Специализированная панель управления для
P0.78 Медицинское устройство COB
A medical device developer creating vision testing equipment needed a single standalone P0.78 COB LED module to function as a calibrated stimulus display. But a standard LED module cannot operate independently — it requires a purpose-built Hub Board to bridge the receiving card, power supply, and diode array. With the standard Hub Board designed for 4-8 modules and physically too large, DOIT VISION engineered a bespoke miniaturized Hub Board with ultra-low-profile FPC connectors, custom NovaStar configuration files to force recognition of the unusual standalone hardware, and a precision dual-voltage Common Cathode power circuit. The entire 7-day sprint covered concept through CAD, custom PCB printing, FPC connector assembly, and successful first light-up test.
Сразу
Почему автономный модуль не загорается
Для работы стандартного светодиодного модуля необходима плата-концентратор (Hub Board). Плата-концентратор служит связующим звеном между приемной платой, источником питания и массивом светодиодов — она распределяет сигналы данных, управляет маршрутизацией питания и обеспечивает физические разъемы для ввода данных и питания.
Стандартные платы-концентраторы предназначены для 4-8 светодиодных модулей, и их физические размеры делают их слишком большими для корпуса медицинского прибора. Заказчику требовалось управлять одним модулем, поэтому была разработана специальная миниатюрная плата-концентратор, физически соответствующая размерам модуля (150x150 мм).
Сверхнизкопрофильная конструкция гибкой печатной платы
Стандартные 120/100-контактные разъемы оказались слишком громоздкими для медицинского устройства, учитывая его пространственные ограничения. Для устройства, расположенного в нескольких миллиметрах от лица пациента, каждая доля миллиметра высоты разъема имеет значение.
Мы использовали сверхнизкопрофильные разъемы FPC (Flexible Printed Circuit) — плоские ленточные соединительные элементы, которые складываются в корпус, имея профиль, измеряемый долями миллиметра. Они обычно используются в производстве смартфонов и планшетов, где каждый микрон внутренней высоты имеет первостепенное значение.
Помимо физических размеров, разъемы FPC должны были обеспечивать целостность сигнала при шаге пикселя P0.78. При шаге менее 1 мм скорость передачи данных, необходимая для управления массивом пикселей, создает проблемы электромагнитных помех (ЭМП) и электромагнитной совместимости (ЭМС), которых нет при более крупном шаге. Длина сигнальных дорожек, согласование импеданса и целостность заземляющей плоскости на изготовленной на заказ печатной плате были разработаны для подавления перекрестных помех и поддержания чистоты каналов передачи данных.
Двухвольтовая схема с общим катодом
В модуле COB используется архитектура с общим катодом, где для красного, зеленого и синего светодиодных каналов требуются разные прямые напряжения. Красному требуется около 2.8 В, а зеленому и синему — около 3.8 В; подача на все три светодиода одного напряжения приводит к потерям энергии и выделению избыточного тепла.
В разработанную специально для этой модели плату Hub Board была включена прецизионная двухканальная схема питания, которая разделяет единый входной сигнал питания на два независимо регулируемых выхода: 2.8 В для красного канала и 3.8 В для зеленого и синего каналов. Такая конструкция с общим катодом снижает энергопотребление на 20-25% по сравнению с конструкциями с общим анодом, которые подают на все каналы одинаковое напряжение.
Оборудование для офтальмологического обследования пациента подает откалиброванные визуальные стимулы, одновременно измеряя реакцию зрачка и движение глаз. Если светодиодный модуль создает локальные очаги перегрева — даже локализованные очаги в несколько градусов Цельсия — возникающие конвекционные потоки воздуха вблизи лица пациента могут вызывать рефлекс моргания и искажать результаты теста. Схема питания и компоновка печатной платы Hub Board были разработаны таким образом, чтобы равномерно распределять тепло по поверхности платы без измеримых очагов перегрева.
Конфигурация NovaStar .rcfgx
Приемная плата NovaStar рассчитана на работу со стандартной конфигурацией шкафа — обычно это 4-8 модулей в определенной компоновке. Подключение ее к одному миниатюрному модулю с нестандартным расположением разъемов обычно приводит к тому, что приемная плата не распознает оборудование или управляет пикселями в неправильном порядке.
Компания DOIT VISION создала собственный конфигурационный файл .rcfgx — формат описания оборудования NovaStar — который явно указывает принимающей плате количество пикселей, их электрическое соответствие каналам и временные параметры сигнала для этой конкретной нестандартной конфигурации. Файл был загружен с помощью NovaLCT (инструмента настройки светодиодов NovaStar) и заставил принимающую плату распознать необычное автономное оборудование.
Технические характеристики
7-дневный спринт на Hub Board
Блокировка ограничения
Разработан медицинский корпус: один модуль P0.78 COB 150×150 мм, сверхнизкопрофильная гибкая печатная плата, двухвольтовый модуль с общим катодом, расчет бюджета электромагнитной совместимости и интерфейс приемной карты NovaStar.
Макет печатной платы
Миниатюрная плата-концентратор для одного модуля вместо стандартной платы на 4–8 модулей. Выводы на линии 2.8 В / 3.8 В, посадочное место для гибкой печатной платы и термоизоляционное медное покрытие для устранения перегрева отдельных участков.
Изготовление и настройка
Изготовление печатной платы, установка разъемов и создание пользовательского файла .rcfgx, чтобы NovaLCT распознавала нестандартную геометрию одного модуля при первой прошивке.
Первый световой тест
Проверка с помощью тепловизора (отсутствие горячих точек), проверка равномерности стимула и передача платы Hub Board + файла конфигурации для устройства проверки зрения.
Нужна разработка печатной платы на заказ?
Платы-хабы, интерфейсные платы, специализированные контроллеры — мы проектируем и изготавливаем печатные платы на заказ от концепции до первого тестирования. Гибкие спринты от 7 дней.
Часто задаваемые вопросы
Может ли компания DOIT VISION разработать специализированные интерфейсные платы для светодиодных модулей?
Что такое плата-хаб и зачем она нужна одному светодиодному модулю?
Как схемы с общим катодом и двойным напряжением экономят электроэнергию?
Как заставить карты NovaStar распознавать нестандартные конфигурации?
Каков минимальный срок выполнения заказа на разработку печатных плат по индивидуальному проекту?
Можно ли интегрировать светодиодные модули в медицинское или научное оборудование?
Предоставляете ли вы поддержку по вопросам электромагнитной совместимости (ЭМС) при интеграции светодиодов в медицинские устройства?
Может ли пользовательская плата Hub Board работать с контроллерами, отличными от NovaStar?
Продукты и ресурсы
Светодиодные дисплеи с мелким шагом
COB Pro, COB Beta, MIP и All-in-One. Шаг пикселя от P0.62.
Исследуйте →Руководство по стоимости изготовления корпусной мебели на заказ (NPI)
Разбивка затрат на НИОКР: 63 000 долларов, сроки: 151 день, 10 этапов изготовления пресс-формы.
Исследуйте →Интеграция COB-светодиодов в игровой автомат
Изготовленная на заказ печатная плата с вырезом, контроллер BrightSign, сборка Poka-Yoke.
Исследуйте →Инженерные тематические исследования
Ознакомьтесь с полной библиотекой примеров из практики по более чем 55 странам.
Исследуйте →Ваша индивидуальная форма, разработанная инженерами.
Пришлите чертежи или приблизительный эскиз диаметра/высоты — мы оценим, подходит ли нам только гибкое решение. Ответим в течение 48 часов.
Свяжитесь с инженером через WhatsApp Запросить предложение Просмотреть все примеры из практики