Wyświetlacze LCD do pracy w trudnych warunkach środowiskowych

Rys. 1. Seria modułów LCD InfoVue High/Low Temp firmy Lumex

W ofertach producentów znaleźć można jednostki wyświetlające dostosowane do pracy w temperaturach z przedziału -40...+80°C, a nawet +85°C, ale nie ma ich imponująco wiele. Znacznie więcej jest wyświetlaczy o zakresie temperaturowym rozszerzonym, czyli od -20°C do +70°C, który nierzadko okazuje się wystarczający.

Z pewnością szerszy zakres temperaturowy jest wyraźnym, czytelnym i najważniejszym wyróżnikiem takich specjalnych wersji, niemniej z pewnością nie jest to jedyne kryterium aplikacyjne w zastosowaniach specjalnych. Liczy się też duża odporność na promieniowanie UV, wilgoć i wibracje. Kolejne kryteria selekcji definiują parametry wyświetlanego obrazu, to jasność, kontrast lub szybkość odświeżania treści, pobór mocy oraz oczywiście koszt.

Inne kryteria dotyczą technologii wyświetlania, koloru, formatu obrazu oraz dla wersji LCD także typu i koloru podświetlenia. Wybór konstruktora dotyczy wersji TN, STN lub coraz popularniejszych wyświetlaczy FSTN, które zapewniają wysoki kontrast i szeroki kąt obserwacji, ale oczywiście za większą kwotę. Z kolei klasyczny TN (twisted nematic) ma dobre parametry związane z odświeżaniem treści i jest najtańszy.

Dalsze parametry dotyczą metody wyświetlania, wersja reflective nie wymaga podświetlenia, gdyż w tym przypadku wykorzystywane jest odbite światło otoczenia. Wersje transmissive (przepuszczalne) wymagają podświetlania za pomocą diod LED lub folii elektroluminescencyjnych i są lepsze, gdy treść musi być czytelna w dzień i w nocy. Ostatnie różnice dotyczą wersji pozytywowych i negatywowych (jasne znaki na ciemnym tle) oraz koloru znaku i podświetlenia.

Przykładowe rozwiązania

Rys. 2. Przykładowy wyświetlacz OLED firmy Newhaven Display NHD-0216KZW-AY5 o organizacji 16 znaków i 2 wierszy pracuje w zakresie temperatur od -40°C do +80°C

Przykładem jednostki wyświetlającej może być seria InfoVue High/Low Temp firmy Lumex (np. LCR-U02002DSFWH), przeznaczona do pracy w ekstremalnie wysokich lub niskich temperaturach z zakresu -40...+85°C, zapewniając wysokie walory jakościowe obrazu i niski pobór mocy. Konstrukcja bazuje na specjalnym typie ciekłego kryształu, który zdaniem producenta umożliwia osiągnięcie o 80% mniejszego poboru mocy i 50% mniejszej ceny niż dla równoważnych rozwiązań wyświetlaczy próżniowych VFD, które do niedawna niepodzielnie królowały w tym obszarze aplikacyjnym rynku.

Wyświetlacze InfoVue High/Low LCD pracują w trybie znakowym, wyświetlając 16×2, 20×2 lub 20×4 znaków. Są też wersje mogące wyświetlać grafikę monochromatyczną z różnymi kolorami podświetlenia, zapewniające widoczność w oświetleniu dziennym o rozdzielczości 128×64 pikseli lub 240×128 pikseli. Dla większych zamówień istnieje możliwość wykonania wersji o indywidualnych właściwościach.

Wersje o szerokim zakresie temperaturowym wytwarzają także firmy Newhaven Display International i Electronic Assembly, tym razem w technologii OLED. Mają one większą jasność i lepszy kontrast w porównaniu do LCD i pracują w zakresie temperatur od -40°C do +80°C. Znacznie lepszy jest też czas reakcji na zmianę wyświetlanej treści, tylko 10 µs, szersze kąty obserwacji - rzędu 160° i niższy pobór mocy, co wynika głównie z braku konieczności podświetlania.

Wyświetlacze OLED są też typowo cieńsze od równoważnych rozwiązań LCD. Wyświetlacze firmy Newhaven dostępne są w kilku standardowych rozmiarach, w tym 16×2 i 20×2, jako bezpośrednie zamienniki modułowych wyświetlaczy LCD i VFD. Ich kontrast wynosi aż 2000:1 i obsługują interfejs szeregowy oraz równoległy.

W zakresie rozwiązań OLED firmy Electronic Assembly dostępne są wyświetlacze w kolorze żółtym EA W082-XLG (2×8), EA W162-X3LG (2×16), EA W162-X3LW (2×16), EA W162-X9LG (2×16), EA W162-XBLG (2×16) i EA W162-XBLW (2×16).

Na koniec warto wspomnieć o wyświetlaczach znakowych LCD bez kontrolera (w formie płytki szklanej). Takie elementy też są dostępne na rozszerzony zakres temperaturowy. Przykładem mogą tu być modele VI-508 i VIM-828 firmy Varitronix. Są to 7-segmentowe LCD typu TN pracujące w zakresie -40...-30 do +80°C.

Temperatura pracy wyświetlaczy nie jest ujęta w żadnych standardowych ramach, nie zawsze też aplikacja wymaga odporności na mróz rzędu -40°C. Do takich "lżejszych" aplikacji producenci proponują wyświetlacze pracujące w zakresie od -20° do +70°C, jak NHD-0108-xZ firmy Newhaven, serie EA DOG i EA DIP modułowych LCD (STN lub FSTN) firmy Electronic Assembly.

Digi-Key Electronics
www.digikey.pl