Пиксели и кристаллы: чем отличаются матрицы мониторов

Устройство


Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Конструктивно дисплей состоит из следующих элементов:

  • ЖК-матрицы (первоначально — плоский пакет стеклянных пластин, между слоями которого и располагаются жидкие кристаллы; в 2000-е годы начали применяться гибкие материалы на основе полимеров);
  • источников света для подсветки;
  • контактного жгута (проводов);
  • корпуса, чаще пластикового, с металлической рамкой для придания жёсткости.

Состав пикселя ЖК-матрицы:

  • два прозрачных электрода;
  • слой молекул, расположенный между электродами;
  • два поляризационных фильтра, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны.

Если бы жидких кристаллов между фильтрами не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (так как изменение прозрачности происходит при включении тока, вне зависимости от его полярности).

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки (в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения, это также стабилизирует свойства полученного изображения.

Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Устранение неисправностей

Типовые неисправности, с которыми пользователи ЖК-телевизоров обращаются в мастерские, касаются четырех основных элементов:

  • матриц;
  • блоков питания;
  • инверторов блока подсветки;
  • материнских плат.

Появление пятен на дисплеях (белого, тёмного, чёрного или светлого оттенков) может быть вызвано несколькими причинами.

  1. При покупке следует проверять изделие тщательным образом. Механические повреждения – удар или резкое нажатие – могут привести к образованию пятен на экране. При этом так называемые битые пиксели могут распространяться и дальше места дефекта. Имеющийся в мастерских особый инструментарий позволяет определять и исправлять неисправные пиксели.
  2. Проникновение воздуха и влаги внутрь экрана при неправильной перевозке устройства или его эксплуатации. К этому может привести неправильная транспортировка или уход за техникой.
  3. Высокие температуры способны негативно воздействовать на матрицу, приводя её к расслоению и появлению пятен.
  4. К затемнению части экрана, появлению затемнённой полосы обычно приводит выход из строя планок светодиодной подсветки. Поскольку светодиоды со временем теряют своё изначальное качество.
  5. Появление вертикальной полосы свидетельствует о неисправностях шлейфа матрицы. О её поломке говорят также появившиеся рябь, мерцания экрана, искажения. Ширина полосы может достигать нескольких сантиметров, а её цвет различен (чёрный, красный и т. п.).
  6. Индикатор горит красным (постоянно или моргает) – ошибка выбора режима или неверно подключены штекеры. Возможны неисправности в пульте управления – стоит заменить батарейки.
  7. Звук есть, а изображения нет – причин может быть множество, рекомендуем обратиться к мастеру.

Неисправности в силовом блоке нередко возникают из-за резких изменений сетевого напряжения. Рекомендуем применять стабилизатор напряжения. Иная симптоматика неисправных блоков питания:

  • не включается (не горит) экран;
  • индикатор работы или не горит, или мерцает;
  • устройство стартует нормально, но через некоторое время экран гаснет.

Проверять инверторы блоков подсветки следует, если при включении появился потускневший или пустой экран, изменилась цветность. Инверторы – общие источники проблем, которые могут возникать в процессе подсветки ЖК-дисплеев, поскольку они помогают её включать. Интегральными признаками отказа в работе инвертора являются:

  • темный экран;
  • «шумы» внизу экрана.

Материнская плата обеспечивает общую реакцию на управленческие команды, прием и передачу ТВ, установку специальных настроек и выполнение иных опций. Поэтому, если вы обнаружили:

  • помехи на дисплее;
  • замедленный отклик устройства на управленческие команды;
  • поломки входа/выхода;
  • трудности в настройках или иные сложности, то вполне возможно, что неисправен конвектор DC или имеет место сбой ПО устройства.

Неисправности, связанные с поломками в материнской плате, возникают нередко. Зачастую они исправимы, с небольшими расходами.

История

Жидкие кристаллы были открыты в 1888 году австрийским ботаником Ф. Рейнитцером, в 1927 году русским физиком В. К. Фредериксом был открыт переход Фредерикса, ныне широко используемый в жидкокристаллических дисплеях. В 1970-х годах компанией RCA был впервые представлен жидкокристаллический монохромный экран. Жидкокристаллические дисплеи начали использоваться в электронных часах, калькуляторах, измерительных приборах. Потом стали появляться матричные дисплеи, воспроизводящие чёрно-белое изображение. В 1987 году компания Sharp разработала первый цветной жидкокристаллический дисплей диагональю 3 дюйма.

Что лучше, LED или LCD?

Без сомнения, дисплеи LED считаются лучше классических ЖК-экранов практически во всем, кроме цены. Почему классических? Потому что LED — это разновидность технологии LCD, в которой подсветка реализована немного отлично от обычных ЖК дисплеев, но подробнее об этом можете узнать во второй части статьи. А пока, давайте по порядку.

Качество изображения

LED телевизоры имеют гораздо лучшие уровни черного и контрастность, чем их ЖК аналоги. Тоже касается и цветопередачи. Но это не значит, что LCD являются плохими по точности цветопередачи, просто в сравнении с LED они все же немного проигрывают.

Что касается угла обзора, то тут более или менее одинаково у обоих, так как угол обзора зависит от стекла, которое производитель вставил в экран. Чем лучше качество у стекла, тем лучше угол обзора.

Энергопотребление

Если расход электроэнергии для вас является важным фактором, то тут телевизор с LED-дисплеем является лучшим выбором, так как его потребляемая мощность ниже чем у ЖК-экранов приблизительно на 40%.

Размер

С точки зрения размера, LED телевизоры тоньше своих ЖК собратьев, пусть и не очень существенно. Тем не менее, если вы любите полегче и потоньше, то выбор очевиден.

Компьютерные игры

Планируете подключить к телевизору игровую приставку? В долгосрочной перспективе ЖК-экран выглядит как лучший выбор. Дело в том, что Head-Up Display (HUD), используемый в играх течение длительного времени, может создать призрачное изображение на экране. Такой эффект еще можно назвать «выжиганием».

Кто не знает, HUD – это статическое изображение в компьютерной игре, которое постоянно находится на одном и том же месте экрана на протяжении длительного времени. Например, это может быть время, прицел, карта, очки жизни или магии, в общем, тот элемент, который практически не меняется.

HUD

Так вот, «выжигание» на ЖК-дисплеях менее вероятно, чем на LED.

Долговечность

Считается, что LED-экраны более долговечны, чем ЖК. Пожалуй, я с этим тоже соглашусь и добавлю свой голос за LED-дисплей. Моему монитору уже 7 лет, и тьфу-тьфу, работает до сих пор как часы, при том, что включен он практически постоянно.

UPDATE: нашел в сети информацию, что ожидаемый срок службы LED дисплеев при использование в течение 8 часов в день – 30 лет. При таком же раскладе срок службы ЖК – 20 лет. Если немного раскинуть мозгами, то можно сказать гораздо проще – LED прослужит на 30% времени дольше ЖК-экрана.

Как вам такой МЕМ? Сам придумал, пол часа в Фотошопе его лепил.

Цена

Если, грубо говоря, у вас каждая копейка на счету, то тут выбор очевиден – ЖК. Устройства с LCD-дисплеями очень подешевели после появления на рынке LED.

Делаем выводы

Учитывая плюсы и минусы тех и других, становится очевидно, что LED телевизоры – это более продвинутая технология дисплеев чем LCD, имеющая немного лучше качество изображения, экономная по затратам электроэнергии и с более тонкой конструкцией корпуса, но, более дорогая.

ЖК телевизоры остаются в производстве, и более того, спрос на них очень хороший. Дело в том, что помимо демократичной цены, технология классических ЖК-экранов была в последние годы улучшена производителями, способ подсветки стал более совершенным, но при этом телевизоры остались на порядок дешевле чем LED.

Заметить разницу между LED и LCD сможет не каждый, вы уверены, что вы один из тех кто сможет? А если нет, тогда зачем платить больше? Сходите в большой магазин бытовой техники, там, как правило, выставлено много телевизоров и мониторов, показывая одновременно один и тот же контент. Посмотрите, попробуйте найти отличия между LED и LCD, ну и тогда все встанет на свои места.

Примеры работы для Espruino

В качестве примера подключим дисплей к управляющей плате Iskra JS.

Подключение к Iskra JS

Для коммуникации понадобится Breadboard Half и соединительные провода «папа-папа».

Вывод Обозначение Пин Iskra JS
1 GND GND
2 VCC 5V
3 VO GND
4 RS P11
5 R/W GND
6 E P12
7 DB0
8 DB1
9 DB2
10 DB3
11 DB4 P5
12 DB5 P4
13 DB6 P3
14 DB7 P2
15 VCC 5V
16 GND GND

Вывод текста

Для вывода программы приветствия, воспользуйтесь скриптом:

hello-amperka.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P11,P12,P5,P4,P3,P2);
// печатем первую строку
lcd.print("Hello world");
// устанавливаем курсор в колонку 0, строку 1
// на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(, 1);
// печатаем вторую строку
lcd.print("Do It Yourself");

Кирилица

Вывод кирилицы на дисплей с помощью платформы Iskra JS доступен через встроенную в дисплей таблицу знакогенератора.

Таблица знакогенератора

Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора, которые состоят из различных символов и букв.

Для вывода символа на дисплей необходимо передать его номер в шестнадцатеричной системе из таблицы знакогенератора.

Так букве соответствует код в шестнадцатеричной системе. Чтобы передать на экран строку «Яndex», необходимо в явном виде с помощью последовательности встроить в строку код символа:

lcd.print("\xB1ndex");

Вы можете смешивать в одной строке обычные символы и явные коды как угодно. Единственный нюанс в том, что после того, как компилятор в строке видит последовательность , он считывает за ним все символы, которые могут являться разрядами шестнадцатеричной системы даже если их больше двух. Из-за этого нельзя использовать символы из диапазона и следом за двузначным кодом символа, иначе на дисплее отобразится неправильная информация. Чтобы обойти этот момент, можно использовать тот факт, что две строки записанные рядом склеиваются.

Сравните две строки кода для вывода надписи «Яeee»:

lcd.print("\xB1eee"); // ошибка
lcd.print("\xB1"+"eee"); // правильно

Используя полученную информацию выведем на дисплей сообщение «Привет, Амперка!»:

hello-amperka-rus.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P11,P12,P5,P4,P3,P2);
// устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
// на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(5, );
// печатаем первую строку
lcd.print("\xA8"+"p"+"\xB8\xB3"+"e\xBF");
// устанавливаем курсор в колонку 3, строку 1
// на самом деле это вторая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(3, 1);
// печатаем вторую строку
lcd.print("o\xBF"+" A\xBC\xBE"+"ep\xBA\xB8");;

Переключение страниц знакогенератора

Дисплейный модуль хранит в памяти две страницы знакогенератора. По умолчанию установлена нулевая страница. Для переключения между страницами используйте методы:

// переключение с нулевой страницы на первую
command(0x101010);
// переключение с первой страницы на нулевую
command(0x101000);

Дисплей не может одновременно отображать символы разных страниц.

Рассмотрим пример, в котором одна и та же строка будет отображаться по-разному — в зависимости от выбранной страницы.

change-page.js
// создаём переменную для работы с дисплеем
// HD44780 — контроллер монохромных жидкокристаллических знакосинтезирующих дисплеев
var lcd = require("HD44780").connect(P11,P12,P5,P4,P3,P2);
// создаём переменную состояния
var state = false;
// устанавливаем курсор в колонку 5, строку 0
// на самом деле это первая строка, т.к. нумерация начинается с нуля
lcd.setCursor(5, );
// печатаем первую строку
lcd.print("\x9b\x9c\x9d\x9e\x9f");
 
setInterval(function() {
  // каждую секунду меняем переменую состояния
  state = !state;
  // вызываем функцию смены адреса страницы
  lcdChangePage();
}, 1000);
 
function lcdChangePage () {
  if (state) {
    // устанавливаем 0 станицу знакогенератора (стоит по умолчанию) 
    lcd.write(0b101000, 1);
  } else {
    // устанавливаем 1 станицу знакогенератора
    lcd.write(0b101010, 1);
  }
}

Полную таблицу символов с кодами можно найти в документации к экрану.

Библиотеки для работы с i2c LCD дисплеем

Для взаимодействие Arduino c LCD 1602 по шине I2C вам потребуются как минимум две библиотеки:

  • Библиотека Wire.h для работы с I2C уже имеется в стандартной программе Arduino IDE.
  • Библиотека LiquidCrystal_I2C.h, которая включает в себя большое разнообразие команд для управления монитором по шине I2C и позволяет сделать скетч проще и короче. Нужно дополнительно установить библиотеку После подключения дисплея нужно дополнительно установить библиотеку LiquidCrystal_I2C.h

После подключения к скетчу всех необходимых библиотек мы создаем объект и можем использовать все его функции. Для тестирования давайте загрузим следующий стандартный скетч из примера.

#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключение библиотеки
//#include <LiquidCrystal_PCF8574.h> // Подключение альтернативной библиотеки

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2); // Указываем I2C адрес (наиболее распространенное значение), а также параметры экрана (в случае LCD 1602 - 2 строки по 16 символов в каждой 
//LiquidCrystal_PCF8574 lcd(0x27); // Вариант для библиотеки PCF8574 

void setup()
{
  lcd.init();                      // Инициализация дисплея  
  lcd.backlight();                 // Подключение подсветки
  lcd.setCursor(0,0);              // Установка курсора в начало первой строки
  lcd.print("Hello");       // Набор текста на первой строке
  lcd.setCursor(0,1);              // Установка курсора в начало второй строки
  lcd.print("ArduinoMaster");       // Набор текста на второй строке
}
void loop()
{
}


Описание функций и методов библиотеки LiquidCrystal_I2C:

  • home() и clear() – первая функция позволяет вернуть курсор в начало экрана, вторая тоже, но при этом удаляет все, что было на мониторе до этого.
  • write(ch) – позволяет вывести одиночный символ ch на экран.
  • cursor() и noCursor() – показывает/скрывает курсор на экране.
  • blink() и noBlink() – курсор мигает/не мигает (если до этого было включено его отображение).
  • display() и noDisplay() – позволяет подключить/отключить дисплей.
  • scrollDisplayLeft() и scrollDisplayRight() – прокручивает экран на один знак влево/вправо.
  • autoscroll() и noAutoscroll() – позволяет включить/выключить режим автопрокручивания. В этом режиме каждый новый символ записывается в одном и том же месте, вытесняя ранее написанное на экране.
  • leftToRight() и rightToLeft() – Установка направление выводимого текста – слева направо или справа налево.
  • createChar(ch, bitmap) – создает символ с кодом ch (0 – 7), используя массив битовых масок bitmap для создания черных и белых точек.

Альтернативная библиотека для работы с i2c дисплеем

В некоторых случаях при использовании указанной библиотеки с устройствами, оснащенными контроллерами PCF8574 могут возникать ошибки. В этом случае в качестве альтернативы можно предложить библиотеку LiquidCrystal_PCF8574.h. Она расширяет LiquidCrystal_I2C, поэтому проблем с ее использованием быть не должно.

Скачать библиотеку можно на нашем сайте. Библиотека также встроена в  последние версии Arduino IDE.

