Підсвічування lcd дисплеїв - технічний форум розробників електроніки
Підсвічування LCD дисплеїв
Всі LCD є пасивними пристроями відображення інформації і для того, щоб сформований зображення потрапляло в око людини його необхідно висвітлювати, в найпростішому випадку природним зовнішнім світлом. Під час відсутності зовнішнього освітлення, або при недостатньому природному освітленні, може бути використаний штучний джерело світла і, в зв'язку з цим, більшість сучасних LCD працюють в одному з трьох режимів відображення (див. Рис.1 а, б, в): в режимі повного відображення, при якому зовнішній світ відбивається від рефлектора. розташованого ззаду дисплея (а); в режимі полуотраженія, при якому рефлектор відображає зовнішній світ, але здатний пропускати світло від джерела світла, розташованого позаду нього (б); і в режимі підсвічування, при якому рефлектор, що відображає зовнішній світ, відсутня і для підсвічування зображення використовується спеціальний джерело світла (в).
а) Рефлектор, об'єднаний із заднім поляризатором, відображає зовнішній світ. споживання мінімально
б) Напівпрозорий рефлектор, об'єднаний із заднім поляризатором, відбиває світло, що надходить з лицьового боку LCD, але дозволяє проходити світла підсвічування з заднього боку відбивача. Відключення підсвічування при хороших умовах освітленості, сприяє скороченню споживання.
в) Ні ні відбиває ні полуотражающего рефлектора - необхідна тільки підсвічування. Найчастіше використовується з негативними зображеннями
Мал. 1. Режими відображення LCD
Прийом, при якому використовується спеціальний джерело світла отримав назву "підсвічування" (backlight). Для реалізації підсвічування використовується декілька технологій:
Електролюмінесцентна (EL) підсвічування
Електролюмінесцентне підсвічування забезпечує рівномірне освітлення і виконується в тонкому і легкому конструктиві (Див. Рис. 2).
Мал. 2. Конструктив електролюмінесцентний підсвічування
Вона забезпечує отримання різних кольорів, в тому числі і білого, найчастіше використовується в LCD. Споживання при електролюмінесцентний підсвічуванні щодо мало, проте для її організації необхідно організувати змінну напругу в діапазоні від 80 до 100 В c типовий частотою близько 400 Гц. Така напруга організовується спеціальними перетворювачами, що перетворюють напругу постійного струму 5, 12 або 24 В в необхідне висока змінна напруга. Це найбільш економічний, з точки зору споживання, тип підсвічування і він найчастіше використовується в пристроях з батарейним харчуванням. Термін життя електролюмінесцентний підсвічування (зниження яскравості наполовину від вихідної) становить близько 3 - 5 тисяч годин і залежить від встановленої яскравості світіння (Див. Рис 3.).
Мал. 3. Термін життя EL підсвічування, залежність терміну життя від встановленої яскравості
Відмінні риси електролюмінесцентний (EL) підсвічування:- Плоский джерело світла, максимальна товщина 1,3 мм (максимум 1,5 мм з урахуванням висновків), забезпечує технологічно просту і рівномірне підсвічування великої площі
- Широкий діапазон напруг живлення, від 60 до 1000 Гц змінного струму з максимальною напругою 150 В. При наявності підвищують перетворювачів можливо живлення від однієї батареї з напругою 1,5 В.
- Колір світіння: зелено-блакитний, жовто-зелений і білий.
- Робочі характеристики типових модулів: напруга живлення 110 В з частотою 400 Гц, споживання 8 мА (при Ta = 20 ° C, і відносній вологості 60%).
- Діапазон робочих температур: від 0 ° C до 50 ° C, діапазон температур зберігання: від -20 ° C до 60 ° C
Світлодіодне підсвічування забезпечує найбільший термін служби - мінімум 50 тисяч годин, і яскравість більшу, ніж у EL підсвічування. Підсвічування організовується твердотільними приладами і, отже, може працювати безпосередньо від джерела з напругою 5 В - без використання перетворювачів, однак для захисту LED (для обмеження струму) рекомендується встановлювати обмежують резистори. Ланцюжок світловипромінювальних діодів розташовується уздовж бічних поверхонь дисплея (б), або у вигляді матриці під дифузором (розсіювачем) (а) та забезпечує яскравий рівномірний подсвет (Див. Рис. 4 а, б).
а) Матрична підсвічування. Використання матричної підсвічування дозволяє забезпечити рівномірне підсвічування дисплеїв великих розмірів
б) Бічна підсвічування. Поєднання LED і світловода (Light Guide) дозволяє реалізувати невисокий конструктив підсвічування
Мал. 4. Конструктиви матричної і бічний LED підсвічування
Матрична LED підсвічування забезпечує більш яскравий і рівномірне світло. При розробці такої підсвічування визначальним є споживання. Не рекомендується використовувати їх в цілях на батарейках, в яких необхідно мати постійно включену підсвічування.
Світлодіоди LED підсвічування працюють при напрузі живлення 4,2 В (типове), споживання LED підсвічування визначається кількістю включених діодів і, отже, зі збільшенням розміру дисплея росте і споживання, що становить від 30 до понад 200 мА.
Світлодіодне підсвічування може бути різного кольору, в тому числі і біла, але частіше за все, в даний час, використовується жовто-зелене підсвічування. Хоча споживання LED більше, ніж у EL, світловипромінювання LED підсвічування вище. Можливо управління яскравістю світіння за допомогою потенціометра або ШІМ регулятора.
Беручи до уваги вартість перетворювачів, використовуваних з EL, застосування LED підсвічування стає досить економічним. Товщина модуля з LED підсвічуванням більше на 2 -4 мм, ніж у модуля з EL підсвічуванням або без підсвічування.
Відмінні риси світлодіодним (LED) підсвічування:
- Низька напруга живлення, немає необхідності використовувати спеціальні перетворювачі.
- Тривалий життєвий цикл: понад 100 тисяч годин (в середньому).
- Можливість підсвічування червоного, зеленого, оранжевого і білого кольорів, можливість кольорового (з перемиканням) підсвічування.
- Можливість організації як бічний, так і матричної підсвічування
- Типове напруга живлення 4,2 В, споживання від 30 до понад 200 мА, яскравість 250 кд / м.
- Відсутність генерації шумів.
Для CCFL підсвічування характерні відносно мале споживання і дуже яскравий білий світ. Використовуються дві технології: пряма і бічна підсвічування (Див. Рис 5а і 5б).
alt = "" >
а) Пряма підсвічування. Використовується з кольоровими і / або точково-матричними модулями рідкокристалічних дисплеїв
alt = "" >
б) Бічна підсвічування. Така структура використовується для підсвічування великих поверхонь світлом від джерела у вигляді трубки
Мал. 5. Конструктиви прямий а) і бічний б) підсвічування флуоресцентними лампами з холодним катодом
За допомогою CCFL забезпечується підсвічування великих поверхонь і тому вона, переважно, використовується в великих плоскопанельних дисплеях. Великою перевагою CCFL є можливість отримання паперово-білого кольору, що робить CCFL практично єдиним джерелом підсвітки кольорових дисплеїв. Для роботи флуоресцентних ламп необхідні перетворювачі, що підвищують напругу до 270 - 300 В змінного струму.
Відмінні риси підсвічування флуоресцентними лампами з холодним катодом (CCFL):
- висока яскравість
- Велика довговічність
- мале споживання
- Випромінювання білого кольору
- Пряма і бічна підсвічування
- Використовується з кольоровими і / або точково-матричними модулями рідкокристалічних дисплеїв
вико
вання, в залежності від умов освітлення
ІС MAX6952 і MAX6953 є драйверами 4-х розрядних 5х7 матричних LED дисплеїв, керованих за допомогою високошвидкісного SPI (MAX6952) або I 2 C (MAX6953) послідовних інтерфейсів. Даний документ описує прикладну програму, яка дозволяє управляти драйверами MAX6952 і MAX6953 з персонального комп'ютера. Програма може бути використана і безпосередньо, для ознайомлення розробника з регістрами і функціями драйверів. Програма також може бути використана для випробування прототипу інформаційного табло за допомогою прямого управління регістрами MAX6952 і MAX6953, ще до завершення розробки програмного забезпечення користувача.
Сучасні інформаційні табло виготовляються із застосуванням світлодіодів, світлодіодних матриць, рідкокристалічних індикаторів, плазмових панелей.
Пропонуємо шановним розробникам і всім зацікавленим особам згадати про ще один, злегка забутому, способі відображення інформації. Цей спосіб заснований на електромагнітних елементах з обертової шторкою, одна сторона якої покрита світлоповертаючі складом. Єдиного назви цих елементів серед зарубіжних виробників не існує. ВУкаіни в 90-і роки подібні елементи, і готові табло на них, випускав Черкассискій завод «ЕТАЛОН». Тоді ці елементи називалися Блінкер (англ.
Нижче наведені вихідні тексти підпрограми на мові асемблера ASM51, що дозволяють записувати дані, інструкції в контролер, зчитувати дані. Наведено також приблизний текст підпрограми ініціалізації контролера в режим восьми бітного інтерфейсу, при роботі з двома рядками. Відображення курсору і миготіння відключено. Курсор встановлений в початок першої (верхньої) рядки.
Використовувати мінімальну кількість ліній підключення контролера РКІ до мікро-ЕОМ дозволяє з'єднання за схемою наведеною на малюнку
Далі наведено вихідні тексти.