Displays
(6 148)Die Anzeige ist eines der Grundelemente der Benutzeroberfläche. Heutzutage wird es häufig mit einer Touch-Oberfläche kombiniert, die eine Vielzahl von Funktionen ermöglicht.
Einfachere Segment-LED-Anzeigen zeigen einzelne grafische Zeichen - normalerweise Zahlen oder Buchstaben. Etwas komplexere Displays, beispielsweise Matrixanzeigen, können einzelne grafische Zeichen anzeigen, die aus Lichtpunkten bestehen. Alphanumerische Anzeigemodule zeigen Zeichenfolgen an, die normalerweise aus 1 bis 4 Zeilen bestehen. Die größten Möglichkeiten bieten Grafikdisplays, die je nach Auflösung und Anzahl der verfügbaren Farben Informationen in Form von Grafiken mit einer Qualität anzeigen können, die von der Auflösung und Technologie abhängt, mit der das jeweilige Displaymodell hergestellt wurde. Die Verwendung einer grafischen Anzeige ermöglicht auch die Verwendung von Schriftarten mit einer skalierbaren Höhe.
Arten von Anzeigen
Die Anzeigen können nach der Fertigungsstechnologie, der Art der Darstellung von Informationen, der Art der eingebauten Steuerung und dem Gehäusetyp unterteilt werden.
Zu den beliebtesten Displays, die auf LED-Technologie basieren, gehören Segment- und Matrix-Displays. Sowohl die Anzahl der LED-Segmente als auch der Pixel können zwischen verschiedenen Anzeigemodellen variieren. Eine große Auswahl an Größen und Farben ist ebenfalls verfügbar. Am häufigsten werden 7-Segment-LED-Anzeigen und -Matrizen mit einer Auflösung von 5 x 7 LED-Punkten verwendet. Es gibt jedoch auch Anzeigen mit beispielsweise 16 Segmenten, mit denen man fast jedes Zeichen aus der ASCII-Palette anzeigen kann. In der Regel verfügt die LED-Anzeige nicht über eine integrierte Steuerung und man muss sie selbst auf der Grundlage digitaler Schaltkreise oder unter Verwendung spezieller Treiber für LED-Anzeigen erstellen.
LCD-Display
Heutzutage werden die meisten in Verbrauchergeräten verwendeten Displays in der LCD-Technologie hergestellt. Unter diesen gibt es: digitale, alphanumerische, grafische und spezielle Anzeigen, d.h. die Symbole anzeigen können, die für eine bestimmte Anwendung spezifisch sind. Oft werden Symbole mit variablem Inhalt kombiniert. Beispielsweise werden CD-Player-Displays hergestellt, die Zahlen, eine analoge Uhr, CD-Symbole, Noten, Kopfhörer usw. anzeigen können.
LCD-Display hat kein eigenes Licht – es erfordert eine Hintergrundbeleuchtung. Dies wird auf viele Arten implementiert - von passiver Beleuchtung, die durch ein reflektierendes oder reflektierendes Material erhalten wird, bis zu aktiver Beleuchtung durch Hochspannungs-Elektrolumineszenzfolie oder LEDs. Das Bild kann als positiv (heller Hintergrund, abgedunkelte Zeichen) oder negativ (dunkler Hintergrund, aufgehellte Zeichen) angezeigt werden. Das auf dem negativen LCD-Bildschirm erhaltene Bild ähnelt dem auf dem OLED-Bildschirm und manchmal ist es sogar schwierig, die Anzeigemodelle zu unterscheiden, die mit beiden Technologien erstellt wurden.Derzeit wird die beste Qualität des Farbbildes durch das LCD-TFT-Display sichergestellt. Es besteht aus vielen Millionen RGB-Pixeln, die bei richtiger Steuerung bis zu 16,7 Millionen Farben erhalten können. Dieses Display erfordert, wie andere LCDs, eine Hintergrundbeleuchtung.
Die Steuerung des LCD-Displays
Die Steuerung des LCD-Displays ist vielfältig. Die billigsten haben keinen eingebauten Controller und müssen mit externen elektronischen Schaltkreisen gesteuert werden. Sie werden normalerweise in Massenprodukten für Verbraucher verwendet. Teurere Anzeigemodule verfügen meist über integrierte Treiber mit paralleler Schnittstelle, wobei die Anzahl der Bits von der Auflösung und der Anzahl der Farben des Displays abhängt. Zum Beispiel haben Text- und Monochrom-Anzeigemodule meistens eine 4- oder 8-Bit-Schnittstelle und einige zusätzliche Steuersignale (R/W, E, RS). Kleinere Grafikdisplays können über eine 8-Bit- oder 16-Bit-Schnittstelle verfügen, die mit zusätzlichen Steuersignalen gesteuert wird. Miniatur-Grafik- und Textmodule werden immer häufiger mit einer alternativen, schnellen seriellen Schnittstelle ausgestattet, z.B. SPI, I2C oder einem anderen Spezialgerät. LCD-TFT-Displays verfügen meist über eine standardisierte, digitale 24-Bit-RGB-Schnittstelle.
OLED-Displays
Die OLED-Displays sind in OLED-Technologie eingebaut und benötigen daher keine Hintergrundbeleuchtung. Dies ermöglicht viel dünnere Displays mit lebendigen Farben und tiefem Schwarz. Sie sind in der tragbaren Elektronik sehr beliebt. Diese Art der Anzeige bietet eine hervorragende Bildqualität, die nahezu unabhängig vom Umgebungslicht ist. Monochrome OLED-Displays. werden immer beliebter. Unter anderem werden Module hergestellt, die funktionale Äquivalente von LCD-Anzeigemodulen darstellen, aber gleichzeitig dünner als diese sind und eine viel bessere Lesbarkeit der präsentierten Nachrichten auch bei Sonnenlicht bieten.
VFD-Displays
ImVFD-Display leuchtet einen Leuchtstoff, der die Kathode bedeckt, und seine Struktur ähnelt einer Triode. Die Zeichen werden durch ein Gitter über dem Leuchtstoff eingeschaltet und die Elektronen werden durch ein glühendes, sehr dünnes Filament angeregt. Ältere Modelle der VFD-Displays erforderten eine komplexe, umfangreiche Stromversorgung (Wechselstromversorgung des Filaments, hohe Versorgungsspannung des Segments) und Hochspannungstreiber. Neuere Modelle werden als Modul hergestellt, das mit einer einzelnen Spannung versorgt wird (die notwendigen Wandler sind auf seiner Platine eingebaut) und mit einer digitalen Schnittstelle gesteuert wird. Dank dessen ist die Steuerung aus Sicht des Konstrukteurs mit dem Standard anderer beliebter Familien von LCD-Displays kompatibel. VFD-Display bietet eine sehr gute Bildlesbarkeit - bei direkter Sonneneinstrahlung arbeitet es in einem größeren Temperaturbereich als LCD-Displays, und gleichzeitig tritt bei niedrigen Temperaturen kein Phänomen der „Verwischung“ auf. Aufgrund des Filaments benötigt das VFD-Display jedoch einen erheblichen Versorgungsstrom. Daher soll es nicht vergessen werden, eine ausreichend effiziente Stromquelle bereitzustellen.
E-Papier
Die Displays vom Typ E-Papier (E-Ink) zeigen Informationen an, indem die Polarität der Partikel geändert wird. Sie benötigen nur Strom, um den Zustand zu ändern, was sie sehr energieeffizient macht. Aufgrund ihrer erheblichen Trägheit eignen sich diese Displays in erster Linie zur Anzeige statischer Informationen wie E-Book- und E-Zeitungsseiten in Lesegeräten oder Produktetiketten. Die ersten Anzeigen dieses Typs waren monochrom. Farbdisplays sind jetzt verfügbar und werden verwendet.
Smart Displays
Smart Displays sind meistens TFT-Displays, die mit einer erweiterten Steuerkarte in einem Modul kombiniert sind. Die Platine verfügt über einen speziellen Treiber mit integriertem Mikrocontroller, zusätzlichem Speicher, Erweiterungsanschlüssen usw. Sie verfügen über integrierte Muster der angezeigten Elemente oder ermöglichen das Hochladen eigener, vom Designer erstellter Elemente. Sie sind häufig in ein Touchpanel (resistiv oder kapazitiv) integriert und verfügen über eine grundlegende Tonsignalisierung (Summer). Dank dessen bietet das Display viel mehr Bedienungsmöglichkeiten, eine einfachere Bedienung und eine geringere Belastung des Hauptsystems. An diese Anzeigemodelle können auch Platinen angebracht werden, um die Funktionalität zu erweitern. Die Speicher einiger Anzeigen können durch Verwendung von SD- oder microSD-Karten erweitert werden. Hier können Skripte, Definitionen von Grafiken und Schriftarten gespeichert werden, die auf dem Bildschirm verwendet werden. Smart Displays verfügen möglicherweise auch über ein eigenes Gehäuse und eine eigene Schnittstelle zu einem externen Steuergerät, das nicht unbedingt lokal ist, z. B. RS485 zu einem PC oder einer SPS. Sie ähneln den HMI-Panels aus Sicht der Funktionalität.
Auswahl der Anzeige für die Anwendung
Bei der Auswahl einer Anzeige für eine Anwendung müssen viele Faktoren berücksichtigt werden. Unter diesen sind die Art der angezeigten Informationen, ihre Nummer und der verfügbare Schnittstellentyp am wichtigsten. Sie wirken sich direkt auf die Abmessungen des Displays und seinen Typ aus (digital, alphanumerisch, grafisch, speziell usw.).
Es ist auch unmöglich, das Display auszuwählen, ohne die Lichtverhältnisse und den Temperaturbereich zu berücksichtigen, in dem das Gerät verwendet wird. Zum Beispiel kommen LCD-Displays bei niedrigen Temperaturen schlecht zurecht, VFD, LED und OLED sind jedoch geeignet. OLED-Displays, auf denen Informationen visuell fast wie auf dem VFD dargestellt werden, verdrängen den viel teureren VFD und ersetzen ihn in einer Vielzahl von Fahrzeugen.
Als nächstes steht die Stromversorgung in der Hierarchie, d.h. ob die Anzeige in einem tragbaren oder stationären Gerät arbeitet. Die Anzahl der für die Stromversorgung erforderlichen Spannungen sollte ebenfalls berücksichtigt werden. Je mehr Spannungen vorhanden sind, desto schwieriger ist es, ein solches Display in einem tragbaren Gerät zu verwenden.
Die Art der Schnittstelle, über die die Anzeige gesteuert wird, ist ebenfalls ein wichtiger Faktor. Wenn das Design des Geräts beispielsweise über einen ausgebauten Mikrocontroller verfügt und in Massenproduktion hergestellt wird, lohnt es sich, ein billiges LCD-Display ohne eingebauten Controller zu verwenden und mit dem Prozessor zu steuern, was den Preis der fertigen Lösung erheblich senkt.
Lager:
