Олег Воротынский

Жидкокристаллические индикаторы фирмы Ampire

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.

Таблица 1. Выбор типа индикатора

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.

Таблица 2. Символьно-графические индикаторы

* - 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.

Таблица 3. Графические индикаторы

* - 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/м². 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/м²). 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/м²) 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.

Таблица 4. Инверторы для питания подсветки

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.

Таблица 5. Сигналы управления символьно-графического модуля

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.

PIN

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

COM1

COM1

COM1

B1

A1

F1

B2

A2

F2

B3

A3

F3

COM2

COM2

COM2

C1

G1

E1

C2

G2

E2

C3

G3

E3

COM3

COM3

COM3

P1

D1

H1

P2

D2

H2

P3

D3

H3

PIN

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

COM1

B4

A4

F4

B5

A5

F5

B6

A6

F6

B7

A7

F7

B8

A8

F8

COM2

C4

G4

E4

C5

G5

E5

C6

G6

E6

C7

G7

E7

C8

G8

E8

COM3

P4

D4

H4

P5

D5

H5

P6

D6

H6

P7

D7

H7

P8

D8

H8

Внешний вид и разводка выводов индикатора T18077

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.

Таблица 6.Основные параметры цветных индикаторов

oleg@aogamma.spb.su

Статьи по: ARM PIC AVR MSP430, DSP, RF компоненты, Преобразование и коммутация речевых сигналов, Аналоговая техника, ADC, DAC, PLD, FPGA, MOSFET, IGBT, Дискретные полупрoводниковые приборы. Sensor, Проектирование и технология, LCD, LCM, LED. Оптоэлектроника и ВОЛС, Дистрибуция электронных компонентов, Оборудование и измерительная техника, Пассивные элементы и коммутационные устройства, Системы идентификации и защиты информации, Корпуса, Печатные платы