Displays
(1 007)Skærmen er et af de grundlæggende elementer i brugergrænsefladen. I dag er det ofte kombineret med en touch-grænseflade, som giver mulighed for en række forskellige funktioner.
Enkle LED-segmentdisplays viser enkelte grafiske tegn - normalt tal eller bogstaver. Lidt mere avancerede, som f.eks. matrixdisplays, kan vise enkelte grafiske tegn sammensat af lysende prikker. Alfanumeriske displaymoduler viser tegnstrenge, typisk i 1 til 4 linjer. Den mest kraftfulde version er grafiske displays, der afhængigt af opløsningen og antallet af tilgængelige farver kan vise information i form af grafiske billeder med en kvalitet, der afhænger af den opløsning og teknologi, der er brugt til at fremstille displaymodellen. Brugen af et grafisk display giver dig også mulighed for at bruge skalerbare skrifttyper i højden.
Typer af skærme
Skærme kan inddeles efter fremstillingsteknologi, måden at præsentere information på, den indbyggede controller og typen af hus.
De mest populære skærme baseret på LED-teknologi er segment- og matrixskærme. Både antallet af LED-segmenter og pixels kan variere mellem forskellige skærmmodeller. Der findes også en bred vifte af størrelser og farver. De mest anvendte er 7-segment LED-displays og matricer med en opløsning på 5x7 LED-punkter, men der findes også displays med f.eks. 16 segmenter, hvor man kan vise næsten alle tegn fra ASCII-paletten. Normalt har LED-displayet ikke en indbygget controller, og du er nødt til selv at lave den baseret på digitale kredsløb eller ved hjælp af specialiserede drivere til LED-displays.
LCD-skærm
I dag bruger de fleste af de skærme, der bruges i forbrugerudstyr, LCD-teknologi. Disse omfatter: digitale, alfanumeriske, grafiske og specielle displays, dvs. dem, der kan vise applikationsspecifikke symboler. Ofte kombineres symboler med variabelt indhold. Der findes f.eks. displays til cd-afspillere, som kan vise tal, et analogt ur, symboler for en plade, musiknoter, hovedtelefoner osv.
LCD-skærme lyser ikke med deres eget lys - de kræver baggrundsbelysning. Baggrundsbelysningen har mange former - fra passiv baggrundsbelysning, der opnås ved hjælp af reflekterende materiale, til aktiv belysning med elektroluminescerende højspændingsfolie eller LED-dioder. Billedet kan vises som positivt (lys baggrund, mørke tegn) eller negativt (mørk baggrund, lyse tegn). Billedet på den negative LCD-skærm ligner billedet på OLED-skærmen, og nogle gange er det svært at skelne mellem displaymodeller, der er fremstillet ved hjælp af disse to teknologier.
I øjeblikket leveres den bedste kvalitet af farvebilledet af LCD TFT-skærme. De består af mange millioner RGB-pixels, som, når de kontrolleres korrekt, kan producere op til 16,7 mio. farver. Sådanne skærme kræver ligesom andre LCD-skærme baggrundsbelysning.
Kontrol af LCD-skærme
LCD-skærme kan styres på mange forskellige måder. De billigste skærme har ingen indbygget controller og skal styres af eksterne elektroniske kredsløb. De bruges normalt i masseproducerede forbrugerenheder. Dyrere displaymoduler har normalt indbyggede controllere med en parallel grænseflade, hvor antallet af bits afhænger af displayets opløsning og antal farver. For eksempel har tekstbaserede, monokrome displaymoduler oftest et 4- eller 8-bit interface og nogle ekstra kontrolsignaler (R/W, E, RS). Mindre grafiske displays kan have en 8- eller 16-bit grænseflade, som styres af yderligere kontrolsignaler. Miniature grafik- og tekstmoduler er oftere og oftere udstyret med en alternativ seriel grænseflade med høj hastighed, f.eks. SPI, I2C eller en anden specialiseret grænseflade. LCD-TFT-skærme har oftest et standardiseret, digitalt 24-bit RGB-interface.
OLED-skærme
OLED-skærme er bygget ved hjælp af OLED-teknologi, så de ikke kræver baggrundsbelysning. Takket være dette er de meget tyndere, har levende farver og dyb sort. De er meget populære i bærbar elektronik. Denne type skærm giver en fremragende billedkvalitet, som er næsten uafhængig af det omgivende lys. Monokrome OLED-skærme bliver mere og mere populære. De omfatter bl.a. moduler, der funktionelt svarer til LCD-displaymoduler, men som samtidig er tyndere og giver en meget bedre læsbarhed af de præsenterede meddelelser, også i sollys.
Vakuum-fluorescerende skærme (VFD)
I VFD-skærme lyser luminoforen, der dækker katoden, og dens struktur ligner en triode. Skilte fastgøres ved hjælp af et gitter, der er placeret over luminoforen, og elektroner exciteres af en meget tynd, glødende glødetråd. Ældre modeller af VFD-skærme krævede komplekse, omfattende strømforsyninger (vekselstrøm til glødetråden, højspændingsforsyning til segmenterne) og højspændingsdrivere. Nyere modeller fremstilles som et modul, der drives af en enkelt spænding (de nødvendige invertere er indbygget på kortet) og styres via et digitalt interface. Fra designerens synspunkt er styringen således kompatibel med den standard, der bruges i andre populære LCD-familier. VFD-displayet giver meget god billedlæsbarhed - i fuldt sollys fungerer det i et bredere temperaturområde end LCD-skærme, samtidig med at der ikke er nogen "udtværing" ved lave temperaturer. På grund af glødetråden kræver VFD-displayet dog en betydelig forsyningsstrøm, så det er værd at huske at sørge for en tilstrækkelig effektiv strømkilde.
E-papir
E-paper (e-ink) displays viser information ved at ændre partiklernes polaritet. De kræver kun strøm for at ændre tilstanden, hvilket gør dem meget energieffektive. På grund af deres betydelige inerti er disse skærme primært egnede til at vise statisk information, f.eks. sider i e-bøger og e-aviser i e-læsere eller produktetiketter. De første displays af denne type var monokromatiske, men nu er farvedisplays også tilgængelige og i brug.
Smarte skærme
Smart displays er for det meste TFT-skærme, der er kombineret i et modul med et avanceret kontrolkort. Kortet indeholder en specialiseret controller med en indlejret mikrocontroller, ekstra hukommelse, udvidelsesstik osv. De har indbyggede mønstre af viste elementer eller gør det muligt at uploade brugerens specialdesignede elementer. Meget ofte er de integreret med et berøringspanel (resistivt eller kapacitivt) og har en grundlæggende lydsignalfunktion (buzzer). Dette giver displayet meget mere funktionalitet, med lettere betjening og mindre belastning af hovedsystemet. På nogle af disse displaymodeller kan der monteres ekstra modulkort for at udvide funktionaliteten. Hukommelsen på nogle displays kan udvides med et SD- eller microSD-kort - du kan gemme scripts, grafikdefinitioner og skrifttyper, der bruges på skærmen. Smart displays kan også have deres eget kabinet og en grænseflade til en ekstern kontrolenhed, ikke nødvendigvis en lokal, som f.eks. RS485 til en pc eller PLC. Funktionelt ligner de HMI-paneler.
Valg af skærm til din applikation
Når du vælger et display til din applikation, skal du være opmærksom på mange faktorer. Den vigtigste af dem er den type information, der skal vises, antallet af informationer og den tilgængelige grænsefladetype. Disse faktorer har direkte indflydelse på displayets størrelse og type (digital, alfanumerisk, grafisk, speciel osv.).
Det er også umuligt at vælge et passende display uden at tage hensyn til lysforholdene og det temperaturområde, hvor enheden skal bruges. For eksempel klarer LCD-skærme sig dårligt ved lave temperaturer, hvor VFD'er, LED'er og OLED'er klarer sig godt. OLED-skærme, som præsenterer information på næsten samme visuelle måde som VFD'er, bliver mere og mere populære end dyre VFD'er og erstatter dem i en række køretøjer.
Den næste faktor, der skal tages højde for, er den tilgængelige strømforsyning, dvs. om displayet skal fungere i en bærbar eller stationær enhed. Antallet af spændinger, der kræves til strømforsyningen, bør også overvejes - jo flere spændinger der er, jo sværere er det at bruge et sådant display i en bærbar enhed.
Typen af grænseflade, som skærmen skal styres med, er også en vigtig faktor. Hvis enhedens design f.eks. har en kraftig mikrocontroller og skal masseproduceres, giver det mening at bruge en billig LCD-skærm uden en indbygget controller og styre den med den førnævnte processor, hvilket vil reducere prisen på den ønskede løsning betydeligt.
Lagerbygning:
