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Come Scegliere un Display LCD per Barre per un HMI Integrato
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Un display LCD a barra può collocare informazioni di stato, controlli, navigazione o dati di apparecchiature in uno spazio che non può ospitare uno schermo rettangolare convenzionale. La sua forma insolita, tuttavia, modifica il modo in cui il display deve essere selezionato e integrato.
La sola diagonale non è sufficiente. Un team di ingegneria necessita anche delle dimensioni dell'area attiva, della matrice dei pixel, della temporizzazione nativa, del contorno del modulo, dell'interfaccia, della struttura touch, dei requisiti di retroilluminazione, della direzione del FPC e di una piattaforma host in grado di renderizzare l'interfaccia utente prevista.
Il processo di selezione corretto inizia pertanto con la finestra fisica del prodotto e il carico di lavoro dell'interfaccia utente. Non inizia scegliendo il pannello più lungo o con la risoluzione più alta da un catalogo.
Moduli display LCD a barra in valutazione con scheda di controllo, pannello touch, FPC e involucro dell'apparecchiatura
Cos'è un display LCD a barra?
Un LCD a barra è un modulo TFT LCD con un'area di visualizzazione sostanzialmente allungata. Può anche essere descritto come LCD di tipo barra, a striscia, allungato o ultra-wide. Questi nomi descrivono la forma generale, ma non definiscono uno standard elettrico o meccanico intercambiabile.
Un display a barra può essere montato in orizzontale o in verticale. L'orientamento del prodotto non corrisponde necessariamente all'orientamento nativo dei pixel del pannello, alla direzione di uscita del FPC o alla configurazione di inizializzazione. Questi dettagli devono essere verificati dalla scheda tecnica corrente del pannello e dal disegno meccanico.
L’attuale Categoria di display a barra Mostra sei percorsi di prodotto pubblici che coprono diverse dimensioni fisiche e configurazioni di interfaccia.[1] Ogni modello deve essere valutato come un modulo individuale, non come una versione scalata di un altro display a barra.
Iniziare dallo spazio disponibile, non dalla diagonale
Due display con misure diagonali simili possono avere larghezze e altezze molto diverse quando le loro proporzioni differiscono. La diagonale inoltre non dice nulla sulla posizione dell'area attiva, sulla cornice circostante, sull'uscita del FPC o sui componenti sul retro del modulo.
Definire le seguenti dimensioni prima di confrontare i prodotti:
Dimensione
Cosa Descrive
Perché è importante
Area attiva
L'area fisica in cui i pixel producono un'immagine
Determina la tela visiva effettiva e la densità dei pixel
Area di visualizzazione
L'apertura attraverso cui l'immagine è destinata a essere visualizzata
Deve allinearsi con la cornice, il vetro di copertura e l'involucro
Contorno del modulo
La larghezza, l'altezza e lo spessore completi dell'assemblaggio del display
Controlla l'adattamento, lo spazio di montaggio e l'accesso per l'assemblaggio
Contorno del vetro di copertura
Le dimensioni esterne della lente quando è incluso il vetro di copertura
Influisce sull'involucro frontale, sull'area adesiva e sul bordo estetico
Ingombro del FPC
Posizione, lunghezza, direzione e area di piegatura del cavo
Controlla il posizionamento del PCB e previene lo stress sul cavo
Area di esclusione dei componenti
Spazio necessario attorno al driver, al connettore, alla cornice o ai componenti posteriori
Previene interferenze con supporti, elementi di fissaggio e PCB principale
Richiedere il disegno dimensionato piuttosto che stimare questi valori da una fotografia del prodotto. Il disegno deve essere revisionato insieme al modello dell'involucro prima che uno dei due componenti venga rilasciato per l'utensileria.
Assemblaggio LCD a barra che mostra area attiva, contorno del modulo, strato touch, vetro di copertura, retroilluminazione e FPC
Abbinare la matrice dei pixel all'interfaccia utente
I display a barra utilizzano spesso matrici di pixel molto più lunghe in una direzione rispetto all'altra. Ciò è utile per linee temporali, stato delle apparecchiature, navigazione, controlli raggruppati, informazioni multimediali, interfacce per elettrodomestici o dashboard secondarie, ma l'applicazione deve essere progettata per la tela effettiva.
Ruotare un'interfaccia utente convenzionale non la rende automaticamente adatta a uno schermo stretto. Un design creato per un formato standard da desktop o tablet può produrre finestre di dialogo tagliate, testo illeggibile, margini eccessivi o controlli non raggiungibili senza uno scorrimento eccessivo.
Requisito dell'interfaccia utente
Implicazione sul display
Domanda da Risolvere
Stato dell'apparecchiatura su una riga
Beneficia di una tela orizzontale lunga
Il testo richiesto può rimanere leggibile alla distanza di visione prevista?
Striscia di controllo verticale
Richiede un layout verticale stretto
I controlli, gli avvisi e i bersagli touch saranno contenuti nella dimensione corta?
Diversi campi dati in tempo reale
Richiede risoluzione e prestazioni di rendering sufficienti
Quali valori devono rimanere visibili simultaneamente?
Animazione o video
Aumenta i requisiti di grafica, memoria, larghezza di banda e software
L'host può sostenere la frequenza di aggiornamento richiesta alla risoluzione nativa?
Più lingue
Può richiedere aree di testo flessibili e caratteri più grandi
Il testo tradotto più lungo è stato testato sul canvas reale?
Creare schermate UI rappresentative alle dimensioni in pixel nativi del pannello prima di approvare il display. Includere allarmi, stringhe tradotte lunghe, dialoghi di manutenzione, schermate di avvio, stati di errore e qualsiasi tastiera su schermo richiesta dal prodotto.
Come Scegliere un Display LCD a Barre per un HMI Integrato 5
Verificare proporzioni, densità dei pixel e distanza di visione
Il rapporto d'aspetto descrive la relazione tra le dimensioni lunga e corta dell'immagine. Deve essere calcolato dalla matrice di pixel attivi e considerato insieme all'area attiva fisica.
La densità di pixel può aiutare a confrontare le dimensioni di testo e grafica tra display candidati, ma un valore PPI più alto non è automaticamente migliore. La densità appropriata dipende dalla distanza di visione, dal rendering dei caratteri, dalla scala dell'interfaccia, dalla capacità del processore e dalla quantità di informazioni da visualizzare.
RJY Display's Calcolatore dei parametri del display TFT LCD Può fornire una stima iniziale del rapporto d'aspetto, del passo pixel e del PPI. Il risultato deve poi essere verificato con grafiche UI a scala reale e, quando possibile, con un campione fisico.
Non confrontare i pannelli esclusivamente in base al numero totale di pixel. Una matrice lunga e stretta e una matrice rettangolare convenzionale possono contenere un numero simile di pixel creando tuttavia layout completamente diversi.
Confermare la temporizzazione nativa del display
La risoluzione identifica solo i pixel attivi. Un controller display necessita anche della temporizzazione nativa completa, inclusi pixel clock, sincronizzazione orizzontale e verticale, front porch, back porch, frequenza di aggiornamento, polarità del segnale e formato pixel dove applicabile.
La nota applicativa MIPI DSI di NXP mostra che l'integrazione del pannello include alimentazione, reset, GPIO del retroilluminazione, parametri di temporizzazione, polarità del segnale, pixel clock, configurazione D-PHY e il driver del pannello—non solo la risoluzione attiva.[2]
Elemento di temporizzazione
Perché deve essere confermato
Possibile sintomo in caso di errore
Larghezza e altezza attive
Definisce la matrice immagine nativa
Immagine ritagliata, vuota o non supportata
Clock dei pixel
Controlla la velocità alla quale i dati pixel vengono trasmessi
Immagine instabile o mancata sincronizzazione
Porch orizzontali e verticali
Definiscono gli intervalli di blanking attorno all'immagine attiva
Immagine spostata, oscillante o distorta
Frequenza di aggiornamento
Influisce sulla larghezza di banda e sul comportamento di aggiornamento visivo
Sfarfallio, artefatti o temporizzazione non supportata
Formato pixel
Definisce il confezionamento dei dati colore
Colori errati o nessuna immagine utilizzabile
Sequenza di inizializzazione
Configura il driver del pannello prima del funzionamento normale
Retroilluminazione accesa senza immagine
Un host che supporta una risoluzione massima maggiore non è automaticamente compatibile con ogni temporizzazione di pannello a barra più piccolo. La modalità esatta deve essere disponibile dall'host, implementata nel BSP o generata da una configurazione adeguata della scheda controller.
Selezionare l'interfaccia come parte dell'architettura di sistema
L'interfaccia stampata su una pagina prodotto è un elemento di screening iniziale. La compatibilità dipende comunque dalla configurazione elettrica, dalla temporizzazione, dalla definizione dei pin, dal firmware e dall'implementazione del connettore.
Percorso dell'Interfaccia
Potenziale idoneità al progetto
Elementi da Confermare
SPI
Interfacce compatte basate su MCU con carico di aggiornamento adeguato
Modalità bus, formato pixel, inizializzazione, frequenza di aggiornamento pratica e supporto driver
RGB
Connessione parallela diretta a un controller display compatibile
Larghezza dati, tensione, temporizzazione, sincronizzazione, routing PCB e pinout FPC
MIPI DSI
Sistemi embedded compatti che utilizzano un processore applicativo o bridge supportato
Numero di lane, velocità lane, modalità operativa, temporizzazione, inizializzazione, sequenza di alimentazione e firmware
LVDS
Sistemi embedded supportati e configurazioni display più grandi
Configurazione canale, mapping, tensione, temporizzazione, cavo, connettore e retroilluminazione
HDMI o altra sorgente video esterna
PC, single-board computer o architettura con controller display separato
Modalità di uscita nativa, scaling, rotazione, compatibilità bridge, comportamento EDID e percorso touch separato
MIPI DSI è un'interfaccia host-display che supporta comunicazione ad alta velocità tra un processore e un modulo display.[3] Questa definizione non rende ogni pannello MIPI compatibile con ogni host MIPI. Configurazione delle lane, temporizzazione, modalità operativa, inizializzazione, pinout, alimentazione e firmware rimangono specifici del pannello.
Opzioni architetturali di interfaccia, touch e retroilluminazione per un display LCD a barra
Non presupporre che l'host ridimensioni o ruoti l'immagine
Un tipico progetto di display a barra inizia con un host che normalmente genera risoluzioni monitor standard. Il team si aspetta quindi che una scheda bridge o il sistema operativo ritagli, allunghi, ruoti o ridimensioni l'immagine nella temporizzazione nativa del pannello a barra.
Queste funzioni non dovrebbero mai essere date per scontate. A seconda dell'architettura, la rotazione o il ridimensionamento possono essere eseguiti dall'applicazione, dal framework grafico, dal sistema operativo, dal controller di visualizzazione, dal firmware del bridge o dal driver del pannello. Alcune configurazioni possono supportare solo una modalità di ingresso definita e una modalità di uscita del pannello definita.
Per i sistemi basati su Android, la documentazione AOSP riconosce display che vanno da proporzioni lunghe e sottili a formati quadrati, ma le applicazioni e le implementazioni dei dispositivi necessitano comunque di un'appropriata configurazione di proporzioni, dimensioni, rotazione, densità e ridimensionamento.[4]
Prima di selezionare il pannello, confermare:
La larghezza e l'altezza native del framebuffer
Se l'interfaccia utente viene renderizzata nativamente o ridimensionata
Se il sistema utilizza una temporizzazione verticale (portrait) o orizzontale (landscape)
Dove avviene la rotazione di 90 gradi o 270 gradi
Se la scheda bridge supporta le modalità di ingresso e uscita richieste
Come vengono visualizzati la grafica di avvio, la diagnostica e le schermate di ripristino
Se il display rimane utilizzabile prima dell'avvio dell'applicazione principale
Se il progetto utilizza una sorgente HDMI con un pannello MIPI, seguire una revisione di compatibilità specifica del pannello piuttosto che trattare il bridge come un adattatore passivo. La guida alla compatibilità della scheda controller HDMI-to-MIPI di RJY Display fornisce la sequenza di revisione dettagliata. (continua dalla voce 13).
Trattare il touch come un sottosistema separato
Un LCD a barra può essere combinato con il touch capacitivo quando è disponibile una configurazione display-touch adeguata, ma il touch non viene trasportato automaticamente dall'interfaccia video del display. Il controller touch ha normalmente il proprio percorso di alimentazione, reset, interrupt e comunicazione.
Il progetto deve coordinare l'area attiva del touch, il vetro di copertura, il controller, l'FPC, l'interfaccia host, il driver, il sistema di coordinate e l'orientamento del display.
La documentazione Android sui dispositivi touch spiega che le coordinate touch grezze vengono mappate sui pixel del display e che l'input touch sensibile all'orientamento può essere rimappato quando il display ruota.[5] Ciò è particolarmente importante su un display lungo e stretto perché uno scambio errato degli assi o una rotazione errata può posizionare l'input lontano dal controllo visibile.
La validazione del touch dovrebbe includere:
Precisione delle coordinate sull'intera area attiva
Comportamento sui bordi e sugli angoli
Mappatura corretta dopo la rotazione del display
Funzionamento con il vetro di copertura finale e lo stack di incollaggio
Comportamento del touch durante il sonno e il risveglio del display
Esposizione al rumore elettrico proveniente da alimentatore, retroilluminazione, motore o altre apparecchiature
Riconoscimento da parte del sistema operativo e dell'applicazione finali
Un'immagine del display che funziona correttamente non dimostra che il sistema touch sia integrato correttamente.
Definire i requisiti di luminosità e retroilluminazione in base all'ambiente
La luminosità dovrebbe essere selezionata per l'ambiente di visione previsto piuttosto che massimizzata senza una revisione del sistema. Il requisito appropriato dipende dalla luce ambientale, dal materiale di copertura, dall'angolo di visione, dalla distanza dell'utente, dal design dell'involucro, dal budget di alimentazione e dalle condizioni termiche.
La retroilluminazione deve inoltre essere abbinata elettricamente. Confermare i requisiti di ingresso, la configurazione dei LED, il controllo della corrente, la logica di abilitazione, il metodo di dimming e eventuali vincoli termici. Una scheda controller che supporta una configurazione di retroilluminazione potrebbe non supportarne un'altra senza modifiche al circuito.
Valutare l'assemblaggio completo alla luminosità prevista. Il vetro di copertura, i bordi stampati, il materiale di incollaggio, i trattamenti superficiali e l'apertura dell'involucro possono influenzare l'aspetto del prodotto finito.
Revisionare l'integrazione meccanica e il percorso del FPC
Un display a barra può adattarsi all'apertura frontale ma entrare comunque in conflitto con la struttura interna. Il telaio posteriore, l'area del driver, l'FPC, il connettore, la coda touch, i componenti della retroilluminazione o il raggio di curvatura del cavo possono occupare spazio necessario per il PCB principale o per i supporti dell'involucro.
La revisione meccanica dovrebbe coprire:
Elemento Meccanico
Domanda di Revisione
Contorno del modulo
L'assemblaggio completo si adatta con tolleranze di produzione realistiche?
Allineamento dell'area attiva
L'immagine visibile è centrata correttamente all'interno dell'apertura della cornice?
Uscita FPC
Il cavo riesce a raggiungere il connettore senza piegarsi su un componente o su un bordo tagliente?
Accesso ai connettori
Il connettore può essere aperto, chiuso, ispezionato e sottoposto a manutenzione durante l'assemblaggio?
Supporto e adesivo
Le forze vengono applicate su aree strutturali approvate piuttosto che sul vetro attivo?
Vetro di copertura
Il profilo, il bordo, l'apertura, l'area adesiva e lo stack touch corrispondono all'involucro?
Spazio termico
Il display è isolato da fonti di calore locali e da stress meccanici involontari?
Esaminare il disegno del display e il CAD dell'involucro insieme prima di finalizzare gli stampi. Spostare un connettore o modificare l'alloggiamento dopo la campionatura potrebbe creare una riprogettazione più ampia rispetto alla scelta di un modulo meglio abbinato in fase iniziale.
Scegliere tra pilotaggio diretto del pannello e scheda di controllo
Architettura
Quando è Appropriato
Ambito principale di validazione
MCU o processore pilota direttamente l'LCD
L'host espone l'interfaccia richiesta e può generare la temporizzazione nativa
Pinout, temporizzazione, framebuffer, driver, inizializzazione, retroilluminazione, touch e routing PCB
Scheda di elaborazione integrata pilota l'LCD
Il prodotto necessita di un processore applicativo, sistema operativo, rete o controllo periferiche
Implementazione dell'interfaccia a livello di scheda, BSP, driver del pannello, touch, carico applicativo, alimentazione e meccanica
Scheda bridge video o scheda controller LCD
L'uscita della sorgente e l'interfaccia del pannello differiscono
Modalità di ingresso, temporizzazione di uscita, scaling, rotazione, firmware, alimentazione del pannello, retroilluminazione e percorso touch
Assemblaggio in stile monitor esterno
Il progetto beneficia di assemblaggi separati per display e host
Cavi, fissaggio, identificazione video, percorso di ritorno touch, alimentazione, montaggio e comportamento all'avvio
L'elenco componenti più breve non è sempre l'architettura a minor rischio. Un'interfaccia diretta può ridurre l'hardware, ma richiede un controllo stretto del driver del pannello e della progettazione della scheda. Una soluzione con scheda controller può semplificare la connessione host solo quando la scheda è confermata per il pannello effettivo e la modalità di ingresso.
Utilizzare le piattaforme LCD a barra esistenti come punto di partenza
La gamma di prodotti pubblici di RJY Display offre diversi punti di partenza per la revisione tecnica:
Valutazione per layout HMI embedded di dimensioni maggiori dopo la conferma delle specifiche correnti
Questi collegamenti sono punti di partenza per l'esplorazione del prodotto, non approvazioni di compatibilità. Richiedere l'ultima scheda tecnica, il disegno meccanico, la definizione dei pin, la tabella dei tempi, le informazioni sul driver, le specifiche touch e i requisiti di retroilluminazione prima di selezionare un campione.
Cosa può essere personalizzato attorno a un LCD a barra esistente?
Quando la piattaforma LCD principale è adatta, un progetto può valutare modifiche attorno al modulo esistente. L'ambito pratico può includere vetro di copertura, integrazione touch, retroilluminazione, FPC, coordinamento connettori o interfacce, scheda controller, configurazione firmware e struttura meccanica.
Ciò non deve essere interpretato come la capacità di creare qualsiasi dimensione arbitraria di display a barra o matrice di pixel da zero. La fattibilità dipende dalla piattaforma LCD disponibile, dalla modifica proposta, dalla revisione tecnica e dai requisiti del progetto.
Risoluzione nativa, temporizzazione, orientamento, colore, pattern a schermo intero, avvio, sospensione e riattivazione
UI
Flusso di lavoro normale, allarmi, testo lungo, localizzazione, animazioni, schermate di errore e stati di avvio
Toccare
Coordinate, rotazione, bordi, vetro di copertura, esposizione al rumore, gesti e comportamento di riattivazione
Interfaccia
Configurazione del segnale, cavo o FPC, ritenzione del connettore, firmware e riavvio ripetuto
Retroilluminazione
Abilitazione, dimming, intervallo di luminosità utilizzato dal prodotto, comportamento di alimentazione e temperatura
Assemblaggio meccanico
Allineamento, supporto, instradamento FPC, accesso al connettore, adattamento del vetro di copertura e tolleranze dell'involucro
Funzionamento del sistema
Limiti di tensione, interruzione dell'alimentazione, guasto dell'applicazione, carico periferico e utilizzo prolungato
La configurazione di produzione approvata deve identificare il modello LCD, il controller touch, la revisione della scheda, il firmware o BSP, il cavo, il circuito di retroilluminazione, la versione dell'applicazione, il vetro di copertura e l'involucro. Una modifica a uno qualsiasi di questi elementi può richiedere una riqualificazione parziale.
Cosa inviare per una revisione della selezione dell'LCD a barra
Una richiesta tecnica utile dovrebbe includere:
Prodotto target e ambiente applicativo
Larghezza, altezza e spessore massimi del modulo
Area visibile richiesta e orientamento dello schermo
Risoluzione preferita o grafica UI rappresentativa
Processore host, scheda di controllo, MCU o sorgente video
Interfacce display disponibili e modalità di uscita
Requisiti di touch e vetro di copertura
Luminosità e condizioni di visualizzazione
Direzione FPC, posizione del connettore e disegno dell'involucro
Requisiti di sistema operativo, driver e firmware
Quantità di prototipi, domanda annuale prevista e fase del progetto
Scheda tecnica del pannello esistente o modello di riferimento, in caso di sostituzione di un altro display
Richiedere una revisione della compatibilità dell'LCD a barra
RJY Display può valutare una piattaforma LCD a barra esistente rispetto ai requisiti di area attiva, risoluzione, interfaccia, touch, retroilluminazione, FPC, scheda controller, firmware, vetro di copertura e meccanica.
Un display LCD a barra è un modulo TFT LCD con un'area attiva allungata e una matrice di pixel. Può anche essere descritto come display di tipo barra, a striscia, allungato o ultra-wide, ma questi nomi non definiscono un'interfaccia standard, il timing, il connettore o il profilo meccanico.
La dimensione diagonale è sufficiente per scegliere un LCD a barra?
No. Confrontare l'area attiva, l'area visibile, il contorno del modulo, la risoluzione, il rapporto d'aspetto, lo spessore, la posizione della FPC, il connettore, la struttura touch e gli spazi del contenitore. Display con dimensioni diagonali simili possono avere proporzioni fisiche sostanzialmente diverse.
Una sorgente HDMI standard può pilotare un display LCD a barra?
Solo tramite una configurazione confermata di display o scheda controller. La modalità della sorgente HDMI, l'interfaccia del pannello, il timing nativo, lo scaling, la rotazione, il firmware, l'alimentazione, la retroilluminazione e il percorso touch devono essere tutti verificati per il pannello effettivo.
Quale interfaccia è migliore per un LCD a barra?
Non esiste un'unica interfaccia migliore. SPI, RGB, MIPI DSI, LVDS e percorsi con scheda controller si adattano a diversi processori, risoluzioni, requisiti di aggiornamento, disposizioni dei cavi e piattaforme software. Scegliere l'interfaccia supportata sia dall'implementazione host effettiva sia dal pannello selezionato.
Un display LCD a barra può includere il touch capacitivo?
Sì, quando è disponibile una configurazione touch adatta per il modulo selezionato. L'area attiva del touch, il vetro di copertura, il controller, la FPC, l'interfaccia host, il driver, la mappatura delle coordinate, la rotazione e l'ambiente operativo devono essere valutati separatamente dall'interfaccia video del display.
Quali informazioni sono necessarie per un preventivo di un LCD a barra?
Fornire l'applicazione, l'ingombro meccanico massimo, l'area visibile, la risoluzione o la grafica UI, la scheda host, l'interfaccia, i requisiti di touch e vetro di copertura, luminosità e ambiente, vincoli della FPC, esigenze firmware, quantità per prototipo, domanda annuale prevista e disegni o datasheet disponibili.
Condividi le dimensioni del display, la risoluzione, l'interfaccia, la luminosità, i requisiti tattili, i requisiti della scheda controller e l'ambiente applicativo.