Zaawansowane kontrolery i biblioteki oprogramowania
Nowoczesny interfejs użytkownika opiera się dzisiaj na kolorowej grafice, coraz częściej zawierającej nie tylko elementy statyczne, ale animacje, a także treść dopasowującą się do kontekstu realizowanego zadania (tzw. responsywność). Jednocześnie dla programistów systemów embedded obsługa wyświetlacza graficznego jest bardziej skomplikowana, gdyż w większości przypadków wymaga tworzenia treści jako map bitowych, a więc poprzez zapalanie i gaszenie pojedynczych pikseli.
Tworzenie grafiki, rysowanie elementów interfejsu, takich jak przyciski, okienka, a także pisanie tekstu w trybie graficznym wymaga posiadania oprogramowania pozwalającego na rastrowanie takich elementów, wykreślanie figur i dokonywanie podstawowych operacji jak na przykład wypełnianie obszaru kolorem.
Do tego wykorzystuje się biblioteki graficzne, czyli zestawy gotowych procedur realizujących takie operacje, zawierające niezbędne kroje czcionek i pozwalające na parametryzację działania pod dany model wyświetlacza.
Szacunkowa sprzedaż osiągana przez dostawców |
Tworzenie grafiki "na piechotę", a więc bez oprogramowania narzędziowego, nie jest ani łatwe, ani przyjemna, a poza tym nie ma na taką "zabawę" czasu. W obszarze wyświetlaczy rozwój technologii jest szybki a liczba nowych produktów, wersji kontrolerów i opcji wymagających uwagi ze strony projektantów jest bardzo duża.
Standardowa biblioteka procedur pozwala opanować tę zmienność i przestać się skupiać na szczegółach. Oznacza to, że dostępność oprogramowania wspierającego tworzenie grafiki, nowoczesnego GUI i generalnie ułatwiającego komunikację z użytkownikiem staje się jednym z bardziej istotnych zagadnień i narzędziem wspierającym sprzedaż.
Znaczenie biznesowe wyświetlaczy dla firmy |
W tym obszarze rynku sporo się dzieje. Są wyświetlacze z wbudowanym zaawansowanym kontrolerem pozwalającym na obsługę grafiki za pomocą poleceń wysokiego poziomu, a w praktyce komend jak z języka Basic. Taki kontroler jest w praktyce małym komputerkiem z pamięcią, interfejsem komunikacyjnym i oprogramowaniem firmware, ale w praktyce pozwala on na banalną implementację większości niezbędnych grafik. Inne podejście bazuje na specjalizowanym oprogramowaniu, które obsługuje popularne jednostki wyświetlaczy i zawiera nie tylko gotowe procedury do ich obsługi, ale także szablony i zestawy przykładów pozwalające na ich modyfikację i przeróbki.
Oprogramowanie do obsługi wyświetlaczy dostarczają też producenci mikrokontrolerów, którzy w ramach wsparcia technicznego tworzą zestawy projektowe lub rozwiązania w miarę standardowe z przykładowymi jednostkami wyświetlającymi, a biblioteki oprogramowania stanowią u nich część składową środowiska IDE.
Andrzej Kałowymenadżer produktu w firmie Elhurt
Coraz więcej nowo projektowanych aplikacji zawiera wyświetlacz, a najpopularniejszym rozwiązaniem są obecnie kolorowe wyświetlacze LCD z panelem dotykowym. Konstruktorzy coraz częściej wybierają też dotykowe panele pojemnościowe i interesują się technologią OLED, która przez ciągły, powolny spadek cen staje się coraz bardziej popularna, szczególnie w aplikacjach, gdzie ważny jest aspekt wizualny. Wyświetlacze tego typu poprzez większy kontrast, lepsze odwzorowanie barw oraz szersze kąty widzenia wyglądają zdecydowanie korzystniej niż standardowe LCD. Ponadto warto zwrócić uwagę na wersje transparentne oraz elastyczne wyświetlacze OLED, które nie są jeszcze popularne, ale dają wiele nowych możliwości aplikacyjnych.
Czynników jest wiele, jednak najważniejszym jest szeroka oferta. Wymagania stawiane wyświetlaczom są różnorodne, a produkt musi spełnić oczekiwania klientów. Dla dystrybutora posiadanie kompleksowej gamy produktów zawierającej wiele różnorodnych jednostek, niekiedy różniących się tylko drobnymi detalami, jest podstawą. Klienci cenią sobie również wsparcie przy doborze odpowiedniego wyświetlacza. |
Zbliża się kres modułów znakowych
Znakowe moduły wyświetlaczy LCD z kontrolerem zawierające od jednej do czterech linii po kilkanaście znaków są znane chyba wszystkim. Z pewnością elementy te zapisały się pozytywnie w ostatnich kilkunastu latach w rozwoju branży elektronicznej, zapewniając prostotę obsługi i niezłe parametry. Ich ekspansja na rynku jest wymownym dowodem, jak ważna dla projektantów systemów elektronicznych jest łatwość korzystania z jednostek wyświetlających.
Aktualna koniunktura na rynku wyświetlaczy |
Niemniej trudno nie zauważyć, że słabo przystają już one do wymagań współczesnej elektroniki. Im bardziej specjalistyczny sprzęt, a ilość informacji, którą trzeba przekazać użytkownikowi jest mniejsza, im znaczenie jakości komunikacji staje się bardziej pomijalne, tym większa możliwość aplikacyjna dla tych jednostek. Warto zauważyć, że wyświetlacze tego typu są tanie, produkowane przez wiele firm, a więc łatwe do kupienia.
