Între 2,4 şi 7 ţoli: ecrane TFT cu touch panel

5 APRILIE 2011

Ecranele color TFT au luat în stăpânire piaţa produselor de masă, un exemplu excelent fiind telefoanele celulare: chiar şi cele mai ieftine modele sunt prevăzute cu ecrane TFT (Thin Film Transistor), caracterizate printr-o calitate foarte bună a imaginii afişate şi o mare fidelitate a culorilor redate.
În acest articol vom prezenta gama de ecrane TFT cu diagonale între 2,4 şi 7 ţoli, produse de firma Palm Technology, a căror dotare standard o reprezintă panoul tactil rezistiv.


Caracterul general al utilizării ecra­nelor color LCD în aplicaţii de masă mult timp nu s-a reflectat în preţu­rile ecranelor oferite de distribuitori. Această disonanţă este în continuare vizibilă, un exemplu fiind, printre altele, imprimantele prevăzute cu ecrane TFT sau ramele electronice pentru fotografii – dispo­nibile, de obicei, la preţuri mai mici decât ecranele în sine. Din fericire pentru fabricanţi, această situaţie nefavo­rabilă suferă modificări graduale, iar exemple excelente ale acestui fapt am găsit în oferta comercială TME.

La alegere, pe culori
Ne vom concentra în articol asupra ecranelor LCD produse de firma taiwaneză Palm Technology, pe care le-am selecţionat din oferta bogată a distribuitorului având în vedere următoarele caracteristici ale acestora:
– preţul relativ redus,
– diagonalele mari,
– calitatea înaltă a matricelor,
– iluminare fundal LED practic de utilizat şi durabilă (20000 h),
– controlerele integrate, complete, populare în această clasă de dispozitive (nu există la ecranul cu diagonala 7’’).

Figura 1: Imagine conector ecran – PT0282432T-A401

Figura 2: Conector ZIF marca Omron care permite conectarea ecranului PT0282432T-A401

Toate ecranele prezentate în articol sunt prevăzute cu panouri tactile rezistive, cu 4 conductori, care permit crearea unor panouri intuitive, uşor de utilizat pentru beneficiar. Datorită utilizării iluminării de fundal LED şi a controlerelor montate pe plăci elastice cu circuite imprimate, modulele prezentate sunt caracterizate de o grosime mică (de la 3,6mm), fapt care permite mon­tarea acestora în aparat.
Magistralele de date, semnalele de comandă şi liniile de alimentare ale modulelor ecranelor sunt scoase în exterior pe conectori auriţi cu rastru dens (de până la circa 0,3 mm, figura 1), realizaţi sub formă de mici fâşii la baza plăcilor elastice de circuite imprimate. Având în vedere dimensiunile mici ale punctelor de contact şi dispunerea densă a acestora, producătorul recomandă utilizarea pe plăcile de circuite imprimate a conectorilor speciali ZIF (Zero Insertion Force, exemplu prezentat în figura 2), care previn riscul de deteriorare a contactelor delicate, garantând totodată calitatea înaltă şi durabilitatea conexiunii. Conectorii corespunzători sunt disponibili în ofertă (şi cu amănuntul) a firmei TME, astfel încât constructorii nu trebuie să piardă timp căutând elemente greu accesibile – mai ales în cazul în care au nevoie să cumpere o cantitate mai mică.

Trecerea în revistă a posibilităţilor
Cel mai mic dintre ecranele prezentate are diagonala matricei de 2,4 ţoli (tabel 1) şi a fost prevăzut cu un controler ILI9325 produs de Ilitek. Acest sistem poate comunica cu exteriorul cu ajutorul a patru interfeţe, dintre care, în modulul PT0242 432T-A502, a fost folosită doar o interfaţă paralelă de 16 biţi, con­formă cu magistrala i80. Controlerul a fost echipat mecanisme de bază de asistenţă a iluminării imaginilor color, printre care corecţia hardware gamma, posibilitatea de deplasare şi rotire a imaginii afişate; în sistem au fost integrate şi convertoarele de sarcină necesare, astfel încât, pentru alimentarea modulului, este sufici­entă o singură tensiune cu valoarea recomandată de 2,8VDC. Dată fiind suprafaţa mică a ecranului, pentru iluminarea de fundal sunt utilizate 4 lămpi albe LED, care consumă în total 60 mA.

Controlerele utilizate în ecranele prezentate în articol sunt operate prin proceduri GUI elaborate, printre altele, de firmele: Ramtex ( www.ramtex.dk) şi IBIS Solutions ( www.easyGUI.com). Utilizarea unor soluţii de-a gata face mai uşoară folosirea ecranelor color LCD prevăzute cu controlere avansate, a căror operare poate prezenta dificultăţi pentru începători.

Panourile tactile rezistive cu 4 conductori, utilizate în modulele prezentate în articol, permit determinarea cu precizie a poziţiei degetului prin măsurarea diferenţială a rezistenţei, aici fiind utile convertoarele A/C specializate, de exemplu ADS7846 produs de Texas Instruments sau noua soluţie de la Microchip: convertoarele din seria AR1000.

Rezistenţele panoului tactil pe axele X şi Y sunt (respectiv) între 180 şi 510 Ohm şi între 160 şi 590 Ohm. Configuraţia “rezistoarelor” potenţiometrice ale panoului tactil sunt indicate în figura 3, iar structura unui touch panel tip – în figura 4. Protecţiile la supratensiune sunt opţionale, ele trebuie adăugate individual.

Figura 3: Configuraţia “rezistoarelor” în panoul tactil cu 4 conductori

În modulele cu diagonalele ecranului de 2,8 şi 3,2’’ sunt utilizate controlere gemene produse de Himax, marcate prin simbolul HX8347. Aceste circuite oferă asistenţă hardware pentru afişarea imaginilor color, inclusiv corecţie gamma cu utilizarea a patru tabele de corecţie predefinite. În modulele ecranelor livrate de Palm Technology, controlerele au fost configurate astfel încât să comunice cu exteriorul cu ajutorul unei magistrale de date de 18 biţi, iar semnalele de comandă sunt conforme cu standardul i80. Magistrala de date poate fi programată să funcţioneze în câteva alte moduri în paralele, tot de 8 biţi, fapt care facilitează utilizarea modulului în aplicaţiile în care nu este necesară asigurarea un refresh rapid al imaginii. În modulul PT0322432T-A601 sunt utilizate 5 lămpi albe LED, fapt care a determinat creşterea intensităţii curentului consumat de iluminarea de fundal la 100mA. Modificarea dimensiunilor panourilor tactile în ambele ecrane a determinat modificarea domeniilor rezistenţelor nominale ale acestora, care sunt, pe axele X/Y: 190…490 Ohm /150…580 Ohm (PT0282432T-A401) şi 260…520 Ohm /590…960 Ohm (PT0322432T-A601). Valoarea recomandată a tensiunii de alimentare a controlerului HX8347 este de 2,8VDC, iar în varianta cu sufixul “–A” poate funcţiona alimentat la o tensiune cu valoarea de până la 1,65VDC, fapt care îl predestinează pentru aplicaţiile mobile.
În modulele PT0434827T-A401 (format panoramic WQVGA, utilizat în general, printre altele, în sistemele de navigare) sunt utilizate controlerele moderne HX8257 (puse pe piaţă în mai 2008), care permit afişarea imaginilor în 16 milioane de culoari, obţinute cu ajutorul ditheringului hardware.

Figura 4: În matricele ecranelor LCD-TFT sunt utilizate tranzistoare cu strat subţire amplasate în placa suport din sticlă, datorită cărora viteza de reacţie şi unghiul de rotaţie al cristalelor care creează “supapa” comandată pentru lumina care trece prin ecran sunt considerabil mai mari decât în cazul dispozitivelor cu polarizatoare pasive. Datorită acestei soluţii, calitatea imaginii obţinute pe ecranele TFT este mai bună decât în cazul dispozitivelor alternative.

Comunicarea controlerului cu exteriorul se realizează cu ajutorul unei interfeţe RGB digitale, cu linii independente de stingere a iluminării, de sincronizare a liniilor, cadrului şi cu timing al pixelilor.
Magistrala avansată de date permite modificări rapide ale imaginii afişate, fapt foarte important pentru un număr atât de mare al punctelor de afişat (480 × 272).
Rolul iluminării de fundal în modulul PT0434827T-A401 este îndeplinit de cele 12 lămpi albe LED, conectate în două secţiuni a câte 6 bucăţi (conectate între ele în serie). Consumul total de curent al iluminării de fundal este de 16mA. Valoarea tensiunii de alimentare a modulului, recomandată de producător, este de 3,3VDC, iar controlerul este destinat funcţionării la o tensiune de alimentare de la 1,8VDC. Dimensiunile mari ale ecranului fac ca rezistenţele panoului tactil pe axele X şi Y să fie de 600…1300 Ohm /100…800 Ohm.

Pentru cei exigenţi
Modulele ecranelor cu diagonalele de 5,7 şi 7’’ sunt prevăzute doar cu bu­ffere ale datelor afişate şi controlere ale pixelilor cu circuite de polarizare. Utilizarea acestora în aplicaţiile practice necesită folosirea unui controler suplimentar sau realizarea progra­mată a funcţiei acestuia cu ajutorul unui microcontroler cu o memorie RAM suficient de mare. Necesitatea utilizării unui circuit de comandă suplimentar determină un anumit disconfort, însă, în cazul unor aplicaţii mai solicitante, oferă constructorilor posibilitatea de implementare a unor proceduri de operare proprii, mai bine adaptate cerinţelor curente.

Rezumat
Modulele LCD-TFT marca Palm Technology prezentate în acest articol sunt, în prezent, o excepţie demnă de laudă în oferta de distribuţie na­ţională, fiind caracterizate de parametri optici şi electrici excelenţi, de o bună dotare şi uşurinţă de utilizare. În plus, sunt disponibile (alături de accesoriile necesare reprezentate de conectorii ZIF) în cantităţi pentru vânzare cu amănuntul, într-o ofertă comercială stabilă, şi nu – cum se întâmplă adesea – doar efemeră.
Într-unul dintre următoarele numere vom arăta modul de utilizare practică a ecranelor prezentate în articol, ceea ce va interesa, cu sigu­ranţă, un număr mare dintre cititorii noştri.

Andrzej Gawryluk

Distribuitorul ecranelor prezentate în articol este firma:

Transfer Multisort Elektronik s.r.l.

Str. B.P. Haşdeu nr. 8, Timişoara
Tel.: +40 356467401
Fax: +40 356467400
romania@tme.eu
www.tme.eu

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre