نحوه انتخاب LCD TFT مناسب برای برنامه های جاسازی شده

مقدمه

انتخاب نمایشگر برای یک سیستم تعبیه شده سخت تر از آن چیزی است که به نظر می رسد. شما باید عملکرد، قابلیت اطمینان و هزینه را به یکباره متعادل کنید و صفحه نمایش های مصرف کننده آن را کاهش نمی دهند. ماژول‌های ال‌سی‌دی TFT تعبیه‌شده باید با بودجه‌های کم توان کار کنند. آنها باید از نوسانات دمایی که یک پنل معمولی مصرف کننده را از بین می برد، جان سالم به در ببرند. رابط باید با هر کنترلی که استفاده می کنید مطابقت داشته باشد. و ماژول باید سال ها در دسترس بماند نه ماه ها. هر یک از این موارد را اشتباه بگیرید و در نهایت با برنامه‌های تاخیری، بودجه‌های هولناک یا بازگشت از میدان مواجه می‌شوید. این مقاله به بررسی عوامل واقعی در هنگام انتخاب LCD TFT برای کارهای تعبیه شده می پردازد.

قدرت و رابط: موارد غیر قابل مذاکره

سیستم شما با چه ولتاژی کار می کند

اکثر بردهای تعبیه شده با منطق 3.3 ولت یا 5 ولت کار می کنند. صفحه نمایش شما باید بدون مراحل تنظیم کننده اضافی با آن مطابقت داشته باشد. برخی از ماژول های ال سی دی TFT تعبیه شده از 3.3 ولت یک منبع پشتیبانی می کنند که مسیر برق را تمیز نگه می دارد. اگر سیستم شما از باتری تغذیه می کند، به دنبال ماژول هایی باشید که در حالت آماده به کار کمتر از 1 میلی آمپر مصرف می کنند. این به تنهایی می تواند عمر باتری را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. همیشه قبل از قفل کردن انتخاب، اعداد برق ماژول را در حالت های فعال و آماده به کار با بودجه سیستم خود بررسی کنید.

گزینه های رابط و معنای آنها

رابط باعث بسیاری از تصمیمات طراحی شما می شود. در اینجا نحوه شکست آنها در عمل آمده است.

SPI دوست شما برای نمایشگرهای کوچک تا حدود 3.5 اینچ است. از حدود 6 تا 8 پین سیگنال استفاده می‌کند که وقتی میکروکنترلر شما ورودی/خروجی محدودی دارد، به خوبی کار می‌کند. کشش پهنای باند است. SPI نمی‌تواند نرخ فریم بالا یا رزولوشن‌های بزرگ را اعمال کند، بنابراین برای هر چیزی که با ویدیو یا انیمیشن همراه است از آن صرفنظر کنید.

موازی RGB به شما توان عملیاتی بیشتری را برای نمایشگرهای متوسط ​​در بالپارک 3.5 تا 7 اینچی می دهد. شما هزینه آن را در تعداد پین پرداخت می کنید. انتظار 16 تا 24 خط داده به علاوه سیگنال های کنترل را داشته باشید. آن را با یک MCU که ورودی/خروجی کافی یا پردازنده برنامه دارد جفت کنید.

LVDS برای نمایشگرهای 7 اینچی و بالاتر کنترل می شود. جفت‌های دیفرانسیل داده‌های پرسرعت را مدیریت می‌کنند و نویز الکتریکی را به خوبی رد می‌کنند، که در کارخانه‌ها و تنظیمات صنعتی اهمیت دارد. شما به یک فرستنده LVDS روی برد خود نیاز دارید.

MIPI DSI در طرح‌های سطح بالاتری که پردازنده‌های برنامه را اجرا می‌کنند نشان داده می‌شود. پهنای باند جامد را با پین های کمتری نسبت به موازی RGB ارائه می دهد. وضوح از 3.5 اینچ تا 10 اینچ یا بیشتر قابل کنترل است. کنترلرهای MIPI DSI معمولاً در پردازنده ها و SoC های مبتنی بر ARM زندگی می کنند.

مشخصات نوری به محل زندگی صفحه نمایش بستگی دارد

روشنایی در مورد محیط نور شما است

به این فکر کنید که دستگاه واقعاً کجا قرار خواهد گرفت.

تجهیزات صنعتی داخلی مانند پایانه های کارخانه و اسکنرهای انبار با 300 تا 500 cd/m² مناسب هستند. ماژول‌های LCD استاندارد TFT با نور پس‌زمینه LED این شرایط را بدون مشکل مدیریت می‌کنند.

نور محیط بیرون یا روشن، ریاضیات را تغییر می دهد. با حداقل 800 cd/m² بروید. ماژول‌های روشنایی بالا از آرایه‌های LED قوی‌تر و فیلم‌های نوری برای خوانایی در زیر نور مستقیم خورشید استفاده می‌کنند. IPS در اینجا نیز با حفظ کنتراست در زوایای دید بازتر کمک می کند.

