
                       
1 Was ist ein kundenspezifisches VFD Modul
 > Optimale Funktionalität
 > Optimale
    Anwendungskosten
 > Optimale Größe

Noritake Itron bietet eine große Anzahl an Standard Modulen an, entwickelt um 50% der Marktanforderungen zu entsprechen, dennoch, Optimierung des zur Verfügung stehenden Platzes und Integration spezieller Funktionen liefert eine kostengünstige Lösung durch kundenspezifisches Design.
Noritake Itron bietet einen zweigleisigen Kundenservice mit Lösungen für niedrige Stückzahlen von 500/Jahr bis hin zu Massenproduktion über 5000/Jahr.
Anpassung kann so einfach sein wie eine Anschluss- oder Zeichensatzmodifikation bis hin zu einem komplett neuen Design. Viele Kunden- Module enthalten bereits die Moeglichkeit von “Key-Scan” Anschluessen und von einer bidirektionalen serielle Schnittstelle, welche durch einen geringen Aufpreis integriert werden kann.
Das unten aufgefuehrte Diagramm zeigt Ihnen die zur Verfuegung stehenden Moeglichkeiten. Wenn Sie eigene Funktionen benötigen, bitte zögern Sie nicht uns diese mitzuteilen.
           


                     
Zusammenfassung der typischen Möglichkeiten für kundenspezifische Module


 
2 Konstruktion 

Seitenansicht

 Die kostengünstigste Methode ist alle Komponenten auf die gleiche Seite des PCB zu montieren, ohne Komponenten unter dem Display.  
Dies kann schwierig sein wenn nicht ausreichend Platz zur Verfügung steht oder der Querschnitt einiger Komponenten höher als das Display ist.
    

Das VF Display und andere durch Löcher montierte Frontplatten sind auf einer Seite des PCB angebracht, die restlichen Oberflächenkomponenten auf der anderen Seite. Diese Lösung erzeugt in den meisten Fällen die geringste Gesamthöhe.
   

Die Anbringung aller Komponenten auf der Oberfläche ermöglicht eine komplett freie Rückseite und damit ein einfaches Einbauen in ein Gehäuse.
    

Das VFD kann umgekehrt montiert und durch einen Ausschnitt in einem 2,4mm dicken PCB mit einer Auflage auf der Vorderseite mit integriertem Filter angeschaut werden, gesichert mit runden Scheiben am PCB.
    

3 Stromversorgung

Die meisten Module benötigen einen einfachen 5VDC Anschluss für einen DC/DC Konverter um eine für den AC-Leuchtdraht und die Raster/Anode nötige Spannung zu erzeugen. Es gibt viele Ausnahmen im Verkauf, Unterhaltungselektronik und Transportausstattung, wo 10 bis 36 VDC notwendig sein kann, für eine höhere Effektivität und 3,3 V Betrieb in einer kleinen Ausstattung. Eine festgelegte Betriebsfrequenz kann für die Stromversorgung notwendig sein um Empfangsstörungen im Kundenprodukt zu vermeiden. Neue Entwicklungen in der Energieversorgungskontrolle und Patente von Noritake für transformerlose Designs zielen auf viele dieser Punkte.
          
VFD und Logische Stromversorgung Die notwendige Spannungsversorgung moechte der Nutzer aus einem geeigneten Stromsystems aus seiner Anwendung erhalten.
Fuer die Entscheidung der noetigen Parameter sollte das VFD Glas Datenblatt und das Applikationsdatenblatt zu Rate gezogen werden.  
     
5VDC Die meisten 5V Module nutzen einen DC/DC Konverter mit eingebautem Transformator um die nötige Spannung zu erzeugen. Eine Höhe bis 3 mm ist möglich.  
Ultraflache Anwendungsprofile können ein transformerloses Design nutzen wo das VDF verwendbar ist (Heizungsspannung unter 4.5V).
    
12VDC Die Mehrheit der VFDs werden mit 12VDC versorgt, mit einer möglichen Toleranz von 20% wenn erforderlich. Ein eingebauter Regulator unterstützt die Stromkreisanforderungen.  
   
3.3VDC Das Noritake Itron CIG (Chip in Glass) VFD kann für eine 3.3V Operationsspannung spezifiert werden. Viele Micro-Controller und ASIC Prozesse stehen nun für diese Spannung zur Verfügung. In vielen Anwendungen, bei denen eine 3.3V Spannung ueber einen DC/DC Konverter erzeugt wird, ist es empfehlenswert die VFD Heiz- und Gitter – Spannung ueber die Bezugsspannungsquelle zu beziehen.
   
10 bis 36VDC Viele Transportanwendungen erfordern eine breite Auswahl an Arbeitsspannung bedingt durch die Batterieversorgung Ihres Systems. Ein Transformator oder Spannungsumschalter kann dies übernehmen.  
   
Andere Spannungen Spezielle Anforderungen werden berücksichtigt.
    
Energiespar- / Schlafmodus Diese Funktion kann erfolgreich umgesetzt werden wenn die Spannungsversorgung über einen langsam startenen Regulator oder einem transformerlosen Modell kontrolliert wird. Dies ist notwendig um zu verhindern, dass der CPU Resetkreislauf durch eine kurzfristige Stromschwankung ausgelöst wird.
  
Stromsteckverbinder  Bei der Auswahl des Stromsteckverbinders bitten wir Sie den Nennstrom zu beruecksichtigen, sowie die Haeufigkeit des Ein – und Aussteckens und die Arbeitsumgebung. Der Stromsteckverbinder kann mit der Signalverbindung kombiniert werden, jedoch sollten die Kabel entsprechend isoliert werden zur Vermeidung von induzierten Rauschen und Ueberspannung, was zu einer Fehlfunktion fuehren koennte.   

4 Kommunikationsschnittstelle
Die nachfolgende Tabelle fuehrt viele gebraeuchliche Schnittstellen auf, die vom Ausgangssystem mit Ihren Tasteneigenschaften benutzt werden.   
Schnittstelle Type Key Signal Connections Kabellänge Bit Rate Good Features

Synchronous Serial

SPI

Clock, Sin, Sout, /SS

 < 2m < 500k Minimum Ports

I²C

Clock, Bi Directional Data

< 1m < 1M Minimum Ports

Asynchronous Serial

TTL / CMOS

SIN, SOUT

< 1m

< 250k Lowest Cost 

RS232C

RXD, TXD, DTR, CTS

< 30m

< 115k Compatibility

RS485

A, B

< 1000m

< 115k Long distance

USB

A, B

< 2m

 < 2M PC interface
Parallel 

M68 BUS

E, R/W, RS, D0-D7, CS

< 0.5m

< 32M High Speed

i80 BUS

/WR, /RD, A0, D0-D7, /CS

< 0.5m

< 32M High Speed

PORT

STROBE, BUSY, D0-D7, /CS

< 2m

< 8M Simple 
4.1 Auswahl einer Schnittstelle
Wenn die benoetigte Schnittstelle nicht durch das Ausgangssystem festgeschrieben ist, waehlen Sie bitte eine Schnittstelle aus unter den Praemissen von gewuenschter Kabellaenge, Datenuebertragungsrate und der Anzahl der zur Verfuegung stehenden Datenuebertragungsrate.  

 Parallele Schnittstelle 
ASIC Kontroller mit Parallelschnittstellen sind für den Gebrauch mit konventionellen und CIG VFD erhältlich. Sie werden in vielen Noritake Itron GU und CU-U Serien standardmässig benutzt. Die schelle Uebermittlung der Daten und die kurzen Belegzeiten durch die Verwendung eines ASIC’s sind ideale Voraussetzungen fuer einen effizienten Ablauf und eine schnelle Bilduebertragung bei Grafikdisplays. Die Dateneinspeisung und die Belegzeit fuer die Zentralrecheneinheit und den ASIC Kontroller muessen aufeinander abgestimmt werden. Zur Vermeidung von Differenzen werden zusaetzliche Verknuepfungssteuerungen angeboten. Es ist hilfreich, den Typ der Zentralrecheneinheit im Ausgangssystem zu wissen sowie dessen Arbeitsgeschwindigkeit.

 Serielle Schnittstellen
Die Datenübertragungsrate für Punktmatrixdisplays kann eine seriellen Schnittstelle mit niedriger Geschwindigkeit (weniger als 19200 bits pro Sekunde) als wenig brauchbar ausweisen, da die Übertragung des Bildes und die Zeitspanne bis der Bildschirm mit der Grafik gefüllt wird zu lange dauert. Die Bilder und Zeichensätze im Displaycontroller zu speichern und dabei ein 'high level command set' zu benutzen kann dieses Problem lösen.         
               
4.2 Schnittstellen Verbindungen
Die Wahl der Verbindung ist abhaengig von der Naehe zum Netzrechner, der Einsteck und Abziehlebensdauer, der Umgebungs und Isolationsanforderung. Der Standard 2.54mm IDC Stecker ist gebräuchlich, ebenso wie kleinere Versionen, die sich nun im Gebrauch befinden. Kompakte Systeme verwenden flexible Schaltkreisverbindungen, bei denen nur ein Einschub erforderlich ist. Durch die Ueberlappung des Datensignals mit der Masse reduziert eine Beeinflussung, jedoch wird ein groesserer Stecker benoetigt.