Устройство ЖК-монитора[править]

Субпиксел цветного ЖК-дисплея

Показан верхний поляризационный фильтр, плоскость поляризации которого (как правило) перпендикулярна нижнему

Каждый пиксел ЖК-дисплея состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. В отсутствие жидких кристаллов свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокируется вторым.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны, поэтому молекулы в отсутствие напряжения выстраиваются в винтовую структуру. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается, и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света — ячейку можно считать прозрачной.
Если же к электродам приложено напряжение — молекулы стремятся выстроиться в направлении поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.
Если постоянное напряжение приложено в течении долгого времени — жидкокристаллическая структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток, или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки (непрозрачность структуры не зависит от полярности поля).
Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.
Проходящий через ячейки свет может быть естественным — отражённым от подложки(в ЖК-дисплеях без подсветки). Но чаще применяют искусственный источник света, кроме независимости от внешнего освещения это также стабилизирует свойства полученного изображения.
Таким образом полноценный ЖК-монитор состоит из электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Назначение ЖК-монитора[править]

Жидкокристаллический монитор предназначен для отображения графической информации с компьютера, TV-приёмника, цифрового фотоаппарата, электронного переводчика, калькулятора и пр.

Изображение формируется с помощью отдельных элементов, как правило, через систему развёртки. Простые приборы (электронные часы, телефоны, плееры, термометры и пр.) могут иметь монохромный или 2-5 цветный дисплей. Многоцветное изображение формируется с помощью RGB-триад.
На сегодняшний день () в большинстве настольных мониторов на основе TN- (и некоторых *VA) матриц, а также во всех дисплеях ноутбуков используются матрицы с 18-битным цветом(6 бит на канал), 24-битность эмулируется мерцанием с дизерингом.

Как работает жидкокристаллический телевизор

В LCD ТВ используются жидкие кристаллы, которые располагаются между прозрачными панелями с электродами. При действии на них электричества, которое проходит через электроды, молекулы данных кристаллов могут свободно изменять свое положение, пропуская сквозь себя свет. Благодаря такой технологии можно создать переключатель света, который будет работать от электричества, если кристаллы будут расположены за лампой подсветки.

От того, как будет проходить свет и плоскости его поляризации, на экране будут видны темные и светлые пиксели, которых довольно много в матрице телевизора. После того, как свет проникает сквозь кристаллы, он попадает  на световой фильтр, который состоит из субпикслей зеленого, красного и синего цвета. При этом для одного пикселя используется сразу три субпикселя. Их цвета являются основными и образуют другие оттенки, создающие цветную картинку на экране.

Super LCD или IPS LCD

Непрерывное активное развитие технологий в области производства высококачественных дисплеев стало причиной появления на свет нового типа матриц, которые получили название – super LCD. Такой тип экранов имеет весьма высокие показатели. Это более естественные цвета, хорошие углы обзора, высокая контрастность и четкость изображения. Все эти показатели существенно превосходят показатели первых IPS дисплеев.

Однако разработчики IPS матриц также не теряли времени, разрабатывая новые решения, позволяющие достичь более высоких показателей по всем характеристикам. Так, почти за 13 лет эволюции в свет вышло несколько улучшений IPS матриц:

  • Super IPS – для улучшения времени отклика;
  • AS-IPS (Advenced Auper IPS). Данная технология позволила повысить прозрачность самой матрицы, при этом улучшить контрастность и яркость;
  • Horisontal IPS–более натуральный белый цвет;
  • Professional IPS–повышение количества цветов до 1,07 млрд. Данная технология считается лучшей среди ЖК экранов. В это же время разработчики трудились над улучшением времени отклика, благодаря чему на свет появилась E-IPS матрица, с откликом равным 5 мс.

Общие сведения о языке FBD¶

FBD (Function Block Diagram) – это графический язык программирования высокого уровня, обеспечивающий управление потока данных всех типов. Позволяет использовать мощные алгоритмы простым вызовом функций и функциональных блоков. Удовлетворяет непрерывным динамическим процессам. Замечательно подходит для небольших приложений и удобен для реализации сложных вещей подобно ПИД регуляторам, массивам и т. д. Данный язык может использовать большую библиотеку блоков, описание которых приведено в приложении 2. FBD заимствует символику булевой алгебры и, так как булевы символы имеют входы и выходы, которые могут быть соединены между собой, FBD является более эффективным для представления структурной информации, чем язык релейно-контактных схем.

