맞춤형 허브 보드
P0.78 COB 의료기기
시력 검사 장비를 개발하는 의료기기 개발업체는 보정된 자극 디스플레이로 사용할 단일 P0.78 COB LED 모듈이 필요했습니다 . 하지만 표준 LED 모듈은 독립적으로 작동할 수 없으며, 수신 카드, 전원 공급 장치 및 다이오드 어레이를 연결하는 특수 제작된 허브 보드가 필요합니다. 표준 허브 보드는 4~8개의 모듈용으로 설계되어 물리적으로 너무 컸기 때문에, DOIT VISION은 초저프로파일 FPC 커넥터, 특수한 독립형 하드웨어를 인식하도록 하는 맞춤형 NovaStar 구성 파일, 그리고 정밀한 이중 전압 공통 음극 전원 회로를 갖춘 맞춤형 소형 허브 보드를 설계했습니다. 7일간의 스프린트 기간 동안 개념 설계부터 CAD, 맞춤형 PCB 인쇄, FPC 커넥터 조립, 그리고 성공적인 첫 점등 테스트까지 모든 과정을 완료했습니다.
요약
독립형 모듈에 불이 들어오지 않는 이유는 무엇일까요?
표준 LED 모듈은 작동을 위해 허브 보드가 필요합니다. 허브 보드는 수신 카드, 전원 공급 장치 및 LED 다이오드 어레이를 연결하는 역할을 하며, 데이터 신호를 분배하고, 전원 공급을 관리하며, 데이터 및 전원 입력을 위한 물리적 커넥터를 제공합니다.
표준 허브 보드는 4~8개의 LED 모듈용으로 설계되어 있어 물리적 크기가 의료 기기 케이스에 비해 너무 큽니다. 고객은 단일 모듈만 구동해야 했기 때문에 150x150mm 모듈 크기에 맞춘 특수 제작된 소형 허브 보드가 필요했습니다.
초저프로파일 FPC 설계
표준 120/100핀 커넥터는 의료 기기의 공간 제약 조건에 비해 너무 부피가 컸습니다. 환자의 얼굴에서 불과 몇 밀리미터 떨어진 곳에 위치하는 기기의 경우, 커넥터 높이의 단 몇 분의 1도 중요하지 않습니다.
우리는 초저프로파일 FPC(플렉서블 인쇄 회로) 커넥터를 조달했습니다. 이 커넥터는 평평한 리본 형태의 상호 연결 장치로, 케이스 안으로 접혀 들어가며 두께가 1mm 미만입니다. 이러한 커넥터는 내부 높이가 매우 중요한 스마트폰 및 태블릿 제조에 주로 사용됩니다.
물리적 적합성 외에도 FPC 커넥터는 P0.78 픽셀 피치에서 신호 무결성을 유지해야 했습니다. 1mm 미만의 피치에서는 픽셀 어레이 구동에 필요한 데이터 전송률로 인해 더 큰 피치에서는 발생하지 않는 전자기 간섭(EMI) 및 전자기 호환성(EMC) 문제가 발생합니다. 맞춤형 PCB의 신호 트레이스 길이, 임피던스 매칭 및 접지면 연속성은 모두 크로스토크를 억제하고 깨끗한 데이터 채널을 유지하도록 설계되었습니다.
이중 전압 공통 음극 회로
COB 모듈은 공통 음극 구조를 사용하며, 빨강, 초록, 파랑 LED 채널은 각각 다른 순방향 전압을 필요로 합니다. 빨강은 약 2.8V, 초록과 파랑은 약 3.8V가 필요합니다. 세 채널 모두 동일한 전압으로 구동하면 전력 낭비와 과도한 열 발생이 발생합니다.
맞춤형 허브 보드에는 정밀한 이중 전압 전원 회로가 포함되어 있어 단일 전원 입력을 두 개의 독립적으로 조절되는 출력으로 분할합니다. 하나는 빨간색 채널용 2.8V이고 다른 하나는 녹색 및 파란색 채널용 3.8V입니다. 이 공통 음극 설계는 모든 채널을 동일한 전압으로 구동하는 공통 양극 설계에 비해 전력 소비를 20~25% 절감합니다.
고객사의 안과 검사 장비는 보정된 시각 자극을 환자에게 제시하면서 동공 반응과 안구 운동을 측정합니다. LED 모듈에서 열점이 발생하면, 비록 국소적으로 수 도 정도의 온도 상승이라도, 환자 얼굴 주변의 공기 대류 현상으로 인해 눈 깜빡임 반사가 발생하여 검사 결과가 왜곡될 수 있습니다. 허브 보드의 전원 회로와 PCB 레이아웃은 측정 가능한 열점 없이 보드 표면 전체에 열을 균일하게 분산시키도록 설계되었습니다.
NovaStar .rcfgx 구성
NovaStar 수신 카드는 일반적으로 정해진 레이아웃에 4~8개의 모듈이 배치된 표준 캐비닛 구성을 지원하도록 설계되었습니다. 일반적이지 않은 커넥터 배열을 가진 단일 소형 모듈에 연결할 경우, 수신 카드가 하드웨어를 인식하지 못하거나 픽셀을 잘못된 순서로 구동하는 문제가 발생할 수 있습니다.
DOIT VISION은 수신 카드에 픽셀 수, 채널에 대한 전기적 매핑, 그리고 이 특정 비표준 구성에 대한 신호 타이밍을 명시적으로 알려주는 맞춤형 .rcfgx 구성 파일(NovaStar의 하드웨어 설명자 형식)을 작성했습니다. 이 파일은 NovaLCT(NovaStar의 LED 구성 도구)를 통해 로드되어 수신 카드가 특이한 독립형 하드웨어를 인식하도록 했습니다.
엔지니어링 사양
7일 허브 보드 스프린트
제약 조건 잠금
의료용 인클로저 설계: 단일 P0.78 COB 150×150mm 모듈, 초저프로파일 FPC, 이중 전압 공통 음극, EMI/EMC 예산 및 NovaStar 수신 카드 인터페이스.
PCB 레이아웃
표준 4~8모듈 보드 대신 단일 모듈용으로 소형화된 허브 보드입니다. 2.8V/3.8V 레일 배선, FPC 랜딩 및 열전도성 구리 도포를 통해 과열 지점을 제거합니다.
제작 및 구성
보드 제작, 커넥터 장착 및 맞춤형 .rcfgx 파일 생성을 통해 NovaLCT가 첫 번째 플래시에서 비표준 단일 모듈 구조를 인식할 수 있도록 합니다.
첫 조명 테스트
열화상 카메라 검증(핫스팟 없음), 자극 균일성 검사, 그리고 비전 테스트 장치용 허브 보드 및 설정 파일 전달.
맞춤형 PCB 설계가 필요하신가요?
허브 보드, 인터페이스 보드, 맞춤형 컨트롤러 등, 컨셉 구상부터 초기 테스트까지 맞춤형 PCB를 설계 및 제작합니다. 7일부터 시작하는 애자일 스프린트 방식으로 개발합니다.
자주 묻는 질문
DOIT VISION은 LED 모듈용 맞춤형 인터페이스 보드를 설계할 수 있습니까?
허브 보드란 무엇이며, LED 모듈 하나에 허브 보드가 필요한 이유는 무엇입니까?
공통 음극 이중 전압 회로는 어떻게 전력을 절약합니까?
NovaStar 카드가 비표준 구성을 인식하도록 하려면 어떻게 해야 합니까?
맞춤형 PCB 설계의 최소 소요 기간은 얼마인가요?
LED 모듈을 의료 또는 과학 장비에 통합할 수 있습니까?
귀사는 의료기기 LED 통합에 대한 EMI/EMC 지원을 제공합니까?
사용자 정의 허브 보드는 NovaStar 이외의 컨트롤러와도 호환됩니까?
고객 맞춤형 모양, 정밀 설계
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