           
5 Initialisierung und Synchronisierung
Die stabile Funktion des Moduls hängt von der korrekten Spannungsversorgung, Initialisation und Synchronisation mit dem Datenbankrechner ab. Im Falle von Rauschen oder Interferenzen, ist es erforderlich eine Vorkehrung anzuwenden, welche ein Arbeiten nach den EMC Vorgaben beim Modul sicherstellt.  

Es wird empfohlen, dass das Modul einen externen Resetzugang hat, der mit dem Netzrechner verbunden ist und ein internes Ueberwachungssystem besitzt, welches durch einen Softwarefehler oder durch eine Stromunterbrechung ausgeloest wird. Zusätzlich sollte das Modul die Möglichkeit haben seinen Status durch eine Zweirichtungsverbindung oder eine Statusausgabe an den Datenbankrechner zu melden.
Kosten- und Kompatibilitätsbeschränkungen machen diese Ideale unerreichbar, so dass man eine Kompromisslösung sucht.

Der Nutzer sollte eine Vorgehensweise auf seine Anwendung zugeschnitten entwickeln, bei dieser Noritake ihn bei der Loesung des Problems im Bezug auf das Modul zur Seite steht. Die zu beachtenden Vorgehensweisen schliessen den Gebrauch von Pruefsummen 'Dual Pulse Width Reset Inputs, Voltage Brown Out Detection,' Hardware und Software Wächter, Fehlersuche und Gleichwertigkeit ein.

6 Software Kontrollbefehle
Standard ASIC Kontroller enthalten ein vorbestimmtes Kommandoset, das die Basisfunktionalität des Moduls gewährleistet. Ein programmierbarer Mikrokontroller bietet die Möglichkeit Befehle individuell für Ihre Anwendung einzubinden, was die Rechnerzeit reduziert. Die Hardwaresteuerung in Ihrem kundenspezifischen Modul deckt viele Befehle ab, es ist desweiteren moeglich den Befehlssatz zu erweitern zur Ermoeglichung von einer wechselseitigen Datenuebertagung. Bei Charaktermodulen durch Linien und bei Graphikmodulen durch Kreisbewegungen.  
Die nachfolgende Tabelle zeigt viele Beispiele aus denen Sie für Ihre Anwendung auswählen können.

Display Appearance 

Display On

Display Off  with power down if the hardware exists, the existing memory data is unchanged.

Set Display Brightness

Merge RAM Areas on the Display using logical OR / AND / EXOR for graphic images.

Display Fonts

Set Active Character / Icon / Graphic Font

Load User Font by sending the character code followed by several bytes of dot data

Display Data

Write Data to Cursor Position

Read Data at Cursor position

Display Clear

Clear Display . Cursor moves to top left position of display.

Clear Current Cursor Line and move cursor to left end of line.

Clear to End of Line from current cursor position

Display Set

Start Self Test Routine to show fonts or default message if exists.

Write Default Message and Timeout to EEPROM if hardware exists

Flashing Characters

Written Character will Flash

Written Character will not Flash

Scroll Display

Display Scrolls Up from Cursor Line

Display Scrolls Down from Cursor Line

Display Line Scrolls Left from Cursor Position

Display Line Scrolls Right from Cursor Position

Cursor Appearance

Set Cursor as Underline. Position defined by font.

Set Cursor as Block. Size defined by font.

Set Cursor Flashing. If block, alternates with back ground character.

Cursor Off. Also resets appearance to non flashing underline.

Auto Move Cursor

Set Cursor Active Area as limit of movement.

Set Cursor Auto Increment after Write/Read. Stops at end of line.

Set Cursor Auto Decrement after Write/Read. Stops at start of line.

Set Cursor to remain Static after Write/Read

Cursor Position

Move Cursor to Top Left Position                (Home)

Move Cursor to Start of Current Line          (Carriage Return)

Move Cursor Up  a Line                              (Vertical Tab)

Move Cursor Down a Line                          (Line Feed)

Move Cursor Left unless start of line          (Back Space)

Move Cursor Right unless end of Line       (Horizontal Tab)

Position Cursor (A)bsolute or X,Y if more than 256 positions.

Read Cursor Position. Format same as Position Cursor. 

Asynchronous Serial  
(RS232/RS485)

Set Asynchronous Serial baud rate, parity, checksum and protocol

Read Asynchronous Serial byte

Write Asynchronous Serial byte

Synchronous Serial
(SPI)

Set Synchronous Serial Protocol and clock rate if hardware permits.

Write Synchronous Serial Byte

Read Synchronous Serial Byte

User I/O Ports

Set user port bits to input or output (At power on reset, all are generally inputs)

Set user port inputs as triggered active low.

Set user port inputs and outputs as key matrix

Write to user port outputs (inputs are automatically avoided)

Read user port inputs and outputs

Multi-drop Addressing

Read Multi-drop Address from port setting and set multi-drop addressing as active.

Set New Active Address for communication.

Other

Extended command functions can use a command byte like ESCape

Software Reset requests the module to set all internal registers and ports to that at  power on.

Enable Busy to activate every second to act as a Watchdog

Enable Keyboard / Serial / User Port Interrupt Requests

Interrupt Response provides a defined output or communication when and interrupt occurs.

Read Status Check Byte for Busy / Reset condition in the module.

Read RAM / Register Checksum test is performed and sent to the host.

7 Zeichensätze
Zeichensätze sind in den Modulen enthalten um den Datentransfer zwischen Datenbankrechner und dem Modul zu reduzieren. Trotzdem hat jede Anwendung ihre speziellen Anforderungen, einige allgemeine Zeichensätze existieren und haben Industriestandard erreicht. Der ASCII Zeichensatz (……) wurde als Verbindungsglied fuer viele Ausstattungen entwickelt und ist eine Teilmenge aus fast alles verfuegbaren Zeichensaetzen. Der Bedarf an japanischen Katakana und europäischen Zeichensätzen hat die beiden unten gezeigten Sets für 5x7 Zeichensätze hervor gebracht. Diese können nach Nutzerwahl in horizontaler und vertikaler Richtung gezeigt werden.  


   ASCII + Katakana Zeichensatz
  
     
ASCII + Europäischer Zeichensatz
               
Wenn die Modulkontrolleinheit ein programmierbares ROM entweder intern oder im Mikrokontroller, oder als eine separate integrierte Einheit enthält, kann der Nutzer jede Kombination von Zeichensätzen selbst bestimmen. Sie können die Bitmap Bilder, die oben gezeigt werden, als neue Datei abspeichern und die Bilder in einem Bildbearbeitungsprogramm wie Paint anpassen, dann zurück übertragen um sie in Ihr Produkt einzufügen. Alternative Zeichensätze sind auf unserer Webseite erhältlich oder wenn Sie uns eine Anfrage senden.  

Zusätzliche kann das Modul benutzerdefinierte Zeichensätze aufnehmen, die in Punktform vom Datenbankrechner geschrieben und später durch Senden der dazugehörigen Zeichendateien angezeigt werden. Diese Funktion muss als Softwarebefehl berücksichtigt werden.   

8 Key Scan und User Input / Output

Key Scan - Spezielle Technik
Es ist allgemein verbreitet die Key Scan Aufgabe fuer einen minimalen Aufpreis als Funktion in eine kundenspezifischen Modul zu erwerben, da grundsaetzlich der Key Board Bereich sich in der Naehe des Displays befindet und viele Mikrocontroller separate Ein / Ausgangskanaele aufweisen.. 
Mit der Verwendung eines Steckers am Modul ist eine Verbindung vom Key Board mit einem Flexikabel moeglich oder die Fassungsschalter koennen in das Modul eingearbeitet werden. Jede Kombination von X – Y Key Board Matrix ist moeglich, da mit 10 bis zu 30 Keys Anforderungen fuer viele Applikationen abgedeckt wird. Zur Vermeidung von ueberkreuzenden Dioden haben wir viele spezielle Scan Techniken entwickelt, welche ausserdem variable Shift keys mit Wiederholungen bietet und Widerstands Touch Panels stabilisieren.
 

User I/O - Multible Optionen
Viele Anwendungen benutzen Leuchtdioden für zusätzliche Statusanzeigen, manche hinter den Tasten platziert. Die Kontrolle anderer Ein- und Ausgaben über Infrarot und A/D Konverter zum Ausgabegerät und Erweiterung der Anschlüsse für Drucker sind möglich.   

9 Frontplatten Design
Eine Frontplatteneinheit kann auf Anfrage geliefert werden, welches in das Produkt des Nutzers passt. Diese Einheit kann aus iener mehrfarbig bedruckten Polymerauflage mit eingebauten Filter bestehen und gestanzten Tastenfelder, die an einem Aluminiumbogen mit Montagelöchern und Bolzen befestigt sind..