ابزار پزشکی و آزمایشگاهی در وسط می نشیند. اگر رنگ دقیق برای تشخیص اهمیت دارد، 400 تا 600 cd/m² را با نسبت کنتراست 800:1 یا بهتر هدف بگیرید.

زاویه دید: TN در مقابل IPS

پانل های TN هزینه کمتری دارند و سریعتر پاسخ می دهند. مشکل حساسیت زاویه است. تغییر رنگ و افت کنتراست پس از حدود 30 تا 40 درجه خارج از مرکز قابل توجه است. برای یک ابزار تشخیصی دستی که اپراتور مستقیماً به آن نگاه می کند، TN به خوبی کار می کند.

پنل های IPS رنگ و کنتراست را تا 178 درجه حفظ می کنند. اگر ممکن است چند نفر از موقعیت های مختلف به نمایشگر نگاه کنند، یا اگر نمایشگر در یک زاویه در داخل محفظه نصب شده باشد، IPS تماس بهتری است.

دما مورد نیاز

وسایل تعبیه شده در همه جا به پایان می رسد. درجه بندی دما باید بدترین حالت شما را پوشش دهد.

تجهیزات داخلی مانند ابزارآلات آزمایشگاهی، پایانه‌های POS و کیوسک‌ها معمولاً به 20- تا 70+ درجه سانتیگراد نیاز دارند. محیط های کارخانه با پانل های HMI و ایستگاه های کنترل آن را به -30 درجه سانتیگراد تا +80 درجه سانتیگراد می رساند. تجهیزات فضای باز مانند ایستگاه‌های نظارت، دستگاه‌های کشاورزی و شارژرهای EV به -40 تا +85 درجه سانتی‌گراد نیاز دارند. تجهیزات پزشکی نزدیک بیماران فقط به دمای 0 تا 50+ درجه سانتیگراد نیاز دارند.

بسیاری از ماژول‌های LCD TFT درجه صنعتی با دامنه دمایی گسترده ارائه می‌شوند. برخی شامل گزینه های بخاری یا مخلوط کریستال مایع با دمای گسترده هستند. یکی را انتخاب کنید که شرایط شما را پوشش دهد.

طراحی فیزیکی و لمسی

نصب و فیت مکانیکی

ماژول های TFT LCD در چند فرمت مکانیکی ارسال می شوند. ماژول های استاندارد دارای یک قاب فلزی و سوراخ های نصب هستند که یکپارچگی برش پانل را ساده می کند. اگر محوطه شما دارای ابعاد غیرعادی است، طرح های مکانیکی سفارشی یک گزینه هستند. ابعاد کلیدی برای تأیید عبارتند از اندازه ناحیه فعال و ضخامت کلی، محل سوراخ‌های نصب و مشخصات نخ، جهت خروج FPC و طول کابل، و سازگاری با پنل لمسی اگر قصد اضافه کردن آن را دارید.

پنل لمسی: CTP یا RTP

بسیاری از برنامه های تعبیه شده با رابط لمسی بهتر کار می کنند. پنل های لمسی خازنی از حرکات چند لمسی پشتیبانی می کنند و زیر شیشه عالی به نظر می رسند. هنگامی که اپراتورها دستکش می پوشند یا زمانی که دستگاه ممکن است رطوبت ببیند، پنل های لمسی مقاومتی تماس مناسبی هستند. برخی از تامین کنندگان برای ساده سازی ساخت شما، یکپارچه سازی لمسی باند شده یا باند هوا را ارائه می دهند.

زنجیره تامین و کیفیت

گواهینامه های مهم

کاربردهای صنعتی و پزشکی معمولاً به داده های قابلیت اطمینان مستند نیاز دارند. به دنبال ماژول های TFT LCD باشید که تحت مدیریت کیفیت ISO9001 ساخته شده اند. انطباق با RoHS و REACH برای بازارهای اروپایی استاندارد است. تجهیزات پزشکی ممکن است به مستندات زیست سازگاری یا EMC اضافی نیاز داشته باشند.

وقتی به واحدهای بیشتری نیاز دارید چه اتفاقی می افتد

محصولات تعبیه شده بیشتر از وسایل مصرف کننده می چسبند. چرخه عمر پنج تا ده ساله رایج است. بررسی کنید که تامین کننده نمایشگر شما می تواند تولید را برای مدت طولانی پشتیبانی کند و بدون اطلاع قبلی، مشخصات را عوض نمی کند. راه حل های سفارشی TFT LCD از تولید کنندگانی که تحقیق و توسعه و تولید خود را انجام می دهند، کنترل بهتری نسبت به ماژول های مصرف کننده خارج از قفسه به شما می دهد.

نتیجه گیری

ال سی دی TFT مناسب برای پروژه تعبیه شده شما به سازگاری رابط، عملکرد نوری، محدوده دما و پایداری عرضه در برابر آنچه برنامه واقعاً نیاز دارد بستگی دارد. این موارد را درست انجام دهید و در عین حال که محصول را در مسیر خود نگه می دارید، از چرخه های طراحی مجدد رد می شوید.