Жидкокристаллические индикаторы фирмы Ampire. Часть 1

Все статьи цикла:

• Жидкокристаллические индикаторы фирмы Ampire. Часть 1
• Жидкокристаллические индикаторы фирмы Ampire. Часть 2

Технология производства

Стандартной технологией производства ЖК-модулей можно назвать конструкцию с жестким основанием модуля в виде печатной платы с распаянной на ней м/с контроллера. Специальная металлическая рамка фиксирует стекло и прижимает токопроводящую резину к плате и стеклу. Одним из несомненных преимуществ стандартной технологии является возможность восстанавливать работоспособность модулей.

Температурный диапазон

Особое внимание при выборе ЖК-модуля необходимо уделить температурному диапазону работы. Большинство моделей Ampire имеют опцию выбора расширенного диапазона рабочих температур (табл. 1, графа 11). В каждом модуле есть вход Vo установки напряжения смещения для получения максимального контраста. Изменение контраста в расширенном диапазоне температур намного значительнее, чем в обычном. Для регулировки контраста вводится специальный потенциометр, регулирующий напряжение на входе Vo или специальная термокомпенсирующая цепь. Надо отметить, что установка оптимального напряжения смещения позволяет в некоторых пределах менять в нужную сторону угол наилучшего обзора. Например, приблизить угол обзора «6:00 модуля» к углу обзора «12:00 модуля» или наоборот. Термокомпенсирующая цепь питается от дополнительного источника отрицательного напряжения, что чаще всего бывает не очень удобно. Оптимальное решение — иметь термокомпенсирующую схему в самом модуле, без необходимости использования каких-либо дополнительных компонентов. Именно такие усовершенствованные модули производит фирма Ampire. Им достаточно только одного источника питания +5 В для работы.

Пример: AC162AYJLY-08-H — две строки по 16 символов, выводы сбоку, габаритный размер 85х29,5 мм, смотреть сверху (12:00), желто-зеленая светодиодная подсветка, рабочий диапазон температур -20…+60°С
ы SC1602Bpk-ULT-EH-G (аналог).

Примечание

• Если Вы используете индикатор без подсветки, то для модуля типа STN без подсветки рекомендуется оттенок стекла «G».
• Максимальный контраст имеют модули типа FSTN. Повышение контраста достигается за счет специальной технологии чернения. В результате получается насыщенный черный цвет символа.
• Для модулей с EL- и CCFL-подсветкой необходим внешний (табл. 4) или внутренний инвертор. Большинство графических модулей имеют специальную опцию выбора встроенного инвертора подсветки.
• При выборе модуля обращайте внимание на то, под каким углом зрения находится оператор по отношению к индикатору. Если прибор лежит горизонтально на столе (например, как калькулятор), то на индикатор смотрят «снизу». Другими словами, нижний край индикатора находится ближе к глазам, чем верхний край. Такое расположение прибора требует индикатора с маркировкой 6:00 (шесть часов) в граые 7 табл. 1. Если прибор стоит на столе и индикатор на передней панели расположен перпендикулярно плоскости стола, то на индикатор смотрят «сверху», то есть верхний край индикатора расположен ближе к глазам, чем нижний край. В этом случае рекомендуют использовать индикаторы с маркировкой 12:00 (двенадцать часов) в графе 7 табл. 1.
• Если индикатор в вашем приборе не закрыт полностью и рамка индикатора видна пользователю, то для создания цветового фона вы можете выбрать опцию чернения рамки индикатора.

Но что делать, если модуль должен использоваться в батарейном приборе с питанием +3 В? Ответ прост: выбрать из номенклатуры Ampire трехвольтовые модели модулей. В том случае, если конкретная модель не выпускается с таким питанием, можно использовать специальный преобразователь, выполненный на дискретных компонентах или в виде готового модуля.

Перед вами три таблицы выбора индикатора. Первая таблица описывает функциональные особенности индикаторов, во второй и третьей приведены габаритные размеры и конструктивные отличия модулей.

В правом столбце табл. 2 и табл. 3 указаны наиболее популярные модели индикаторов, рекомендованные к использованию. Эти индикаторы поставляются со склада.

* — Первая строка — габаритные размеры модуля без подсветки. Оттенок для STN-negative — голубой, для FSTN-positive — серебристо-серый, для FSTN-negative — черно-белый. Все модули русифицированы.

* — Габаритный размер указан для моделей без подсветки. Графические индикаторные панели поставляются со встроенным контроллером (пример — SED1520, T6963C) или только с драйверами LCD. В последнем случае необходимо указывать «drivers only».

Тип подсветки ЖКИ-модулей

Тип подсветки и специальные требования к ней задаются при выборе модуля.

LED — светодиодная подсветка. Наиболее часто используется в символьных индикаторах. Не требует дополнительного источника питания, долговечна. Срок службы 20 000–100 000 часов. Работает при отрицательных температурах. Можно выбрать цвет (желто-зеленый/оранжевый/красный/белый). Имеет различные исполнения по напряжению питания от 2 до 24 В. Основным недостатком можно считать повышенное энергопотребление при светоотдаче 20–40 кд/м
². Выполняется в двух конструктивных исполнениях:

• Боковая светодиодная подсветка — состоит из нескольких рядов светодиодов рядом с краем стекла, специального световода и светорассеивателя. Имеет малую толщину. Отличается малым потреблением и светоотдачей.
• Фронтальная светодиодная подсветка — состоит из нескольких рядов светодиодов, непосредственно направленных на стекло снизу. Имеет толщину 5 мм и отличается интенсивным световым потоком.

Для подсветки переносного прибора можно использовать по специальному заказу светодиодную суперяркую подсветку с током потребления 5 мА и ниже.

EL — электролюминесцентная подсветка. Выполняется в виде тонкой пластины с двумя выводами для подключения питания напряжением 100–150 В. Отличается малыми габаритами, весом, относительно низким потреблением при сильной светоотдаче (20–50 кд/м
²). Может работать при отрицательных температурах. Цвет свечения обычно светло-зеленый или белый. Срок службы — 2000–5000 часов непрерывной работы. Сроком службы считают время, за которое яркость свечения упадет вдвое. Свойство терять яркость можно считать главным недостатком EL-подсветки.

CCFL — лампа с холодным катодом. Используется в качестве подсветки графических индикаторов больших размеров. Отличается высокой светоотдачей (40–200 кд/м
²) при сроке службы 10 000–20 000 часов и рабочей температурой 0…+50° С. Для своего питания требует переменного напряжения амплитудой до 1000 В. Проста в обслуживании. Рекомендуется для применения в приборах постоянного пользования (кардиографах, спектроанализаторах, мониторах наблюдения и т. д.).

Для питания EL- и CCFL-подсветки индикатора в стационарных приборах используют стандартные преобразователи (инверторы). Если в приборе есть напряжение питания 12 В, то с точки зрения КПД лучше применять инвертор с входным напряжением 12 В (TWS-400–8419 см. табл. 4). В то же время некоторые модели графических индикаторов имеют опцию встроенного инвертора питания EL-подсветки. В этом случае нет необходимости использовать внешний инвертор.

Наиболее сложно выбрать подсветку индикатора по критерию энергопотребления. Тем не менее использование специальных драйверов с микропотреблением (SP4423 200 нА/ 6 мА/2,2 В) позволяет использовать электролюминесцентную подсветку в переносных приборах с батарейным питанием.

Все алфавитно-цифровые модули построены на основе контроллера HD44780 фирмы Hitachi или на аналогичном по системе команд и сигналам. Описание сигналов дано в табл. 5.

Современные технологии производства ЖКИ-модулей

Использование современной технологии монтажа высокой плотности позволяет Использование современной технологии монтажа высокой плотности позволяет уменьшить площадь, толщину и вес модулей.

COF (Chip on Flex). Монтаж микрокомпонентов на гибкую печатную плату, выполненную в виде кабеля (flex). Позволяет резко сократить количество контактов между ЖКИ и микроконтроллером за счет использования контроллера с последовательным интерфейсом.

COB (Chip on Board). Монтаж компонентов на малогабаритную сверхтонкую печатную плату. Модуль состоит из стекла, специального гибкого соединителя, малогабаритной печатной платы с м/с драйвера. Технология используется при производстве мобильных телефонов. Для получения минимальной толщины модуля в качестве печатной платы часто используют тонкую гибкую пленку. Пример — Motorola CD-928.

При массовом производстве исключают отдельный соединитель между стеклом и пленкой и соединяют стекло с пленочной печатной платой непосредственно. При таком соединении пленку можно перегибать не более 5–7 раз без ее разрушения. Пример — Nokia 8110.

COG (Chip on Glass). Монтаж микросхемы драйвера прямо на стекло индикатора. Выводы интерфейса связи выполняются в виде металлических контактов. Требует увеличения размера стекла для размещения контроллера. Пример — Ericsson PF-788.

Touch Panel (чувствительная поверхность). Устройство ввода информации, основанное на использовании пленочной технологии. Состоит из комбинации прозрачной чувствительной пленки и стекла. Прозрачную Touch Panel можно устанавливать прямо на поверхность ЖКИ, экономя место и добавляя возможности графического ввода информации в устройство, расширяя его функциональные возможности и удобство работы с пользователем. Специальные меры принимаются при изготовлении стекла для предотвращения механических повреждений при сильном нажатии. В то же время достаточно легкого касания поверхности для распознавания нажатия. При заказе устройства вы можете выбрать аналоговый или цифровой тип ввода информации.

Analog Touch Panel. Аналоговое устройство ввода. Используется в устройствах ввода графической информации для распознавания символа (например, прямой, ломаной, дуги, буквы и т. д.) или в устройствах с большим количеством кнопок (точек) ввода. Сама панель имеет только четыре вывода (X-X, Y-Y), а координата вычисляется путем измерения напряжений Vx и Vy специальной микросхемой TR88L803 или микроконтроллером.

Digital Touch Panel. Цифровое устройство ввода. Состоит из сетки электродов на пленке и на стекле, образующих матрицу ввода. Нажатие распознается как замыкание соответствующих линий. Это устройство более удобно для ввода информации при помощи легкого нажатия с небольшого количества «кнопок». Распознавание нажатия осуществляется обычным сканированием цифровой клавиатуры.

Заказные индикаторы — необходимы в приборах массового спроса с большим количеством отображаемых символов (радиоприемниках, магнитолах, тестерах, игрушках, счетчиках и т. д.). Разрабатываются под различные микросхемы драйверов. Пример удачного драйвера — HT1621B. Для размещения заказа необходимо заполнить спецификацию и выполнить эскиз индикатора с деталировкой сегментов. Пример спецификации приведен в фирменном каталоге производителя и высылается вам по запросу. В качестве предварительной информации достаточно прислать эскиз индикатора с указанием размеров и деталировкой сегментов. Описание популярного индикатора TI8077 (восемь восьмерок с точками и специальными символами) приведено на рисунке.

Цветные индикаторы — имеют параллельный интерфейс связи с контроллером (4 управляющих сигнала и 8Ѕ2 информационных), электролюминесцентную подсветку, встроенный инвертор (только в AG800600B). Вес модуля — 450 г. Основные параметры цветных индикаторов приведены в табл. 6.