История

Жидкие кристаллы были открыты в 1888 году австрийским ботаником Ф. Рейнитцером, в 1927 году русским физиком В. К. Фредериксом был открыт переход Фредерикса, ныне широко используемый в жидкокристаллических дисплеях. В 1970-х годах компанией RCA был впервые представлен жидкокристаллический монохромный экран. Жидкокристаллические дисплеи начали использоваться в электронных часах, калькуляторах, измерительных приборах. Потом стали появляться матричные дисплеи, воспроизводящие чёрно-белое изображение. В 1987 году компания Sharp разработала первый цветной жидкокристаллический дисплей диагональю 3 дюйма.

Технология плазменных экранов

Плазменный ТВ также состоит из прозрачных панелей с электродами, между которыми располагаются микролампы, заполнение ионизирующим газом. Каждая из таких ламп-колбочек наполнена газом, который начинает излучать ультрафиолетовый свет, когда через него проходит электричество. Каждая из колбочек покрыта люминофором определенного цвета. Когда ультрафиолетовое  излучение проходит через люминофор, мы видим определенный свет. При этом каждый из пикселей состоит из 3 микроламп основного цвета, которые и позволяют при своем сочетании, создавать дополнительные оттенки и цвета. От уровня напряжения будет зависеть и яркость излучаемого свечения.

Обзор отзывов

Начиная примерно с 2007 г., ЖК-телевизоры являются наиболее продаваемым типом телеприёмников. Это подтверждается и практикой продаж, и многочисленными позитивными отзывами пользователей. ЖК-устройства, по мнению потребителей, дают, прежде всего, качественное изображение, возможность оптимального выбора по габаритам. Выпускаемые ныне ТВ-приёмники весьма надёжны, а развитая сервисная система довольно быстро и качественно ремонтирует устройства, поскольку замена и восстановление вышедших из строя элементов особого труда не представляет.

О том, как выбрать телевизор, смотрите в следующем видео.

Жидкокристаллический монитор принцип работы

Жидкокристаллические мониторы – довольно сильно отличаются от лучевых мониторов. В лучевом мониторе, как я уже упоминал в статье «Лучевые мониторы, их влияние на знение», находится так называемая ЭЛТ. В ней тысячи электродов как бы бомбардируют экран монитора слева на право, сверху вниз.

В результате человек получает определённую дозу облучения.

Жидкокристаллические мониторы имеют принцип другой.  Лучевой трубки там нет и в помине, там находится специальная пленочка с десятками тысяч специальных светодиодов, каждый из них меняет один другого. В связи с этим  Жидкокристаллические мониторы (рисунок) меняют одно изображение другим с определённом диапазоном часты.

На схеме жидкокристаллические мониторы выгладят так:

Поэтому  Жидкокристаллические мониторы не имеют мигания. И магнитные волны почти отсутствуют.

Жидкокристаллические мониторы, приборы особые. Основан на цифровых технологиях. Изображение производится с помощью той же цифровой графики.

Поэтому там вместо аналогового интерфейса со входом D-Sub ,

находится цифровой интерфейс VGA,

или в более продвинутых разъём HDMI

В дешёвом кристаллическом дисплее будем обычный вход  D-Sub. В таких мониторах сигнал вначале оцифровывается, только после этого выходит на дисплей.

В связи с этим получаются многие казусы. То очень большая яркость, то смазанность изображения, где то изображение получается не совсем четким.

Друзья, хочу вам сообщить, что ещё есть такое понятие, как «отклик пикселя». Просто кристалл в ЖК дисплеях не в состоянии поменять свое место в тоже вовремя. Всё это занимает какое то время. Чем меньше отклик пикселя, тет качественнее будет картинка при движении.

Поэтому берите монитор исходя из потребности. К примеру для игр и видео отклик должен быть не больше 2-х м.с

Поэтому при покупке монитора старайтесь обращать на это внимание. Если же вам монитор нужен для более спокойной работы, то можно взять монитор и с более низкой скоростью отклика

К примеру набора текста и т.д.

Поэтому, мой вам совет. Покупайте современные жидкокристаллические мониторы с разу с тремя разъемами:

D-Sub., VGA, HDMI.

Чтобы сигнал был цифровым, нужно подключение именно или через VGA, или HDMI. В ином случае несмотря на ваш лучший переходник сигнал останется аналоговым. Подключение должно быть именно цифровым, без всяких аналоговых форм.

Иначе картинка у вас будет не четкой, вы не сможете смотреть фильмы в современном формате HD.

Некоторые люди сравнивают лучевой дисплей с стробоскопом, жидкокристаллический похож на фонарь. Приятнее смотреть на фонарь, чем на звезду с близкого расстояния. Но свет фонаря тоже может быть довольно ярким, достаточно вспомнить прожектор. Поэтому не рекомендуется ставить яркость ЖК монитора на полную мощность.

Хочу также отметить, что  HDMI по сравнению с VGA формат более высокого качества. Поэтому если есть выбор, выбирайте именно  его, тем белее, что у VGA звука нет. Только картинка, а HDMI идет со звуком.

На моём примере, у меня был хороший жидкокристаллический монитор, но разъём D-Sub, как только я вначале подсоединил разъём VGA, картинка сразу изменилась. А после подключения HDMI, стала просто отменной.

Глаза стали меньше уставать, четкость заметно увеличилась. Буквы стали похожи на печатный текст.

Видео жидкокристаллический монитор

На сегодня всё, на следующей лекции мы продолжим разговор на тему жидкокристаллические мониторы.

С уважением Андрей Зимин                                 13.10.2013г.

Анекдот в каждой статье:

Цветные экраны

В цветных ЖК-дисплеях каждый отдельный пиксель делится на три ячейки или субпикселя, которые с помощью дополнительных фильтров (пигментных и металл-оксидных) окрашены в красный, синий и зеленый цвета. Каждым субпикселем можно управлять независимо, чтобы получить тысячи или миллионы возможных цветов. В старых ЭЛТ используется аналогичный метод.

В зависимости от использования монитора, цветовые компоненты могут размещаться в различных пиксельных геометриях. Если программное обеспечение знает, какой тип геометрии используется на данном дисплее, это может быть использовано для увеличения видимого разрешения посредством субпиксельной визуализации. Этот метод особенно полезен для сглаживания текста.

Мультиплексорный экран

Когда дисплей составлен из большого числа пикселей, управлять каждым из них напрямую невозможно, поскольку всем им понадобятся независимые электроды. Вместо этого монитор мультиплексируется. При этом электроды группируются и соединяются (как правило, по столбцам), и каждая группа питается отдельно. С другой стороны ячейки электроды также сгруппированы (как правило, по рядам) и подключены отдельно. Группы создаются таким образом, чтобы каждый пиксель обладал уникальной комбинацией источника и приемника. Электроника или программное обеспечение, управляющее ею, последовательно включает группы и управляет ими.

Важными факторами, которые следует учитывать при оценке ЖКД, являются разрешение, видимый размер, время отклика (скорость синхронизации), тип матрицы (пассивный или активный), угол обзора, поддержка цвета, коэффициент яркости и контрастности монитора, соотношение сторон и входные порты (например, DVI или VGA).

Элементы платы

Дисплей

Дисплей MT-16S2H-I умеет отображать все строчные и прописные буквы латиницы и кириллицы, а также типографские символы. Для любителей экзотики есть возможность создавать собственные иконки.

Экран выполнен на жидкокристаллической матрице, которая отображает 2 строки по 16 символов. Каждый символ состоит из отдельного знакоместа 5×8 пикселей.