Ich parametry też są często poprawiane, a ich wytwórcy nieustannie eksperymentują z kolorem podświetlenia, kontrastem i czytelnością treści po to, aby nie była to konstrukcja zamknięta. Nowe opracowania dają szansę na odmłodzenie starszych urządzeń, ale fakty są nieubłagane - rynek rozwija się w innym kierunku i elementy te są wypierane z rynku przez nowsze technologie.
Sławomir Walickimenadżer produktu w firmie Masters
Z nowości warto podkreślić nowe rozwiązania wyświetlaczy kolorowych z matrycą TFT MVA, które są dostępne już dla małych przekątnych, poniżej 5 cali, o szerokim zakresie temperatur pracy, a także o niestandardowych wymiarach. Tego typu rozwiązania popularyzują się dzięki potrzebom rynku motoryzacyjnego. Wśród naszych dostawców zauważamy również rozpowszechnienie interfejsu MIPI oraz serie wyświetlaczy o różnej przekątnej kompatybilnych ze sobą, dodatkowo wyposażonych w konwerter umożliwiający sterowanie poprzez interfejsy LVDS, HDMI. Rynkowym trendem numer jeden jest popularyzacja aplikacji GUI, czyli graficznego interfejsu użytkownika, co przekłada się na popyt na rozwiązania z panelami dotykowymi. Inny istotny kierunek to rozwiązania typu "low power", czyli zastosowanie wyświetlacza w aplikacjach bateryjnych. W tym przypadku stosowane są wyświetlacze cechujące się niskim poborem prądu, takie jak wyświetlacze segmentowe LCD, OLED oraz e-paper.
Oczywiście jednym z kluczowych kryteriów jest konkurencyjna cena, dobra dostępność oraz długa żywotność oferowanego produktu. Ale to nie wszystko. Na etapie projektu urządzenia konstruktor oczekuje solidnego wsparcia w doborze optymalnego wyświetlacza zgodnie z wymaganiami, narzędzi oraz informacji pozwalających na bezproblemową aplikację w projekcie. Stąd konieczność dostępności próbek, narzędzi deweloperskich oraz pełnej dokumentacji. Jako doświadczony dystrybutor, Masters oprócz wyżej wymienionych cech, wychodzi naprzeciw klientom, oferując kompleksowe rozwiązania integrujące wyświetlacz z pozostałymi elementami projektu poprzez oferowanie mikrokontrolerów wyposażonych w odpowiednie peryferie, takie jak sterownik wyświetlacza TFT, LCD (np. STM32F4x9), specjalizowane oprogramowanie służące do projektowania GUI (np. TouchGFX), układy zasilające oraz złącza. |
Pobór mocy staje się ważny
Niski pobór mocy nie dotyczy jedynie elektroniki mobilnej, a więc aplikacji zasilanych z baterii. Takie same oczekiwania mają użytkownicy urządzeń stacjonarnych i zasilanych z sieci, gdyż energia elektryczna jest coraz droższa, a dodatkowo wymagania norm zmuszają do zapewnienia wysokiej sprawności energetycznej.
Wyświetlacz graficzny o dużej przekątnej niestety jest komponentem, który pobiera stosunkowo dużą moc. W przypadku jednostek LCD jest ona zużywana na podświetlenie, zasilanie kontrolera i panelu dotykowego. Duże rozdzielczości i kolorowa grafika wymagają też mocy obliczeniowej ze strony mikrokontrolera, co także wpływa na bilans energetyczny aplikacji.
Typy wyświetlaczy zapewniające największe dochody |
Chęć zapewnienia niskiego poboru mocy kieruje uwagę konstruktorów w stronę wyświetlaczy w innych technologiach, a więc na OLED-y i e-papery, gdzie nie ma podświetlenia, a więc tego najbardziej energochłonnego czynnika. W przypadku e-paperu bilans energetyczny jest jeszcze bardziej korzystny, bo statyczny obraz nie wymaga zasilania, odświeżania ani nawet nadzoru ze strony mikrokontrolera.
Trzeba też dostrzec, że chęć zapewnienia dobrego bilansu energetycznego cały czas utrzymuje spore zapotrzebowanie na znakowe wyświetlacze panelowe LCD. Są to płytki szklane z ciekłym kryształem, bez kontrolera i wyświetlające z góry ustalone znaki takie jak cyfry lub symbole. Panelowe wyświetlacze znakowe LCD pobierają znikomą moc, zapewniają dobry kontrast i czytelność w oświetleniu słonecznym, przez co mogą być aplikowane w sprzęcie profesjonalnym.
Typy wyświetlaczy, których sprzedaż rozwija się najszybciej |
Trochę gorzej jest z zakresem temperatur pracy, bo w ujemnych temperaturach stają się bardzo wolne, ale tę wadę daje się pokonać niewielkim kosztem. Wiele mikrokontrolerów zawiera kontroler takiego wyświetlacza segmentowego, więc aplikacja jest nieskomplikowana. Producenci tych elementów chętnie podejmują się wykonania wersji o indywidualnym charakterze, co pozwala nie tylko uatrakcyjnić produkt, ale też w pewien sposób chronić go przed kopiowaniem.
Innymi słowy, trend energooszczędności powoduje wzrost zainteresowania klientów technologiami innymi niż TFT LCD, co należy uznać za zjawisko pozytywne. Jest to także czynnik sprawczy tego, że rozwiązania takie jak wyświetlacze próżniowe VFD wypadają na margines.
Główne czynniki odpowiedzialne za sukces w sprzedaży |
One nie tylko pobierają dużą moc wymaganą do podgrzewania katody, ale także wymagają wyższych napięć zasilających, a więc z reguły niezbędne jest dodanie dodatkowej przetwornicy. VFD stają się tym, czym są dzisiaj cyfrowe wyświetlacze Nixie - ładnym symbolem technologii, które zmieniły elektronikę w pozytywnym sensie i dzisiaj mogą odejść na zasłużoną emeryturę.