In che modo 13 connessioni controllano un semplice LCD con 34 segmenti?


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All'interno delle mie bilance digitali trovo un LCD a 7 segmenti in grado di visualizzare "-88: 8,8" più 3 simboli che indicano Kg, Lb o St. Questo aggiunge fino a 34 singoli segmenti, supponendo che i due punti siano un singolo simbolo.

L'LCD è collegato tramite una di quelle strisce di gomma al circuito stampato, che ha 13 punti di contatto.

Non riesco a vedere alcun circuito sul display LCD.

Come funziona? La maggior parte degli LCD che ho visto prima sembra avere connessioni individuali a ciascun segmento.

C'è forse qualche sequenziamento di gruppi di segmenti in corso, in cui ogni gruppo ha un terreno separato?


Molti modi in cui posso immaginare, uno si basa su 6x6 = 36
PlasmaHH,

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@Plasm: Più probabilmente 4 x 9.
Olin Lathrop,

Come ottimizzazione, è possibile che una parte della punteggiatura sia sempre attiva.
Dewi Morgan,

I due LED dei due punti possono essere collegati insieme. Se un personaggio non mostra mai un 7, puoi collegare insieme i segmenti superiore e inferiore. Se un segmento misura solo 1 o nulla (ad es. In un orologio), puoi collegare i due segmenti per 1 insieme e omettere tutti gli altri. E così via: non abbastanza per indirizzare individualmente ogni segmento, ma forse abbastanza per ridurre il numero di connettori necessari per una matrice.
Dewi Morgan,

Risposte:


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Il materiale a cristalli liquidi, il composto all'interno di un LCD che reagisce alla stimolazione elettrica, ama avere una forma d'onda CA da attivare. Quindi un singolo pixel avrebbe due elettrodi trasparenti con questo materiale LC tra loro, pilotati da un'onda quadra a una frequenza abbastanza bassa. Se i due elettrodi ricevono la stessa forma d'onda, allora è inattivo e se vengono dati forme d'onda opposte, allora è attivo. Il fatto che un pixel "attivo" sia "visibile" o meno dipende dall'intera costruzione dell'LCD, inclusi polarizzatori, illuminazione, riflettori, ecc. Ai fini di questa discussione è irrilevante.

In genere un semplice display LCD avrà un elettrodo backplane e un elettrodo aggiuntivo per ciascun elemento / pixel del display. Quindi una versione semplice del tuo LCD richiederebbe 35 linee. Uno per l'elettrodo backplane e uno per ciascun elemento. Avresti una singola onda quadra che guida costantemente il backplane e guidi ogni elemento con la sua linea che usa il segnale backplane così com'è, o usa un inverter per dare a una forma d'onda l'esatto opposto del segnale backplane.

Un display più complesso potrebbe avere meno linee usando il multiplexing. Questo ha più backplane e una linea di segmento controlla un segmento per ciascun backplane.

Nel tuo caso, hai 34 elementi da controllare e 13 linee. È probabile che tu abbia 4 backplane e ogni linea di segmento controlla 4 elementi, dandoti fino a 36 possibili elementi con solo 13 linee.

Dato che puoi scegliere di farlo in questo modo, potresti chiedere perché qualcuno dovrebbe scegliere il display più semplice?

Ci sono due ragioni, la prima, meno importante, è che le forme d'onda diventano più complesse. Ricorda che il materiale LC vuole essere guidato da un segnale AC. Se i quattro backplane hanno segnali AC diversi su di essi, come si attiva un solo elemento su un backplane?

Questo viene fatto utilizzando forme d'onda alquanto complesse su ciascuno dei backplane e sui pin del segmento. Ad esempio, ecco come TI MSP430 guida un LCD da 4 mux simile a quello nell'esempio:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Questo è gestito da una periferica nel microcontrollore, che può farlo in modo molto efficiente.

Tuttavia, c'è un altro aspetto negativo piuttosto grande di questo metodo. Il contrasto è significativamente ridotto.

I segmenti che sono "inattivi" in un display multiplex, stanno effettivamente ricevendo una forma d'onda CA, ma non è sufficiente per attivare completamente il materiale LC. I segmenti "attivi" in tale display stanno ricevendo una forma d'onda che non li guida al 100% delle loro capacità:

inserisci qui la descrizione dell'immagine

In un display a 4 mux, puoi vedere che c'è poca differenza tra un elemento attivo e uno inattivo. Mentre l'LCD è stato progettato per questo uso e il materiale LC appositamente sviluppato per funzionare bene in questa situazione, noterai che tali display hanno un buon contrasto nella direzione in cui sono progettati per essere visualizzati, ma un contrasto molto scarso in quasi ogni altra angolazione.

Pertanto, mentre la riduzione dei circuiti può essere utile per alcuni dispositivi, la perdita risultante in contrasto potrebbe non essere accettabile per alcuni usi.

Infine, ciò rende molto difficile modificare tali apparecchiature per altri usi. Conosco un sacco di persone che cercano di leggere i valori dai display LCD per misuratori e strumenti di misurazione sono molto spesso delusi nel constatare che non è un compito semplice e la complessità dell'interpretazione di questi segnali è spesso uno sforzo eccessivo per il loro progetto.

Una bilancia per l'uomo ha molti vantaggi per questo tipo di display. Sono prodotti in grandi quantità, quindi una piccola riduzione del cablaggio fa un grande risparmio, il silicio che li esegue è comune quindi non è necessario un dispositivo personalizzato e l'angolo di visione è molto limitato durante l'uso effettivo. In effetti, una scarsa situazione di contrasto quando si guarda fuori dall'angolo potrebbe persino essere vista come una bella caratteristica per alcuni utenti.


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Potrebbe valere la pena ricordare che il multiplexing con più commons comporta una maggiore sensibilità alla temperatura di contrasto - meno un problema con un dispositivo interno che con qualcosa come un display automobilistico.
Spehro Pefhany,

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Prende i segnali giusti sia sul vetro superiore che su quello inferiore per "illuminare" un segmento (in realtà lo rende scuro, trasparente è il caso invisibile). Ciò consente agli LCD di essere disposti in qualche modo in una matrice. Un segmento si illumina solo quando entrambi i cavi sono guidati in un modo particolare. Gli altri cavi sono guidati in modo tale che nessun altro segmento sia illuminato.

Questi tipi di LCD a 7 segmenti sono generalmente suddivisi in un piccolo numero di "comuni" e in un numero maggiore di segmenti. Ogni singolo segmento è collegato a una linea comune e una linea di segmento che devono avere un segnale CA tra di loro affinché il segmento si illumini. Ad esempio, i tuoi 36 pixel possono essere guidati da 4 linee comuni e 9 segmenti.

Il driver LCD nel microcontrollore esegue automaticamente la sequenza producendo i segnali giusti su ciascun comune, quindi indirizzando i segmenti selezionati per quel comune, sul comune successivo, ecc. Gli LCD rispondono relativamente lentamente e questa scansione viene eseguita abbastanza velocemente da consentire un segmento non si "spegne" (in realtà diventa di nuovo trasparente) nel breve tempo tra l'attivazione di ogni scansione.

Cerca un foglio dati LCD e vedrai una mappa dei beni comuni e dei segmenti e quale combinazione è richiesta per attivare ciascun pixel. Assicurati di guardare un foglio dati LCD "a vetro nudo". Sfortunatamente, i complessi LCD completi con chip driver sono anche chiamati "LCD". Quelli che controlli inviando comandi al chip del driver, che quindi esegue il multiplexing.

Più beni comuni costringe forme d'onda più complicate, quindi il numero di beni comuni è generalmente limitato a circa 4 o 5. Ancora una volta, dai un'occhiata a una scheda tecnica in vetro nudo LCD. Può anche essere istruttivo guardare il capitolo della scheda tecnica per il driver LCD integrato in un microcontrollore. I PIC Microchip, ad esempio, tendono ad avere un "9" vicino alla fine del loro numero di parte se contengono un driver LCD, ma puoi anche cercarne uno con un driver LCD nella guida di selezione.

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