¿Enfrenta un cuello de botella en su proyecto de pantalla integrada?
No permita que la integración compleja o los problemas de la cadena de suministro retrasen su tiempo de comercialización. Reserve una consulta gratuita con el equipo experto de RJY para obtener soporte personalizado en diseño y fabricación.
Cómo elegir una pantalla LCD de barra para una HMI integrada
Publicado:
Lectura de 14 minutos
Actualizado:
Una pantalla LCD de barra puede colocar información de estado, controles, navegación o datos del equipo dentro de un espacio que no puede albergar una pantalla rectangular convencional. Sin embargo, su forma inusual cambia la forma en que se debe seleccionar e integrar la pantalla.
Solo el tamaño diagonal no es suficiente. Un equipo de ingeniería también necesita las dimensiones del área activa, la matriz de píxeles, la temporización nativa, el contorno del módulo, la interfaz, la estructura táctil, los requisitos de retroiluminación, la dirección del FPC y una plataforma anfitriona capaz de renderizar la interfaz de usuario prevista.
Por lo tanto, el proceso de selección correcto comienza con la ventana física del producto y la carga de trabajo de la interfaz de usuario. No comienza eligiendo el panel más largo o de mayor resolución en un catálogo.
Módulos de pantalla LCD de barra evaluados con una placa de control, panel táctil, FPC y carcasa del equipo
¿Qué es una pantalla LCD de barra?
Una LCD de barra es un módulo LCD TFT con un área de visualización sustancialmente alargada. También puede describirse como una LCD tipo barra, tira, estirada o ultraancha. Estos nombres describen la forma general, pero no definen un estándar eléctrico o mecánico intercambiable.
Una pantalla de barra puede montarse horizontal o verticalmente. La orientación del producto no necesariamente coincide con la orientación nativa de píxeles del panel, la dirección de salida del FPC o la configuración de inicialización. Esos detalles deben verificarse a partir de la hoja de datos actual del panel y el dibujo mecánico.
El portafolio actual de módulos de pantalla Categoría de pantalla de barra Muestra seis rutas de productos públicos que abarcan diferentes tamaños físicos y configuraciones de interfaz.[1] Cada modelo debe evaluarse como un módulo individual, no como una versión escalada de otra pantalla de barra.
Comience con el espacio disponible, no con la diagonal
Dos pantallas con medidas diagonales similares pueden tener anchos y altos muy diferentes cuando sus relaciones de aspecto difieren. La diagonal tampoco dice nada sobre la posición del área activa, el marco que la rodea, la salida del FPC o los componentes en la parte posterior del módulo.
Defina las siguientes dimensiones antes de comparar productos:
Dimensión
Lo que Describe
Por qué es importante
Área activa
El área física en la que los píxeles producen una imagen
Determina el lienzo visual real y la densidad de píxeles
Área de visualización
La abertura a través de la cual se pretende ver la imagen
Debe alinearse con el bisel, el vidrio de cubierta y la carcasa
Contorno del módulo
El ancho, alto y grosor totales del conjunto de la pantalla
Controla el ajuste, la holgura de montaje y el acceso para el ensamblaje
Contorno del vidrio de cubierta
Las dimensiones externas del lente cuando se incluye el vidrio de cubierta
Afecta la carcasa frontal, el área adhesiva y el borde estético
Envolvente del FPC
La ubicación, longitud, dirección y área de curvatura del cable
Controla la colocación de la PCB y evita la tensión del cable
Área de exclusión de componentes
Espacio necesario alrededor del controlador, conector, marco o componentes traseros
Evita interferencias con soportes, sujetadores y la PCB principal
Solicite el dibujo acotado en lugar de estimar estos valores a partir de una fotografía del producto. El dibujo debe revisarse junto con el modelo de la carcasa antes de que cualquiera de los componentes se libere para la fabricación de herramientas.
Conjunto de LCD de barra que muestra el área activa, el contorno del módulo, la capa táctil, el vidrio de cubierta, la retroiluminación y el FPC
Haga coincidir la matriz de píxeles con la interfaz de usuario
Las pantallas de barra a menudo utilizan matrices de píxeles que son mucho más largas en una dirección que en la otra. Esto es útil para líneas de tiempo, estado del equipo, navegación, controles agrupados, información multimedia, interfaces de electrodomésticos o paneles secundarios, pero la aplicación debe diseñarse para el lienzo real.
Rotar una interfaz de usuario convencional no la hace automáticamente adecuada para una pantalla estrecha. Un diseño creado para una relación de aspecto estándar de escritorio o tableta puede producir cuadros de diálogo recortados, texto ilegible, márgenes sobredimensionados o controles a los que no se puede acceder sin un desplazamiento excesivo.
Requisito de la interfaz de usuario
Implicación para la pantalla
Pregunta a resolver
Estado del equipo en una sola línea
Se beneficia de un lienzo horizontal largo
¿Puede el texto requerido seguir siendo legible a la distancia de visualización prevista?
Franja de control vertical
Requiere un diseño vertical estrecho
¿Los controles, advertencias y objetivos táctiles caben en la dimensión corta?
Varios campos de datos en vivo
Requiere resolución y rendimiento de renderizado suficientes
Aumenta los requisitos de gráficos, memoria, ancho de banda y software
¿Puede el sistema anfitrión mantener la tasa de actualización requerida a la resolución nativa?
Múltiples idiomas
Puede requerir áreas de texto flexibles y fuentes más grandes
¿Se ha probado el texto traducido más largo en el lienzo real?
Cree pantallas de interfaz de usuario representativas en las dimensiones de píxeles nativas del panel antes de aprobar la pantalla. Incluya alarmas, cadenas traducidas largas, cuadros de diálogo de mantenimiento, pantallas de inicio, estados de error y cualquier teclado en pantalla requerido por el producto.
Cómo Elegir una Pantalla LCD de Barra para una HMI Integrada 5
Verifique la relación de aspecto, la densidad de píxeles y la distancia de visualización
La relación de aspecto describe la relación entre las dimensiones larga y corta de la imagen. Debe calcularse a partir de la matriz de píxeles activa y considerarse junto con el área activa física.
La densidad de píxeles puede ayudar a comparar el tamaño del texto y los gráficos entre pantallas candidatas, pero un valor de PPI más alto no es automáticamente mejor. La densidad adecuada depende de la distancia de visualización, la representación de fuentes, la escala de la interfaz de usuario, la capacidad del procesador y la cantidad de información que debe mostrarse.
La categoría de módulo de computación de Calculadora de parámetros de TFT LCD Puede proporcionar una estimación inicial de la relación de aspecto, el paso de píxeles y el PPI. El resultado debe verificarse luego con el diseño de la interfaz de usuario a escala real y, cuando sea posible, con una muestra física.
No compare paneles únicamente por el número total de píxeles. Una matriz larga y estrecha y una matriz rectangular convencional pueden contener una cantidad similar de píxeles, pero generar diseños completamente diferentes.
Confirme la temporización nativa de la pantalla
La resolución identifica solo los píxeles activos. Un controlador de pantalla también necesita la temporización nativa completa, incluidos el reloj de píxeles, la sincronización horizontal y vertical, el porche frontal, el porche trasero, la frecuencia de actualización, la polaridad de la señal y el formato de píxeles cuando corresponda.
La nota de aplicación de pantalla MIPI DSI de NXP muestra que la integración del panel incluye alimentación, reinicio, GPIO de retroiluminación, parámetros de temporización, polaridad de la señal, reloj de píxeles, configuración D-PHY y el controlador del panel, no solo la resolución activa.[2]
Elemento de temporización
Por qué debe confirmarse
Síntoma posible cuando es incorrecto
Ancho y alto activos
Define la matriz de imagen nativa
Imagen recortada, en blanco o no compatible
Reloj de píxeles
Controla la velocidad a la que se transmiten los datos de píxeles
Imagen inestable o fallo de sincronización
Porches horizontales y verticales
Definen los intervalos de blanking alrededor de la imagen activa
Imagen desplazada, rodante o distorsionada
Frecuencia de actualización
Afecta el ancho de banda y el comportamiento de actualización visual
Parpadeo, artefactos o temporización no soportada
Formato de píxeles
Define el empaquetado de datos de color
Colores incorrectos o ninguna imagen utilizable
Secuencia de inicialización
Configura el controlador del panel antes de la operación normal
Retroiluminación encendida sin imagen
Un host que soporta una resolución máxima mayor no es automáticamente compatible con cada temporización de panel de barra más pequeño. El modo exacto debe estar disponible desde el host, implementado en el BSP o generado por una configuración adecuada de la placa controladora.
Seleccione la interfaz como parte de la arquitectura del sistema
La interfaz impresa en una página de producto es un elemento de selección inicial. La compatibilidad aún depende de la configuración eléctrica, la temporización, la definición de pines, el firmware y la implementación del conector.
Ruta de interfaz
Idoneidad potencial del proyecto
Elementos a confirmar
SPI
Interfaces compactas basadas en MCU con una carga de trabajo de actualización adecuada
Modo de bus, formato de píxeles, inicialización, tasa de actualización práctica y soporte del controlador
RGB
Conexión paralela directa a un controlador de pantalla compatible
Ancho de datos, voltaje, temporización, sincronización, enrutamiento de PCB y asignación de pines del FPC
MIPI DSI
Sistemas embebidos compactos que utilizan un procesador de aplicación o puente soportado
Número de carriles, velocidad de carril, modo de operación, temporización, inicialización, secuencia de alimentación y firmware
LVDS
Sistemas embebidos soportados y configuraciones de pantalla más grandes
Configuración de canal, mapeo, voltaje, temporización, cable, conector y retroiluminación
HDMI u otra fuente de video externa
PC, computadora de placa única o arquitectura de controlador de pantalla separada
Modo de salida nativo, escalado, rotación, compatibilidad del puente, comportamiento EDID y ruta táctil separada
MIPI DSI es una interfaz de host a pantalla que soporta comunicación de alta velocidad entre un procesador y un módulo de pantalla.[3] Esa definición no hace que cada panel MIPI sea compatible con cada host MIPI. La configuración de carriles, la temporización, el modo de operación, la inicialización, la asignación de pines, la alimentación y el firmware siguen siendo específicos del panel.
Opciones de arquitectura de interfaz, táctil y retroiluminación para una pantalla LCD de barra
No asuma que el sistema anfitrión escalará o rotará la imagen
Un proyecto común de pantalla de barra comienza con un host que normalmente genera resoluciones de monitor estándar. Luego, el equipo espera que una placa puente o sistema operativo recorte, estire, rote o escale esa imagen a la temporización nativa del panel de barra.
Esas funciones nunca deben darse por sentadas. Dependiendo de la arquitectura, la rotación o el escalado pueden ser realizados por la aplicación, el marco gráfico, el sistema operativo, el controlador de pantalla, el firmware del puente o el controlador del panel. Algunas configuraciones pueden soportar solo un modo de entrada definido y una salida de panel definida.
Para sistemas basados en Android, la documentación de AOSP reconoce pantallas que van desde relaciones de aspecto largas y delgadas hasta formatos cuadrados, pero las aplicaciones e implementaciones de dispositivos aún necesitan la configuración adecuada de relación de aspecto, tamaño, rotación, densidad y escalado.[4]
Antes de seleccionar el panel, confirme:
El ancho y alto del framebuffer nativo
Si la interfaz de usuario se renderiza de forma nativa o se escala
Si el sistema utiliza temporización vertical u horizontal
Dónde ocurre la rotación de 90 grados o 270 grados
Si la placa puente soporta los modos de entrada y salida requeridos
Cómo se muestran los gráficos de arranque, diagnósticos y pantallas de recuperación
Si la pantalla permanece utilizable antes de que se inicie la aplicación principal
Si el diseño utiliza una fuente HDMI con un panel MIPI, siga una revisión de compatibilidad específica del panel en lugar de tratar el puente como un adaptador pasivo. RJY Display guía de compatibilidad de la placa controladora HDMI a MIPI proporciona la secuencia de revisión detallada.
Trate el táctil como un subsistema independiente
Una LCD de barra puede combinarse con táctil capacitivo cuando hay una configuración de pantalla táctil adecuada disponible, pero el táctil no se transporta automáticamente a través de la interfaz de video de la pantalla. El controlador táctil normalmente tiene su propia alimentación, reinicio, interrupción y ruta de comunicación.
El proyecto debe coordinar el área activa táctil, el vidrio de cubierta, el controlador, el FPC, la interfaz del host, el controlador, el sistema de coordenadas y la orientación de la pantalla.
La documentación de dispositivos táctiles de Android explica que las coordenadas táctiles sin procesar se asignan a los píxeles de la pantalla y que la entrada táctil sensible a la orientación puede reasignarse cuando la pantalla rota.[5] Esto es particularmente importante en una pantalla larga y estrecha porque un intercambio o rotación incorrecta de ejes puede colocar la entrada lejos del control visible.
La validación táctil debe incluir:
Precisión de coordenadas en toda el área activa
Comportamiento en bordes y esquinas
Mapeo correcto después de la rotación de la pantalla
Funcionamiento con el vidrio de cubierta final y la pila de unión
Comportamiento táctil durante el sueño y despertar de la pantalla
Exposición a ruido eléctrico de la fuente de alimentación, retroiluminación, motor u otro equipo
Reconocimiento por el sistema operativo final y la aplicación
Que una imagen de pantalla funcione correctamente no prueba que el sistema táctil esté correctamente integrado.
Defina los requisitos de brillo y retroiluminación a partir del entorno
El brillo debe seleccionarse para el entorno de visualización previsto en lugar de maximizarse sin una revisión del sistema. El requisito adecuado depende de la luz ambiental, el material de cubierta, el ángulo de visión, la distancia del usuario, el diseño del gabinete, el presupuesto de energía y las condiciones térmicas.
La retroiluminación también debe coincidir eléctricamente. Confirme sus requisitos de entrada, configuración de LED, control de corriente, lógica de habilitación, método de atenuación y cualquier restricción térmica. Una placa controladora que soporta una configuración de retroiluminación puede no soportar otra sin cambios en el circuito.
Evalúe el ensamblaje completo al brillo previsto. El vidrio de cubierta, los bordes impresos, el material de unión, los tratamientos de superficie y la abertura del gabinete pueden afectar la apariencia del producto terminado.
Revise la integración mecánica y el enrutamiento del FPC
Una barra de visualización puede encajar en la abertura frontal y, sin embargo, entrar en conflicto con la estructura interna. El marco trasero, el área del conductor, el FPC, el conector, la cola táctil, los componentes de la retroiluminación o el radio de curvatura del cable pueden ocupar el espacio necesario para la PCB principal o los soportes de la carcasa.
La revisión mecánica debe cubrir:
Elemento mecánico
Pregunta de revisión
Contorno del módulo
¿El ensamblaje completo encaja con tolerancias de fabricación realistas?
Alineación del área activa
¿La imagen visible está centrada correctamente dentro de la abertura del bisel?
Salida del FPC
¿Puede el cable alcanzar el conector sin doblarse sobre un componente o un borde afilado?
Acceso al conector
¿Se puede abrir, cerrar, inspeccionar y reparar el conector durante el ensamblaje?
Soporte y adhesivo
¿Se aplican las fuerzas en áreas estructurales aprobadas en lugar de sobre el vidrio activo?
