TFT-kleurendisplays: interfacevrijheid van 0,69 tot 10,1 inch

Artikel

25 februari 2024

Een monochrome LCD lost op of iets zichtbaar is. Een TFT bepaalt of deze bruikbaar is. Het verschil komt tot uiting in het foutenpercentage, in hoe snel een operator een grafiek leest en in hoe modern het product eruit ziet.

Van zichtbaar naar bruikbaar

Een monochrome LCD lost op of iets zichtbaar is; een TFT lost op of deze bruikbaar is. Actieve matrix geeft elke pixel zijn eigen aandrijving, waardoor contrast, respons en kleurtelling met een orde van grootte worden verhoogd, en pictogrammen, grafieken, volledige Chinese lay-out en aanraking allemaal mogelijk worden. De mens-machine-interface gaat van een paneel met twee regels tekst naar een venster waarin een interface kan worden uitgevoerd.

Het verschil komt direct op het product terecht. Gebruikers stoppen met het onthouden van compacte codes, het foutpercentage neemt af, veldpersoneel leest grafieken sneller dan cijfers, en het product ziet er moderner uit omdat het kan tekenen. Als u iets meer aan hardware besteedt, betekent dit een algehele stapsgewijze verandering op ervaringsniveau. Daarom verschuiven kleurinterfaces van hoogwaardige producten naar de mainstream.

Kies de interface per systeem, niet per mode

De selectie van de TFT-interface lijkt een beetje op een versnellingsbak: er is geen beste optie, alleen een bijpassende. De MCU-interface gebruikt weinig pinnen en is eenvoudig aan te sturen, geschikt voor kleine MCU's en niet-snel gebruik, ten koste van het zelf onderhouden van een framebuffer. Parallelle RGB-overdracht is snel en geschikt voor video en animatie, maar gebruikt veel pinnen en is slecht bij lange runs. SPI is het schaarsst – een handvol lijnen verwerkt een klein kleurenpaneel – met beperkte vernieuwing. LVDS en MIPI tolereren interferentie en lange runs, geschikt voor grote formaten en elektrisch luidruchtige omgevingen.

De interfacekeuze begint met wat uw host kan bieden, hoeveel routeringsruimte u binnenin heeft en hoeveel inhoud u moet vernieuwen. Regel die drie en de interface is grotendeels geregeld. Met onze oplossingen kunnen interface, spanning en pindefinitie worden aangepast aan het ontwerp, zodat uw systeem geen catalogusonderdeel hoeft te huisvesten.

0,69 tot 10,1 inch op één platform

Een grote maatvoering heeft echte waarde. Als uw productlijn compacte draagbare apparaten en interactieve panelen omvat, en de displaymodules afkomstig zijn van één leverancier, dan zijn de drivercode, het assemblageproces en het leveranciersbeheer allemaal verenigd en is de technische ervaring herbruikbaar. Een leverancieroverschrijdende combinatie betekent doorgaans twee driversets, twee inspectieregimes en twee manieren van werken.

Compacte kleurenpanelen van 0,69 inch bedienen kleine apparaten en wearables; 2,4, 3,5, 4,3, 5,0 en 7,0 inch zijn geschikt voor reguliere handheld- en paneeltoepassingen; 10,1 inch bedient interactieve interfaces en informatieborden. Waar nodig kan er touch worden toegevoegd, en de kleur van de coverlens en de achtergrondverlichting kunnen worden aangepast. Deze maatlijn dekt de weergavebehoeften van de meeste hardwareproducten zonder tussentijds van leverancier te veranderen.

Maatwerk wordt niet verminderd omdat het kleur is

Vaak wordt aangenomen dat kleurenpanelen een standaardproductmarkt zijn, maar de aanpassingsruimte is net zo groot als bij monochrome. De grootte kan niet-standaard zijn, de interface- en pindefinitie volgen het ontwerp, de FPC-lengte en de kabeluitgangsrichting volgen de montage, de helderheid en kleur van de achtergrondverlichting volgen de omgeving, de temperatuurgraad volgt de locatie en de kijkrichting volgt de installatiepositie. Touch-technologie (resistief of capacitief) en cover-lens-proces kunnen ook worden gespecificeerd.

Geef ons in de praktijk de resolutie, interfacevoorwaarden, montagegrootte, gebruiksomgeving en aanraakvereisten, en het bijpassende werk wordt gedaan door de leverancier. Wij retourneren binnen vierentwintig uur een oplossing en offerte; parameters zijn typische cataloguswaarden en maatwerk volgt uw ontwerp. Kleurpanelen kunnen ook op tekening worden ontwikkeld, en niet alleen maar uit een catalogus worden gekozen, wat veel tijd bespaart bij projecten met kleine batches.

Voorbij de interface: framebuffer en geheugen

De interfacekeuze krijgt de meeste aandacht, maar de beperking die feitelijk een TFT-project hindert, is de framebuffer. Een RGB565-scherm van 240 bij 320 heeft ongeveer 150 kilobytes per frame nodig. Als de host-microcontroller minder RAM heeft, wordt het ontwerp ofwel verlaagd naar een kleinere kleurdiepte, wordt het paneel via een seriële interface gestuurd die geen lokale framebuffer nodig heeft, of wordt een extern geheugen en een controller toegevoegd die de vernieuwing beheert. Dit beslissen nadat het circuit is aangelegd, is onaangenaam; beslissen tijdens de selectietijd is een telefoontje.

De vernieuwingsfrequentie heeft er ook mee te maken. Een parallelle of RGB-interface pusht frames snel, maar verbruikt veel MCU-bandbreedte; SPI ziet er zuinig uit totdat je de overdrachtstijd berekent bij de doelframesnelheid en ontdekt dat de processor geen tijd meer heeft voor iets anders. We vergelijken de interface met het RAM-geheugen en de klok van de hostcontroller en vermelden de haalbare framesnelheid in het voorstel, in plaats van deze tijdens de presentatie te laten ontdekken.

Het kiezen van de interface bepaalt hoeveel ruimte de MCU overlaat

Veel teams kiezen eerst de MCU en vervolgens het scherm, en als je de volgorde omkeert, worden de opties onmiddellijk beperkt. RGB- en LVDS/MIPI-interfaces vereisen dat de host een bijpassende displaycontroller bij zich heeft; SPI is universeel, maar de framesnelheid is beperkt. Pas nadat de MCU is gerepareerd, blijkt dat de beoogde vernieuwingsfrequentie niet kan worden volgehouden, of dat het aantal pins te kort is, en gaat het ontwerp terug.

De juiste volgorde is om de weergavedoelen vast te stellen op basis van productvereisten (framesnelheid, resolutie, kleurdiepte, of aanraking nodig is) en daaruit de interface en MCU af te leiden. Voor producten waarvan de inhoud iconen en tekst is, is een SPI- of MCU-interface op een module met een basiscontroller voldoende; curven, videovoorbeelden en dynamische grafieken vereisen RGB-interfaces of interfaces met hoge bandbreedte.

We evalueren de interface en framesnelheid samen met de weergavecontent en het MCU-platform van de klant en leveren gemeten framesnelheden. Door te bevestigen hoe snel het daadwerkelijk kan werken voordat een resolutie wordt vastgelegd, wordt één ronde van MCU-herselectie vermeden.

TFT LCM met capacitieve aanraking: wat verandert er in de interface

Het toevoegen van een capacitieve aanraaklaag aan een TFT LCM verandert drie dingen buiten het paneel. De eerste is de elektrische interface: het display kan nog steeds RGB, SPI of MIPI zijn, maar de touchcontroller komt als tweede apparaat terug op I2C of SPI, dus de host heeft een tweede bus en een tweede interruptlijn nodig. De tweede is de stapel: een afdekglas, de aanraaksensor, het display en een optische verbinding, en elke interface daartussen is een plaats waar een bel of een verkeerde uitlijning kan verschijnen. De derde is de firmware: de aanraakcontroller heeft zijn eigen configuratie nodig en, voor gebruik met handschoenen of natte vingers, zijn eigen afstemming.

Hier blijkt ook het verschil tussen leveranciers. Een leverancier van TFT LCD-modules in China die echt betrouwbaar is, stuurt het I2C-adres van de touchcontroller, de tekening van het dekglas, de verbindingsspecificatie en een monster dat een temperatuurcyclus heeft overleefd, zonder dat er twee keer om wordt gevraagd. Een bedrijf dat alleen handelt, zal het gegevensblad van het paneel doorsturen en een prijs opgeven. De test is goedkoop: vraag naar het touch-configuratiebestand en kijk hoe lang het duurt voordat het arriveert.