Bei der Wahl von Displays für industrielle Steuerungen, medizinische Geräte und andere kompakte Systeme müssen Konstrukteure nicht nur mehr Informationen auf kleineren Bildschirmen anzeigen,aber auch die Sichtbarkeit verbessern müssenAußerdem ist es notwendig, die Kosten zu senken und gleichzeitig die Entwicklung zu beschleunigen.
Es ist schwierig, bei herkömmlichen Lösungen eine angemessene Kombination aus Größe, Auflösung, Helligkeit und industrieller Leistung zu erreichen.Das Problem wird zum Schwierigkeitsgrad der Integration.Kleine industrielle Displays haben in der Regel die Form von Display-Panels oder Modulen, erfordern aber von den Konstrukteuren viel Aufwand, um Probleme wie niedrige Treiber, Hintergrundbeleuchtung,und elektromagnetische Interferenzen (EMI).
Dieser Artikel stellt zunächst kurz die Herausforderungen vor, vor denen Designer bei der Entwicklung kompakter Systeme stehen.und demonstrieren, wie schnell zu integrieren und zu implementieren dieses Display.
Die Nachfrage nach kompakten hochauflösenden Bildschirmen auf dem Markt wächst weiter
Kleine Geräte konnten immer kaum niedrig auflösende Displays verwenden. Aufgrund funktioneller Einschränkungen benötigen diese traditionellen Systeme nur einfache Menüs und grundlegende Indikatoretiketten.Moderne Geräte benötigen hochauflösende Displays, um komplexe Daten darzustellen und eine perfekte Benutzererfahrung zu erzielen.
Die Einführung der Konnektivität des Internets der Dinge (IoT) und komplexer Analysemöglichkeiten hat diese Veränderungen vorangetrieben.Die Funktionen solcher Geräte gehen weit über die Bereitstellung von Rückkopplungsmessdaten hinausSie müssen auch eine eingehende Leistungsanalyse des Gerätes und eine visuelle Betriebsanleitung während der Fehlerbehebung liefern.
Die Entwicklung von Plattformen hat auch die Nachfrage nach Auflösung angetrieben.Designer stehen vor einer praktischen Grenze.: moderne Betriebssysteme erfordern eine Bildschirmauflösung von mindestens 640 × 480, die herkömmliche kleine Geräteanzeigen einfach nicht erfüllen können.
Aus Entwicklungsperspektive, die Wiederverwendung von Benutzeroberflächen-Frameworks, Widgets und Icon-Bibliotheken, die ursprünglich für Desktops, Tablets,oder eingebettete Systeme mit höherer Auflösung ist Realität gewordenDiese Wiederverwendung trägt dazu bei, die Konsistenz der Marken- und Merkmale in allen Produktlinien zu gewährleisten und gleichzeitig eine einmalige Arbeit mit einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) auf niedriger Ebene zu vermeiden.
Warum traditionelle kleine Displays die Integration komplex machen
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wechseln die Designer von der üblichen Auflösung von 320 × 240 in kleinen Displays zu klaren und reaktionsschnellen 640 × 480 Dünnschichttransistor (TFT) -Displays.und die Einführung von Technologien wie In-Plane-Switching (IPS), um präzise Farben und breitere Blickwinkel zu erreichenDie vierfache Erhöhung der Pixelzahl hat zu einer ausgezeichneten Benutzeroberfläche geführt, aber auch zu zwei miteinander verbundenen Herausforderungen.
Hochauflösende Displays unter 5 Zoll werden in der Regel in nackter Bildschirmform bereitgestellt und können über Schnittstellen wie 24-Bit-RGB, LVDS oder MIPI-DSI verbunden werden.Designer müssen sich mit Fragen wie Hochgeschwindigkeits-Schaltkreis-Design befassenAuch die Hintergrundbeleuchtung kleiner Bildschirme ist in der Regel nur die "grundlegendste" Konfiguration.Deswegen müssen die Designer selbst LED-Treiber kaufen und Dimming-Steuerungsfunktionen implementieren..
In Bezug auf die Software fehlen nackte Bildschirme an standardisierten Entdeckungsmechanismen.Allerdings, erfordert eine spezielle Kenntnis der Grafik und der Betriebssysteme, die möglicherweise nicht der Schwerpunkt des Produktteams sind und Tests, Fertigung,und die Wartung vor Ort komplexer.
Vereinfachen Sie die Integration kleiner Bildschirme mittels HDMI und USB
Das 3,5-Zoll-IPS-HDMI-TFT-Display von Newhaven Display (Abbildung 1) integriert ein 640 × 480-Display-Panel, einen Hintergrundbeleuchtungstreiber mit hoher Helligkeit, eine EMI-Schirmstruktur,mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W,Die Pixeldichte dieser Anzeigeteile beträgt 228 Pixel pro Zoll (PPI).Erfüllung der Auflösungsanforderungen für informationsintensive Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMI) und Vermeidung der Probleme bei der herkömmlichen Hardwareentwicklung.
Newhaven Displays 3,5 "IPS HDMI TFT-Display-Bildschirm
Abbildung 1: Das 3,5-Zoll-IPS HDMI TFT-Display integriert ein klares 640 × 480-Display-Panel in eine vollständige Plug-and-Play-Komponente. (Bildquelle: Newhaven Display)
Die Schnittstellensoftware für HDMI-Video kann das Debugging des Systems vereinfachen.Anstatt eines unbekannten nackten Display-Panels, das einen angepassten Timer erfordertWie bei jedem HDMI-Monitor.Diese Schnittstelle deklariert den 640x480-Modus über Extended Display Identification Data (EDID) und kann automatische Erkennung auf gängigen Single Board Computer (SBC) -Plattformen wie Windows erreichenAuf diese Weise ist es nicht notwendig, Low-Level-Grafiktreiber zu entwickeln, und das Risiko von Auflösungskonfigurationsfehlern kann so weit wie möglich minimiert werden.
Die berührungsempfindliche NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-CTU (Abbildung 2) erweitert das Konzept der Standardoberfläche auf den projizierten kapazitiven Berührungseingang (PCAP).Der Micro-USB-Anschluss kann sowohl 5V Strom als auch Berührungsdaten gleichzeitig bereitstellenDie Touch-Controller werden auf Windows- und Linux-Systemen als Standard-USB-Human-Interface-Geräte (USB-HID) angezeigt.Also installiert das Betriebssystem automatisch ihre Treiber ohne spezielle Hersteller-Kernelmodule zu benötigen.
Newhaven Display NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-CTU (klicken Sie, um zu vergrößern)
Abbildung 2: Die NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-CTU integriert ein klares 640 × 480-Display-Panel in eine vollständige Anzeigensammlung und EMI-Schirmvorrichtungen sind um die Hochfrequenzkomponenten herum installiert.(Bildquelle): Newhaven Display, geändert durch den Autor)
Diese Module vereinfachen auch den gesamten Montageprozess. Bei der Verwendung einer nackten Display-Panel-Lösung müssen Designer eine mehrstufige Integration durchführen: TFT-Glas in einen maßgeschneiderten Rahmen installieren,Anbringung von unabhängigen Fahrern in andere Positionen im Gehäuse, die Verlegung von Präzisionsbandkabeln zwischen Bauteilen und die Bestimmung des Montageplatzes für den diskreten LED-Treiberkreis.5 "IPS HDMI TFT vereinfacht den obigen Vorgang und kann nur durch die an den vier Ecken befindlichen Montagelöcher montiert werden.
Die Dual-Kabel-Architektur (HDMI für Video, Micro USB für Strom und Touch) ersetzt fragile flexible Schaltungen durch Standardkabel,und Steckverbinder sind entlang einer Kante der Leiterplatte (PC-Leiterplatte) für eine einfache direkte Verkabelung angeordnetDie integrierte EMI-Schutzstruktur reduziert die Anforderungen an die Störungsschutzvorrichtungen auf der Hülle weiter.
Verwendung der IPS-Technologie zur Sichtbarkeit im Sonnenlicht
Im Vergleich zu herkömmlichen drehten Nematik- (TN) oder vertikal ausgerichteten (VA) Displays weisen IPS-Displays eine hervorragende optische Leistung auf.IPS ermöglicht einen 85° breiten Blickwinkel in alle Richtungen und hält Farben und Kontraste in verschiedenen Blickwinkeln gleichDie typische Helligkeit des Kapazitätsmodells beträgt 810 Kerzen pro Quadratmeter (cd/m 2), was den Einsatz in starken Umgebungslichtumgebungen unterstützt.und andere Anwendungen in Außen- und Industrieumgebungen deutlich sichtbar.