Vidrio de cubierta
¿Coinciden el contorno, el borde, la abertura, el área adhesiva y el conjunto táctil con la carcasa?
Espacio libre térmico
¿Está la pantalla aislada de fuentes de calor locales y de tensiones mecánicas no deseadas?
Revise el dibujo de la pantalla y el CAD de la carcasa juntos antes de finalizar el utillaje. Mover un conector o cambiar la carcasa después del muestreo puede crear un rediseño más amplio que seleccionar un módulo mejor adaptado desde el principio.
Elija entre el control directo del panel y una placa controladora
Arquitectura
Cuándo es apropiado
Alcance principal de validación
El MCU o procesador controla directamente el LCD
El anfitrión expone la interfaz requerida y puede generar la temporización nativa
Asignación de pines, temporización, búfer de trama, controlador, inicialización, retroiluminación, táctil y enrutamiento de PCB
Una placa informática integrada controla el LCD
El producto necesita un procesador de aplicaciones, sistema operativo, red o control periférico
Implementación de interfaz a nivel de placa, BSP, controlador de panel, táctil, carga de trabajo de la aplicación, alimentación y mecánica
Puente de video o placa controladora de LCD
La salida de la fuente y la interfaz del panel difieren
Modo de entrada, temporización de salida, escalado, rotación, firmware, alimentación del panel, retroiluminación y ruta táctil
Ensamblaje tipo monitor externo
El proyecto se beneficia de ensamblajes de pantalla y anfitrión separados
Cables, retención, identificación de video, ruta de retorno táctil, alimentación, montaje y comportamiento de inicio
La lista de componentes más corta no siempre es la arquitectura de menor riesgo. Una interfaz directa puede reducir el hardware, pero requiere un control estricto del controlador del panel y el diseño de la placa. Una ruta de placa controladora puede simplificar la conexión del anfitrión solo cuando la placa está confirmada para el panel real y el modo de entrada.
Utilice plataformas de LCD de barra existentes como punto de partida
La gama de productos públicos de RJY Display proporciona varios puntos de partida para la revisión de ingeniería:
Revisar para diseños HMI integrados más grandes después de confirmar las especificaciones actuales
Estos enlaces son puntos de partida para el descubrimiento de productos, no aprobaciones de compatibilidad. Solicite la hoja de datos más reciente, el dibujo mecánico, la definición de pines, la tabla de temporización, la información del controlador, la especificación táctil y los requisitos de retroiluminación antes de seleccionar una muestra.
¿Qué se puede personalizar en torno a una LCD de barra existente?
Cuando la plataforma LCD central es adecuada, un proyecto puede evaluar cambios en torno al módulo existente. El alcance práctico puede incluir vidrio de cubierta, integración táctil, retroiluminación, FPC, conector o coordinación de interfaz, placa controladora, configuración de firmware y estructura mecánica.
Esto no debe interpretarse como la capacidad de crear cualquier tamaño de pantalla de barra o matriz de píxeles arbitraria desde cero. La viabilidad depende de la plataforma LCD disponible, la modificación propuesta, la revisión de ingeniería y los requisitos del proyecto.
Lista de verificación para la validación de muestras de LCD de barra
Área de validación
Revisión mínima
Imagen
Resolución nativa, temporización, orientación, color, patrones de pantalla completa, inicio, suspensión y activación
visión
Flujo de trabajo normal, alarmas, texto largo, localización, animación, pantallas de error y estados de arranque
Táctil
Coordenadas, rotación, bordes, vidrio de cubierta, exposición al ruido, gestos y comportamiento de activación
Interfaz
Configuración de señal, cable o FPC, retención del conector, firmware y reinicio repetido
Retroiluminación
Habilitación, atenuación, rango de brillo utilizado por el producto, comportamiento de alimentación y temperatura
Ensamblaje mecánico
Alineación, soporte, enrutamiento del FPC, acceso al conector, ajuste del vidrio de cubierta y tolerancias de la carcasa
Operación del sistema
Límites de voltaje, interrupción de alimentación, fallo de aplicación, carga periférica y uso de larga duración
La configuración de producción aprobada debe identificar el modelo de LCD, el controlador táctil, la revisión de la placa, el firmware o BSP, el cable, el circuito de retroiluminación, la versión de la aplicación, el vidrio de cubierta y la carcasa. Un cambio en cualquiera de estos elementos puede requerir una revalidación parcial.
Qué enviar para una revisión de selección de LCD de barra
Una solicitud de ingeniería útil debe incluir:
Producto objetivo y entorno de aplicación
Ancho, alto y espesor máximo del módulo
Área visible requerida y orientación de la pantalla
Resolución preferida o ilustración de IU representativa
Procesador anfitrión, placa de control, MCU o fuente de video
Interfaces de pantalla y modos de salida disponibles
Requisitos de táctil y vidrio de cubierta
Brillo y condiciones de visualización
Dirección del FPC, posición del conector y dibujo del gabinete
Requisitos del sistema operativo, controladores y firmware
Cantidad de prototipos, demanda anual esperada y etapa del proyecto
Ficha técnica del panel existente o modelo de referencia, si se reemplaza otra pantalla
Solicite una revisión de compatibilidad de LCD de barra
RJY Display puede revisar una plataforma LCD de barra existente según sus requisitos de área activa, resolución, interfaz, táctil, retroiluminación, FPC, placa controladora, firmware, cubierta de vidrio y mecánicos.
Una pantalla LCD de barra es un módulo TFT LCD con un área activa alargada y una matriz de píxeles. También puede describirse como una pantalla tipo barra, tira, estirada o ultraancha, pero estos nombres no definen una interfaz, temporización, conector o contorno mecánico estándar.
¿Es suficiente el tamaño diagonal para elegir una LCD de barra?
No. Compare el área activa, el área de visualización, el contorno del módulo, la resolución, la relación de aspecto, el grosor, la posición del FPC, el conector, la estructura táctil y los espacios del gabinete. Las pantallas con tamaños diagonales similares pueden tener proporciones físicas sustancialmente diferentes.
¿Puede una fuente HDMI estándar controlar una pantalla LCD de barra?
Solo a través de una configuración confirmada de pantalla o placa controladora. El modo de fuente HDMI, la interfaz del panel, la temporización nativa, el escalado, la rotación, el firmware, la alimentación, la retroiluminación y la ruta táctil deben verificarse para el panel real.
¿Qué interfaz es mejor para una LCD de barra?
No existe una única interfaz mejor. SPI, RGB, MIPI DSI, LVDS y las rutas de la placa controladora se adaptan a diferentes procesadores, resoluciones, requisitos de actualización, disposiciones de cables y plataformas de software. Elija la interfaz compatible tanto con la implementación real del host como con el panel seleccionado.
¿Puede una pantalla LCD de barra incluir táctil capacitivo?
Puede hacerlo cuando haya una configuración táctil adecuada disponible para el módulo seleccionado. El área activa táctil, el vidrio de cubierta, el controlador, el FPC, la interfaz del host, el controlador, el mapeo de coordenadas, la rotación y el entorno operativo deben revisarse por separado de la interfaz de video de la pantalla.
¿Qué información se necesita para una cotización de LCD de barra?
Proporcione la aplicación, el contorno mecánico máximo, el área visible, la resolución o el diseño de la interfaz de usuario, la placa base, la interfaz, los requisitos táctiles y de vidrio de cubierta, el brillo y el entorno, las restricciones del FPC, las necesidades de firmware, la cantidad de prototipos, la demanda anual esperada y los dibujos o fichas técnicas disponibles.
¿Aún no sabe qué pantalla se adapta a su proyecto?
Hable con el equipo de ingeniería de RJY para obtener asesoramiento sobre compatibilidad de pantallas, revisión de placas controladoras y discusión sobre personalización.