Жидкокристаллические индикаторы фирмы Ampire Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Жидкокристаллические индикаторы

фирмы Ampire

Олег Воротынский

[email protected]

Технология производства

Стандартной технологией производства ЖК-мо-дулей 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 Атрке 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 контра-

ста 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.

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.

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.

Таблица 1. Выбор типа индикатора

G 128 64

Комментарий

1 2 3 4 б 6 7 8 9 1G 11 12

1 A: AMPIRE Фирма — Атріге

2 G: графический, C: символьный, T: TAB Тип модуля

З Количество точек в строке: 122, 128, 24G, ... Количество символов в строке: G8, 16, 2G, 24, 4G Графический Символьный

4 Количество точек в столбце 32, 64, 128, 24G, ... Количество строк 1, 2, 4, ... Графический Символьный

б Модель A, B, C, ..., Z (габаритный размер, разьем) См. табл. 2 или 3

6 N TN Y STN желто-зеленый оттенок G STN серый S STN негативный F FSTN черно-белый особоконтрастный Тип стекла

7 A Reflective (на отражение) 6:GG часов В Reflective (на отражение) 12:GG часов I Transflective (отражение/просвет) 6:GG часов J Transflective (отражение/просвет) 12:GG часов M Transmissive (просвет) 6:GG часов N Transmissive (просвет) 12:GG часов T Negative (негативное) 6:GG часов U Negative (негативное) 12:GG часов Тип поляризатора

8 - Без подсветки L Светодиодная б Вольт О Светодиодная 12 Вольт Р Светодиодная 24 Вольт Q Светодиодная боковая Е «EL» электролюминесцентная белая/голубая С «CCFL» лампа с холодным катодом белая Тип подсветки

9 - Без подсветки, А — Оранжевый, В — Голубой, G — Зеленый, R — Красный, Y — Желто-зеленый, W — Белый Цвет подсветки

1G GG-ZZ Номер модификации у производителя

11 - Нормальный G ... +5G° C H Расширенный -2G... +7G° С Температурный диапазон

12 Black Цвет рамки. Вlack-черная «_» — без окраски Цвет рамки

Пример: AC162AYJLY-08-H — две строки по 16 символов, выводы сбоку, габаритный размер 85 > ратур -20 ...+60° С ^ SC1602Bpk-ULT-EH-G (аналог).

Примечание

* Если вы используете индикатор без подсветки, то для модуля типа БТЫ без подсветки рекомендуется оттенок стекла «Э».

* Максимальный контраст имеют модули типа FSTN. Повышение контраста достигается за счет специальной технологии чернения. В результате получается насыщенный черный цвет символа.

* Для модулей с Е1- 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 калькуля-

29,5 мм, смотреть сверху(12:00), желто-зеленая светодиодная подсветка, рабочий диапазон темпе-

тор), 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 графе 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.

J

B

00

H Black

■ 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 габа-

ритами, 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.

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 электро-люминесцентную 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 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 микро-

Таблица 2. Символьно-графические индикаторы

Симв/Строк Модель Точка Символ Видимое поле * Габаритный размер Рекомендуем к использованию

G8x2 ACG8G2A G.54xG.64 2.94x5.54 35x15 55 СО СО 33 ю ю о ° 5 * ACG82AGA-G2-H ACG82AGJLYG7H

16x1 AC161A G.55xG.75 3.G7x6.56 65x14 8Gx36x1G* 8Gx36x14,5 AC161AGA16 AC161AYJLYH

AC161B G.92x1.1G 4.84x8.G6 99x13 122x33x1G.5 * 122x33x14.5 AC161BYJLY

AD161D G.95x1.1G 4.95x8.G 99x13 115x39 x Ю*

AD161E G.95xG.1G 4.95x8.G 99x13 114.5x35x1G *

AD161F G.6xG.75 3.2x6.35 65.6x13.8 8Gx36x1G*

AD161G G.6xG.75 3.2x6.35 65.6x13.8 8Gx36x1G*

AD161J LED

16x2 AC162A G.55xG.65 2.95x5.55 64x17.2 85x29.5x1G * 85x29.5x14.5 AC162AYJLYG8H

AC162B G.55xG.65 2.95x5.55 64x17.2 8Gx36x1G* 8Gx36x14.5 AC162BGA-13-H AC162BGILY13-H

AC162C G.55xG.65 2.95x5.55 64x17.2 85x36x1G*

AC162D G.55xG.65 2.95x5.55 64x17.2 84x44x1G* 84x44x14,5 AC162DGA16 AC162DYILY16H

AC162E G.92x1.1G 4.84x8.G6 99x24 122x44x1G.5 * 122x44x14.5 AC162EYAG1H AC162EYILYG5H

AD162F G.92x1.1G 4.84x8.G6 99x24 122x44x1G.5 *

AD162G G.92x1.1G 4.84x8.G6 99x24 112x5G.2x1G *

AD162H G.92x1.1G 4.84x8.G6 99x24 111x54x1G.5 *

AD162K LED

AD162L G.55xG.65 2.95x5.55 64x17.2 88.2x29.5x1G.5 *

16x4 AC164A G.55xG.55 2.95x4.75 61.4x25 87x6Gx11 * 87x6Gx14 AC164AGA AC164AYILY-G5-H

2Gx2 AC2G2A G.6GxG.65 3.2Gx5.55 83x18.5 116x37 x Ю* 116x37x14,5 AC2G2AYJLY-G4-H

AC2G2B 1.12x1.12 6.GGx9.66 149x23 18Gx4Gx9.5 *

AD2G2C G.6GxG.65 3.2x5.55 85x18.6 98x33x8.8 *

AD2G2D LED

2Gx4 AC2G4A G.55xG.55 2,95x4.75 76x25.2 ^ 3 3 G1x Gx Gx Xі x 8x 8x 899 9 AC2G4AYILY-14-H AC2G4AYJLY-15-H

AC2G4B G.92x1.1G 4.84x9.22 123x42.5 146x62.5x1G.5 *

24x2 AC242A G.6GxG.7G 3.2Gx5.55 94.5x18.G 118x36x9.5 * 118x36x14.7 AC242AGA AC242AYJLY-G6-H

AD242C G.82xG.82 4.26x6.84 133x2G.3 154x39x12 *

4Gx2 AC4G2A G.6GxG.65 3.2Gx5.55 154x16.5 182x33.5x1G.5 * 182x33.5x14.G AC4G2AYILY-G6-H

4Gx4 AC4G4A G.5GxG.55 2.78x4.89 146x29.5 19Gx54x1G.5 *

* Первая строка — габаритные размеры модуля без подсветки. Оттенок для БТ^педа^е — голубой, для FSTN-positive — серебристо-серый, для FSTN-negаtive — черно-белый. Все модули русифицированы.

Таблица 3. Графические индикаторы

Точек Гор/вер Модель Точка Видимое поле * Габаритный размер Рекомендуем к использованию

122x32 AG12232A G.4GxG.45 6G.5x18.5 84.Gx44.Gx1G.5 AG12232AGA-H AG12232AYILY-H

AG12232B G.4GxG.45 6G.5x18.5 65.8x27.1x8.4 AG12232BGA AG12232BYIEW

128x64 AG12864A G.48xG.48 71.7x39.G 93.Gx7G.Gx9.5 AG12864AGILY

AG12864B G.48xG.48 73.4x38.8 113.Gx65.Gx1G.G

AG12864C G.4GxG.56 62.Gx44.G 78.Gx7G.Gx1G.5 AG12864CGAG3H

AG12864D G.4GxG.56 62.Gx44.G 78.Gx7G.Gx1G.5 AG12864DGA-H

AG12864E G.4GxG.4G 6G.Gx32.5 75.Gx52.7x6.8

128x128 AG128128A G.32xG.32 49.Gx49.G 72.4x7G.Gx1G.G

16Gx8G AG16G8GA G.39xG.39 72.3x37.8 1GG.Gx54.Gx11.3 AG16G8GAYILYG3H

AG16G8GB G.39xG.39 72.3x37.8 1GG.Gx54.Gx11.3

24Gx64 AG24G64A G.49xG.49 G.49xG.49 132.Gx39.G 132.Gx39.G 18G.Gx65.Gx155.G 18G.Gx65.Gx164.G

AG24G64B G.49xG.49 G.49xG.49 132.Gx39.G 132.Gx39.G © © Ю ^ Ю -o .Gx .Gx Ю Ю NO -O .Gx .Gx © © 88

24Gx128 AG24G128A G.4GxG.4G 114.Gx64.G 144.Gx1G4.Gx12.G

AG24G128B G.47xG.47 132.Gx76.G 17G.Gx1G3.2x14.G

AG24G128C G.4GxG.4G 114.Gx64.G 144.Gx1G4.Gx12.G

AG24G128F G.5GxG.5G 148.Gx75.G 18G.Gx12G.Gx1G.5

AG24G128G G.4GxG.4G 114.Gx64.G 144.Gx1G4.Gx12.G

32Gx24G AG32G24GA G.33xG.33 122.Gx92.G 167.1 x1G9.Gx11.G AG32G24GAFICWG5

AG32G24GF G.33xG.33 122.Gx92.G 167.1 x1G9.Gx11.G AG32G24GFFIEW-3G

* Габаритный размер указан для моделей без подсветки.

Графические индикаторные панели поставляются со встроенным контроллером (пример — SED152G, Тб9б3С) или только с драйверами LCD. В последнем случае необходимо указывать «drivers only».

Таблица 4. Инверторы для питания подсветки

Наименование Vпит, В іпот., мА Vвых, В інагр, мА Частота, КГц Габаритный размер Тип

TAD17G 5 57G 58G 5 25-35 --

TWS-444-543 5 27G 3GG -- G,56 23x23x23 EL

TWS-4GG-8418 5 45G 1G5G 5 3б 43x2Gx12 CCFL

TWS-4GG-8419 12 175 1G5G 5 3G 43x2Gx12 CCFL

Таблица 5. Сигналы управления символьно-графического модуля

Номер Обозначение Функция

1 VSS GND (0 В)

2 VDD Питание контроллера (+5 В)

3 Vo Установка контраста

4 RS Данные = 0/Команда = 1

5 R I W Чтение = 0/Запись =1

б E Выбор = 0

7-14 DBG-DB7 Шина данных

15,16 A, K Подсветка: А — анод, К — катод

Таблица 6. Основные параметры цветных индикаторов

Точек Модель Точка Видимое поле, мм * Габаритный размер Комментарий

8GGx6GG AG8GG6GGB G.28xG.28 231x174 265x194x8 12:GG 11.3'' SVGA

64Gx48G AG64G48GB G.31 xG.31 231x16G 265x183x8 1G.4'' VGA

контроллером 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 ме-

ханических 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 8x2 информационных), электролюминесцентную подсветку, встроенный инвертор (только в AG800600B). Вес модуля — 450 г. Основные параметры цветных индикаторов приведены в табл. 6.

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 TI8G77