Der berührungsfreie Anzeigebildschirm NHD-3.5-HDMI-HR-RXP (Abbildung 3) hat die gleiche Gesamtarchitektur, jedoch keine PCAP-Überschneidungen.eine bessere Lesbarkeit unter Sonneneinstrahlung für Anwendungen, die Eingaben über physische Tasten oder andere externe Steuerungen verarbeitenDer Stromverbrauch von Modellen ohne Berührung ist ebenfalls etwas geringer (typischer Wert 460 milliampere (mA) statt 490 mA).Aber USB liefert nur Strom..
Newhaven Displays NHD-3.5-HDMI-HR-RSXP-Bildschirm mit spezifischen Abmessungen (Klicken Sie, um zu vergrößern)
Abbildung 3: Das NHD-3.5-HDMI-HR-RXP-Modell integriert einen 640 × 480-Display-Bildschirm und nimmt anstelle einer kapazitiven Berührungskonfiguration eine Lünette ein (Bildquelle: Newhaven Display,vom Verfasser geändert)
Der Betriebstemperaturbereich beider Modelle beträgt -20 °C bis +70 °C und der Lagertemperaturbereich -30 °C bis +80 °C. Zu den Prüfungen zählen thermische Zyklen, Vibrationen,und elektrostatische Entladungen, mit einer Prüfspannung von ± 8 kV in der Luft und ± 4 kV im Berührungsbereich. Diese Eigenschaften ermöglichen den Einsatz beider Produkte in Industrie-, Verkehrs- und leichten Außenumgebungen,und die Designer müssen die Zertifizierung der Anzeigenebene nicht selbst durchführen.
Schnelle Hardware- und Software-Einstellungen starten
Auf Hardwareebene konzentriert sich die Integration hauptsächlich auf drei Hauptschnittstellen (Abbildung 4). HDMI-A-Anschluss wird zur Bereitstellung von Videoeingaben verwendet; Der USB-Micro-B-Anschluss wird zur Bereitstellung von 5V-Spannung verwendet,und wenn es sich um ein kapazitives Modell handeltDer kleine Endblock führt den Rücklicht-Treiber-Steuerknopf aus.mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 W. Die LED-Statusanzeige kann Strom, HDMI-Verbindungserkennung und berührende Aktionen der kapazitiven Version anzeigen, die für das Starten von Fehlerbehebungen und die Fehlerbehebung vor Ort hilfreich sind.
Die Hauptfunktionen von Newhaven Display 3,5 "IPS HDMI TFT
Die Hauptmerkmale von IPS HDMI TFT in Abbildung 4:3.5 umfassen HDMI (1) und USB Micro-B (2) Schnittstellen, HDMI, Gleichstromversorgung, LED-Indikatoren mit Berührungsmerkmal (3-5) und Hintergrundbeleuchtung (6). (Bildquelle: Newhaven Display)
In Windows 10 und 11 wird der Display-Bildschirm automatisch als normaler HDMI-Monitor erkannt.das kapazitive Modell wird als USB-HID-Touchgerät aufgeführtEs ist nicht notwendig, spezielle Treiber zu installieren, die Standard-Display-Einstellungen und Touch-Kalibrierungstools können verwendet werden.
Linux-basierte Systeme verwenden in der Regel HDMI und EDID zur automatischen Moduserkennung in ähnlicher Weise.Das Modul wird als Standard-HDMI-Monitor angezeigt und das System wählt automatisch den 640 × 480-Modus ausFür Plattformen wie Raspberry Pi gibt die Benutzeranleitung Beispiele für Konfigurationsanweisungen, um die Verwendung des gewünschten Modus und des Zeitplans bei Bedarf zu erzwingen.Der Touch-Eingang des Bildschirms der kapazitiven Version wird als USB-HID-Gerät über das Standard-Linux-Eingabesubsystem angezeigt, die Integration mit gemeinsamen Grafikrahmenwerken zu vereinfachen.
Die Hintergrundbeleuchtung kann über die Steuerpins des integrierten LED-Treibers eingestellt werden, ohne dass ein separater Antriebsschaltkreis erforderlich ist.Für einfache Ein-/Aussteuerung können statische Logikstufen verwendet werden, während die Impulsbreitenmodulations-Eingänge die Helligkeit anpassen können, um sich an schlechte Lichtumgebungen anzupassen oder den Leerlaufstromverbrauch zu reduzieren.Diese Methode vermeidet das Schaltgeräusch und die Komplexität des Layouts, die durch die Konstruktion diskreter Hochspannungs-LED-Treiber auf der Hauptplatine verursacht werden.