Tasarımcılar endüstriyel kontrol, tıbbi ekipman ve diğer kompakt sistemler için ekranlar seçerken, sadece daha küçük ekranlarda daha fazla bilgi göstermekle kalmazlar,Ama aynı zamanda görünürlüğü de iyileştirmemiz gerekiyor.Ayrıca, geliştirmeyi hızlandırırken maliyetleri azaltmak gerekir.
Geleneksel çözümleri kullanırken boyut, çözünürlük, parlaklık ve endüstriyel performansın makul bir kombinasyonuna ulaşmak zordur.Problem bütünleşmenin zorluk seviyesine dönüşüyor.Küçük endüstriyel ekranlar tipik olarak ekran panelleri veya modülleri biçimindedir, ancak tasarımcıların düşük düzey sürücüler, arka ışıklandırma,ve elektromanyetik müdahale (EMI) azaltımı.
Bu makalede, dizaynerlerin kompakt sistemler geliştirirken karşı karşıya kaldıkları zorluklar kısaca tanıtılıyor.ve bu ekranı nasıl hızlı bir şekilde entegre edeceğinizi ve dağıtacağınızı gösterin.
Pazarda kompakt yüksek çözünürlüklü ekranlara olan talep artmaya devam ediyor
Küçük cihazlar her zaman düşük çözünürlüklü ekranları zar zor kullanabilmiştir.Fonksiyonel sınırlamalar nedeniyle, bu geleneksel sistemler sadece basit menüler ve temel gösterge etiketleri gerektirir.Modern cihazlar karmaşık verileri sunmak ve mükemmel bir kullanıcı deneyimi elde etmek için yüksek çözünürlüklü ekranlar gerektirir.
Nesnelerin İnterneti (IoT) bağlantısının ve karmaşık analitik yeteneklerinin tanıtımı bu değişiklikleri tetikledi.Bu tür cihazların işlevleri geri bildirim ölçüm verilerini sağlamanın çok ötesindeAyrıca cihazın işleyişinin derinlemesine performans analizini çıkarmaları ve sorun giderme sırasında görsel operasyon rehberliği sağlamaları gerekir.
Geleneksel gömülü RTOS ortamları Linux, Windows Embedded ve Raspberry Pi gibi modern platformlara yol açtığından,Tasarımcılar pratik bir kısıtlama ile karşı karşıyadır: modern işletim sistemleri, geleneksel küçük cihaz ekranlarının karşılayamadığı en az 640 × 480 ekran çözünürlüğü gerektirir.
Geliştirme açısından, kullanıcı arayüzü çerçevelerini, widgetleri ve simge kütüphanelerini yeniden kullanmakveya daha yüksek çözünürlüklü gömülü sistemler gerçek olduBu yeniden kullanım, ürün hatları arasında markalama ve özelliklerde tutarlılığı sağlamakta yardımcı olurken, tek seferlik düşük düzey grafik kullanıcı arayüzü (GUI) işinden kaçınır.
Neden geleneksel küçük ekranlar entegrasyonu karmaşıklaştırıyor
Bu talepleri karşılamak için, tasarımcılar küçük ekranlarda yaygın 320 × 240 çözünürlükten net ve duyarlı 640 × 480 ince filmli transistör (TFT) ekranlarına geçiyorlar.ve daha kesin renkler ve daha geniş görüntüleme açıları elde etmek için düzlemde geçiş (IPS) gibi teknolojileri benimsemekPiksel sayısındaki dört kat artış mükemmel bir kullanıcı ara yüzü yarattı, ancak aynı zamanda iki birbirine bağlı zorluğa yol açtı.
5 inç altında yüksek çözünürlüklü ekranlar genellikle çıplak ekran biçiminde sunulur ve 24 bit RGB, LVDS veya MIPI-DSI gibi arayüzler aracılığıyla bağlanabilir.Tasarımcılar yüksek hızlı devre tasarımı gibi sorunları ele almalıdır.Benzer şekilde, küçük ekran ekranlarının arka ışığı genellikle sadece "en temel" yapılandırmadır.Bu yüzden tasarımcılar LED sürücüleri kendileri satın almalı ve karartma kontrol işlevlerini uygulamalıdırlar..
Yazılım açısından, çıplak ekranların standartlaştırılmış keşif mekanizmaları yoktur. Tasarımcılar ekran zamanlamasını manuel olarak yapılandırmalı ve dokunmatik giriş ve arka ışık kontrolü için özelleştirilmiş sürücüler geliştirmelidir.Ancak, bu görevi yerine getirmek için grafik ve işletim sistemleri hakkında uzmanlaşmış bilgi gerektirir.ve yerinde bakım daha karmaşık.
HDMI ve USB kullanarak küçük ekranların entegrasyonunu basitleştirin
Newhaven Display'in 3,5 "IPS HDMI TFT ekranı (Şekil 1) 640 × 480 ekran paneli, yüksek parlaklık arka ışık sürücüsü, EMI koruma yapısı,ve isteğe bağlı kapasitif dokunmatik modülü, tam bir ekran bileşenine dönüştürürBu ekran panellerinin piksel yoğunluğu inç başına 228 piksel (PPI),Bilgi yoğun insan-makine arayüzlerinin (HMI) çözünürlük gereksinimlerini karşılamak ve geleneksel donanım tasarımının sorunlarını önlemek.
Newhaven Display'in 3.5 "IPS HDMI TFT Ekranı
Şekil 1: 3,5 inçlik IPS HDMI TFT ekranı, net bir 640 × 480 ekran panelini tam bir plug and play bileşenine entegre eder. (Süret kaynağı: Newhaven Display)
HDMI video için arayüz yazılımı sistem hata ayıklamasını kolaylaştırabilir.Özel bir zamanlayıcı gerektiren bilinmeyen çıplak ekran paneli yerineHer standart HDMI monitörü gibi.Bu arabirim, Genişletilmiş Ekran Kimlik Verileri (EDID) aracılığıyla 640x480 modunu ilan eder ve Windows gibi ortak tek kartlı bilgisayar (SBC) platformlarında otomatik algılama yapabilir.Bu şekilde, düşük düzey grafik sürücüleri geliştirmeye gerek yoktur ve çözünürlük yapılandırma hataları riski mümkün olduğunca en aza indirgenir.
Dokunma duyarlı NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-CTU (Şekil 2) standart arayüzün tasarım kavramını projeksiyonlu kapasitif dokunma girişine (PCAP) genişletir.mikro USB konektörü aynı anda hem 5V güç hem de dokunmatik veri sağlayabilirDokunmatik denetleyiciler, Windows ve Linux sistemlerinde standart USB İnsan Arayüzü Aygıtları (USB-HID) olarak görüntülenir.Bu yüzden işletim sistemi otomatik olarak özel satıcı çekirdek modülleri gerektirmeden sürücülerini yükler.
Newhaven Display NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-CTU (büyütmek için tıklayın)
Şekil 2: NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-CTU, 640 × 480 açık bir ekran panelini tam bir ekran montajına entegre eder ve yüksek frekanslı bileşenlerin etrafına EMI koruma cihazları kurulur.(Resim kaynağı): Newhaven Display, yazar tarafından değiştirildi)
Bu modüller ayrıca tüm montaj işlemini basitleştirir. Çıplak bir ekran paneli çözümü kullanırken, tasarımcıların çok aşamalı entegrasyon yapmaları gerekir: TFT camını özelleştirilmiş bir çerçeveye yerleştirmek,bağımsız sürücü panellerinin evin içindeki diğer pozisyonlara sabitlenmesi, bileşenler arasında hassas bant kablolarının yerleştirilmesi ve ayrık LED sürücü devresinin kurulum alanının belirlenmesi.5 "IPS HDMI TFT yukarıdaki süreci basitleştirir ve sadece dört köşede bulunan montaj delikleri ile monte edilebilir.
Çift kablo mimarisi (video için HDMI, güç ve dokunma için Micro USB), kırılgan esnek devreleri standart kablolarla değiştirir.ve konektörler kolay doğrudan kablolama için basılı devre kartının (PC kartı) bir kenarı boyunca düzenlenmiştirEntegre EMI koruma yapısı, kabuk düzeyinde müdahale karşıtı gereksinimleri daha da azaltır.
IPS teknolojisini güneş ışığı altında görünürlük elde etmek için kullanmak
Geleneksel bükülmüş nematik (TN) veya dikey hizalama (VA) ekran panelleri ile karşılaştırıldığında, IPS ekranları mükemmel optik performans göstermektedir.IPS tüm yönlerde 85 ° geniş bir görüntüleme açısına ulaşır ve farklı görüntüleme açılarında tutarlı renk ve kontrast sağlarKapasitif modelin tipik parlaklığı, güçlü çevresel ışık ortamlarında kullanımı destekleyen, el aletleri, kontrol panelleri,ve açık ve endüstriyel ortamlarda açıkça görünür diğer uygulamalar.
Dokunmatik olmayan NHD-3.5-HDMI-HR-RXP ekranı (Şekil 3) aynı genel mimariyi benimser, ancak PCAP üst üste oluşmasını ortadan kaldırır.Fiziksel düğmeler veya diğer harici denetleyiciler aracılığıyla girdi işleyen uygulamalar için güneş ışığı altında daha iyi okunabilirlik sağlamakDokunmatik olmayan modellerin akım tüketimi de biraz daha düşüktür (tipik değer 490 mA yerine 460 milliamperi (mA) dir).Ama USB sadece güç sağlar..
Newhaven Display'in NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP ekranı, resimde belirtilen belirli boyutlarla (büyütmek için tıklayın)
Şekil 3: NHD-3.5-HDMI-HR-RXP modeli, 640 × 480 ekranı önceden entegre eder ve kapasitif dokunmatik konfigürasyon yerine çerçeve açma tasarımını benimser.Yazar tarafından değiştirilmiştir)
Her iki modelin de çalışma sıcaklık aralığı -20 ° C'den +70 ° C'ye ve depolama sıcaklık aralığı -30 ° C'den +80 ° C'ye kadar. Doğrulama testleri arasında termal döngü, titreşim,ve elektrostatik boşaltmaBu özellikler, her iki ürünün de endüstriyel, ulaşım ve açık hava ortamlarında kullanılmasını sağlar.ve tasarımcıların görüntü seviyesi sertifikasyonunu kendileri yapmaları gerekmez..
Donanım ve yazılım ayarlarını hızlıca başlat
Donanım düzeyinde, entegrasyon esas olarak üç ana arayüz üzerine odaklanır (Şekil 4). HDMI A tipi konektörü video girişini sağlamak için kullanılır; USB Micro-B konektörü 5V voltaj sağlamak için kullanılır,ve kapasitif bir modelseKüçük terminal bloğu arka ışık sürücüsünün kontrol pınına çıkıyor.5 kHz'den 100 kHz'e kadar basit etkinleştirme sinyalleri veya darbeler genişliği modülasyon dalga biçimlerini kabul edebilen. LED durum göstergesi ışığı, güç, HDMI bağlantısı algılama ve kapasitif sürüm dokunma eylemlerini gösterebilir.
Newhaven Ekranının ana işlevleri 3.5 "IPS HDMI TFT
Şekil 4'teki IPS HDMI TFT'nin ana özellikleri:3.5 HDMI (1) ve USB Micro-B (2) arayüzleri, HDMI, DC güç kaynağı, dokunmatik algılama LED gösterge lambaları (3-5) ve arka aydınlatma terminal bloğu (6). (Süret kaynağı: Newhaven Display)
Windows 10 ve 11 sistemlerinde, ekran ekranı otomatik olarak normal bir HDMI monitörü olarak algılanır.kapasitif model USB-HID dokunmatik cihaz olarak listelenir.Özel sürücüler kurmak gerekmez, standart ekran ayarları ve dokunmatik kalibrasyon araçları kullanılabilir.
Linux tabanlı sistemler tipik olarak benzer bir şekilde otomatik mod tespiti için HDMI ve EDID'yi kullanır.Modül standart bir HDMI monitörü olarak görüntülenir ve sistem otomatik olarak 640 × 480 modunu seçerRaspberry Pi gibi platformlar için, kullanıcı kılavuzu, gerektiğinde istenen modu ve zamanlamayı kullanmayı zorlamak için yapılandırma ifadelerinin örneklerini sağlar.Kapasitif sürüm ekranının dokunmatik girişi, standart Linux giriş alt sistemi aracılığıyla bir USB-HID cihazı olarak görüntülenir, ortak grafik çerçeveleri ile entegrasyonu basitleştirir.
Arka ışık parlaklığı, ayrı bir sürüş devresine ihtiyaç duymadan entegre LED sürücüsünün kontrol pinleri aracılığıyla ayarlanabilir.Basit açma / kapatma kontrolü için statik mantık seviyeleri kullanılabilir, Puls genişliği modülasyon girişleri ise düşük ışık ortamlarına adapte olmak veya boşluktaki güç tüketimini azaltmak için parlaklığı ayarlayabilir.Bu yöntem, ana devre kartındaki ayrı yüksek voltajlı LED sürücülerin tasarımından kaynaklanan anahtarlama gürültüsünü ve düzen karmaşıklığını önler.