Ein auf der Rueckseite des VFD Moduls angebrachtes Kabel und die Einzelverpackung ermoeglichen eine einfache Eingliederung in die Fertigungslinie.

Nutzer können ihre Vorstellung des Frontpaneel als Bilder oder Zeichnung einreichen.

    
10 Umgebungsbedingungen
Temperatur und Feuchtigkeit Die Entwicklung des CIG VFD Glases ermoeglicht einen Arbeitstemperaturbereich von -40C bis zu +85C. Der Arbeitstemperaturbereich ist abhängig von anderen Komponenten, die eine Kostenersparnis ermöglichen wenn dieser auf -20C bis +70C oder 0C bis +50C festgelegt wird. Bitte bedenken und spezifizieren Sie den Mindesttemperaturbereich. Desweiteren bieten Ihnen die VFD Module im Vergleich zu anderen Display Technologien einen erweiterten Arbeitstemperaturbereich bei Feuchtigkeit. Bitte definieren Sie Ihre Anwendung und die Voraussetzungen.  
    
Erschütterung und Vibration VFDS werden weitverzweigt in transportablen und industriellen Anlagen benutzt, wo eine erhebliche Vibration und Erschütterung gegenwärtig ist. Bitte spezifizieren Sie den Grad der für Ihre Anwendung notwendigen Störfestigkeit, da dies die Konstruktion des Moduls beeinflusst.
   
EMC Elektro-Magnetische Kompatibilitätsregeln erfordern elektrische und elektronische Ausstattung um einige Kriterien für die Empfindlichkeit gegen Austritt von Störungen zu erfüllen. Wir arbeiten mit unseren Kunden zusammen und Produkte zu entwickeln, die diesen Anforderungen entsprechend und gleichzeitig den Regeln von gutem Design und Funktionalität entsprechen.
Das Gehäuse des Geräts und die Auslese seiner Blendenöffnung sind kritische Faktoren bei jedem Design, deshalb erörtern Sie diese Optionen bitte mit uns.       

           
11 Vorgehensweise bei kundenspezifischen Modulen
Anfrage übermitteln Bitte downloaden Sie ein Anfrageformular, geben die entsprechenden Informationen ein und faxen es an das nächstgelegene Büro von Noritake mit zusätzlichen Informationen, soweit Sie diese bereitstellen können.
Auswertung Wir werden die Anfrage bestätigen und auswerten. Unsere Vertretung vor Ort wird mit Ihnen Kontakt aufnehmen um die verschiedenen Aspekte des Design zu klären.
Angebot Das erste Angebot, welches wir erstellen basiert auf Ihren gewuenschten Anforderungen. Jedoch behalten wir uns vor, bei Aenderungen der Spezifkation das erste Angebot zu ueberarbeiten. Bis die Spezifikation von Ihrer Seite genehmigt ist, kann das Angebot veraendert werden. Wir schlagen vielleicht alternative Designs vor um die Anwendungskosten zu optimieren.
Spezifikation Nach der endgueltigen Genehmigung der Spezifikation von Ihrer Seite, wird Ihnen diese zur Unterschrift uebermittelt. Wir bitten um Uebersendung eines Entwicklungsauftrages, damit wir mit der Entwicklung des Designs beginnen koennen. Ihr Entwicklungsauftrag sollte die Anzahl der gewuenschten Muster fuer Ihre Freigabe enthalten.
Entwicklungsauftrag Bitte übersenden Sie uns einen Entwicklungsauftrag damit wir mit der Entwicklung des Designs fortfahren können. Der Auftrag sollte die Anzahl des Prototypes spezifieren, die Sie für die Berechnung und Genehmigung benötigen. Jede Abweichung wird mit Ihnen besprochen und wir bitten jede Änderung des Designs uns unverzüglich mitzuteilen. Wir werden diese Aenderungen analysieren und sie bewerten fuer ein optimales kundenspezifisches Modul.  
Entwicklungsmuster Fuer Ihre Zustimmung und Freigabe werden wir Ihnen Entwicklungsmuster zusenden.
Freigabe Fuer die Freigabe der Entwicklungsmuster und fuer den Serienstart benoetigen wir eine schriftliche Bestaetigung von einer authorizierten Person in Ihrem Unternehmen.
Werkauftrag Falls die Zeitspanne für die Herstellung es notwendig macht im Vorfeld der Bestätigung Teile einzukaufen, wird unser Angebot die Bedingungen und Konditionen spezifizieren, die zur Anwendung kommen. Bitte übermitteln Sie Ihre Bestellung vorausplanend.