Контроллер дисплея

Матрица индикатора подключена к встроенному чипу КБ1013ВГ6 с драйвером расширителя портов, которые выполняют роль посредника между экраном и микроконтроллером.

Контроллер КБ1013ВГ6 аналогичен популярным чипам зарубежных производителей HD44780 и KS0066, что означает совместимость со всеми программными библиотеками.

I²C-расширитель

Для экономии пинов микроконтроллера на плате дисплея также распаян дополнительный преобразователь интерфейсов INF8574A: микросхема позволит общаться экрану и управляющей плате по двум проводам через интерфейс I²C.

Контакты подключения

На плате дисплея выведено 18 контактов для подведения питания и взаимодействия с управляющей электроникой.

Вывод Обозначение Описание
1 GND Общий вывод (земля)
2 VCC Напряжение питания (5 В)
3 VO Управление контрастностью
4 RS Выбор регистра
5 R/W Выбор режима записи или чтения
6 E Разрешение обращений к индикатору (а также строб данных)
7 DB0 Шина данных (8-ми битный режим)(младший бит в 8-ми битном режиме)
8 DB1 Шина данных (8-ми битный режим)
9 DB2 Шина данных (8-ми битный режим)
10 DB3 Шина данных (8-ми битный режим)
11 DB4 Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)(младший бит в 4-х битном режиме)
12 DB5 Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
13 DB6 Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
14 DB7 Шина данных (8-ми и 4-х битные режимы)
15 LED+ Питания подсветки (+)
16 LED– Питания подсветки (–)
17 SDA Последовательная шина данных
18 SCL Последовательная линия тактированния

Обратите внимания, что физические контакты подсветки экрана и , также интерфейс шины I²C и расположены не в порядком соотношении с другими пинами экрана.

Питание

Экран совместим со всеми контроллерами с логическим напряжением от 3,3 до 5 вольт. Но для питания самого индикатора (пин VCC) необходимо строго 5 вольт

Если в вашем проекте нет линии 5 вольт, обратите внимание на дисплей текстовый экран 16×2 / I²C / 3,3 В.

Интерфейс передачи данных

Дисплей может работать в трёх режимах:

  • 8-битный режим — в нём используются и младшие и старшие биты (-)
  • 4-битный режим — в нём используются только младшие биты (-)
  • I²C режим — данные передаются по протоколу I²C/TWI. Адрес дисплея .

Использовать восьмибитный и четырёхбитный режим в данном дисплее не целесообразно. Ведь главное достоинство этой модели именно возможность подключения через I²C.
Если всё-таки есть необходимость использовать 4-битный или 8-битный режим, читайте документацию на текстовый экран 16×2.

Объединение питания

Для подключения питания к дисплею необходимо пять контактов:

Вывод Обозначение Описание
1 GND Общий вывод (земля)
2 VCC Напряжение питания (5 В)
3 VO Управление контрастностью
15 LED+ Питания подсветки (+)
16 LED– Питания подсветки (–)

Но если запаять перемычки и на обратной стороне дисплея, количество контактов питания можно сократить до трёх, объединив цепь питания и подсветки дисплея.

Мы взяли этот шаг на себя и спаяли перемычки самостоятельно.

Выбор адреса

Используя шину можно подключить несколько дисплеев одновременно, при этом количество занятых пинов останется прежним.

Для общения с каждым дисплеем отдельно, необходимо установить в них разные адреса. Для смены адреса на обратной стороне дисплея установлены контактные площадки , и .

Капнув припоем на контактные площадки, мы получим один из семи дополнительных адресов:

  • нет припоя, соответственно нет электрического контакта.
  • есть припой, соответственно есть электрический контакт.
J2 J1 J0 Адрес
L L L 0x38
L L H 0x39
L H L 0x3A
L H H 0x3B
H L L 0x3C
H L H 0x3D
H H L 0x3E
H H H 0x3F
Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий