Spis treści
W urządzeniach przenośnych, pomiarowych i zasilanych bateryjnie ekran musi spełniać inne wymagania niż typowy wyświetlacz stosowany w urządzeniach z rozbudowaną grafiką. Liczy się nie tylko czytelność, ale także bardzo niskie zużycie energii, stabilne wyświetlanie statycznych informacji oraz możliwość pracy w zmiennych warunkach oświetleniowych. Takie założenia spełniają wyświetlacze MIP (Memory in Pixel) firmy Winstar – WFM0103A2TABASNN000 oraz WFM0108A2TAJASNN000. To kompaktowe, refleksyjne moduły monochromatyczne przeznaczone do aplikacji, w których ekran prezentuje przede wszystkim dane tekstowe, symbole, proste ikony lub informacje zmieniające się z niewielką częstotliwością.
Technologia MIP – pamięć zintegrowana w każdym pikselu
Memory in Pixel (MIP) to technologia LCD, w której każdy piksel ma własną, niewielką komórkę pamięci. Można to porównać do sytuacji, w której każdy punkt obrazu „zapamiętuje”, czy w danym momencie ma pozostać jasny czy ciemny. Dzięki temu wyświetlacz nie musi stale odświeżać całej zawartości ekranu, jeśli prezentowana informacja się nie zmienia.
W klasycznych wyświetlaczach LCD obraz jest regularnie odświeżany przez elektronikę sterującą. Oznacza to, że dane obrazu są cyklicznie przesyłane do panelu nawet wtedy, gdy na ekranie przez dłuższy czas widoczna jest ta sama treść. W wyświetlaczach MIP działa to inaczej – stan pikseli jest przechowywany bezpośrednio w panelu, dlatego system może aktualizować tylko te fragmenty ekranu, które rzeczywiście wymagają zmiany.
W praktyce, jeśli na ekranie zmienia się jedynie pojedyncza cyfra, ikona statusu, poziom baterii lub krótki komunikat, system nie musi ponownie przesyłać całej zawartości obrazu. Może zaktualizować tylko wybrane linie lub fragmenty ekranu. Ogranicza to ilość przesyłanych danych, zmniejsza obciążenie jednostki sterującej i obniża pobór mocy. Nie oznacza to jednak, że panel nie wymaga żadnej okresowej aktywności. Do prawidłowej pracy matrycy nadal potrzebne jest podtrzymanie zasilania, ale nie ma konieczności ciągłego przesyłania pełnej ramki obrazu.
Ma to szczególne znaczenie w urządzeniach zasilanych bateryjnie, które przez większość czasu prezentują proste, statyczne lub rzadko aktualizowane informacje – np. stan urządzenia, wynik pomiaru, godzinę, poziom baterii albo podstawowe elementy interfejsu użytkownika.
Refleksyjna struktura i czytelność w jasnym otoczeniu
Wyświetlacze WFM0103A2TABASNN000 i WFM0108A2TAJASNN000 pracują w technologii refleksyjnej, a jednocześnie są wyposażone w podświetlenie LED. Oznacza to, że do prezentacji obrazu wykorzystują przede wszystkim światło otoczenia, natomiast podświetlenie pełni funkcję pomocniczą i wspiera odczyt w słabszych warunkach oświetleniowych. Widoczność w jasnym świetle wynika przede wszystkim z refleksyjnej struktury panelu, a nie z jasności podświetlenia.
Technologia MIP łączy refleksyjny sposób prezentacji obrazu z omówioną powyżej pamięcią wbudowaną w piksele. Dzięki temu wyświetlacz wykorzystuje światło otoczenia i nie musi stale odświeżać całej zawartości ekranu. To właśnie połączenie tych dwóch cech pozwala uzyskać czytelny obraz przy bardzo niskim poborze mocy.
W jasnym otoczeniu taka konstrukcja sprzyja czytelności obrazu, ponieważ ekran wykorzystuje dostępne światło zamiast konkurować z nim mocnym podświetleniem. To odróżnia refleksyjne wyświetlacze MIP od wielu klasycznych modułów LCD o konstrukcji transmisyjnej, które w silnym świetle dziennym wymagają wysokiej jasności podświetlenia. Dzięki refleksyjnej strukturze moduły MIP dobrze sprawdzają się w aplikacjach, w których urządzenie pracuje przy dostępie do światła dziennego lub sztucznego – np. na zewnątrz, w przestrzeniach półotwartych albo w dobrze oświetlonych stanowiskach pomiarowych. Dlatego są projektowane z myślą o optymalnej czytelności w jasnym otoczeniu, również w wybranych aplikacjach outdoorowych. Ostateczna widoczność w pełnym słońcu zależy jednak od całej konstrukcji urządzenia – m.in. szyby ochronnej, powłok antyrefleksyjnych, obudowy, kąta ustawienia ekranu oraz wielkości fontów i ikon.
WFM0103A2TABASNN000 – kwadratowy wyświetlacz MIP 1,03″
WFM0103A2TABASNN000 to kompaktowy, czarno-biały wyświetlacz MIP o przekątnej 1,03″ i rozdzielczości 128 × 128 px. Dzięki kwadratowemu formatowi obrazu dobrze sprawdza się w prezentacji prostych ikon, symboli, wskaźników, niewielkich menu oraz podstawowych danych pomiarowych.
Moduł ma wymiary 24,29 × 28,66 × 1,78 mm, natomiast jego obszar aktywny wynosi 18,56 × 18,56 mm. Niewielkie rozmiary ułatwiają zastosowanie wyświetlacza w kompaktowych urządzeniach elektronicznych, gdzie dostępna przestrzeń montażowa jest ograniczona.
Model wyposażono w interfejs SPI, który upraszcza integrację z mikrokontrolerami wykorzystywanymi w urządzeniach przenośnych i energooszczędnych.
WFM0108A2TAJASNN000 – podłużny wyświetlacz MIP 1,08″
Alternatywnym rozwiązaniem jest WFM0108A2TAJASNN000 – wyświetlacz MIP o przekątnej 1,08″ i rozdzielczości 160 × 68 px. W odróżnieniu od modelu 1,03″ ma on podłużny format, który sprawdzi się w aplikacjach wymagających prezentacji krótkich komunikatów, wartości liczbowych, statusów lub informacji tekstowych w wąskim obszarze.
Moduł ma monolityczną konstrukcję, wymiary 32 × 14 × 2,08 mm oraz aktywny obszar wyświetlania 25,28 × 10,744 mm. Dzięki podłużnemu formatowi i niewielkiej wysokości może być wykorzystany m.in. w urządzeniach o wąskiej lub niskiej obudowie, gdzie dostępna przestrzeń na ekran jest ograniczona, ale konieczne jest czytelne prezentowanie podstawowych informacji.
Model wykorzystuje interfejs SPI, który ułatwia integrację z mikrokontrolerami stosowanymi w urządzeniach przenośnych i energooszczędnych. Dzięki szerokiemu wsparciu tego standardu może być łatwo wdrożony zarówno w nowych projektach, jak i podczas modernizacji istniejących urządzeń.
W poniższej tabeli zestawiono najważniejsze parametry techniczne obu modeli:
| Parametr | WFM0103A2TABASNN000 | WFM0108A2TAJASNN000 |
| Rozmiar | 1,03″ | 1,08″ |
| Rozdzielczość | 128 × 128 px | 160 × 68 px |
| Interfejs | SPI | SPI |
| Wymiary zewnętrzne | 24,29 × 28,66 × 1,78 mm | 34,84 × 16,17 × 2,08 mm |
| Obszar aktywny | 18,56 × 18,56 mm | 25,28 × 10,744 mm |
| Kolor | monochromatyczny, czarno-biały | monochromatyczny, czarno-biały |
| Kontrast | typ. 20:1 | typ. 20:1 |
| Napięcie zasilania | 2,7–3,3 V | 2,7–3,3 V |
| Zakres temperatur pracy | -20°C do +70°C | -20°C do +70°C |
| Powierzchnia | powłoka Hard Coat | powłoka Hard Coat, antiglare |
| Panel dotykowy | brak | brak |
| Żywotność LED | 50 000 h | 50 000 h |
Energooszczędna praca w urządzeniach zasilanych bateryjnie
Jedną z najważniejszych zalet obu wyświetlaczy jest ich bardzo niski pobór mocy, co ma szczególne znaczenie w urządzeniach zasilanych bateryjnie. Warto jednak rozróżnić pobór mocy samego panelu LCD od poboru całego modułu przy aktywnym podświetleniu LED.
Gdy obraz pozostaje niezmieniony, typowy pobór mocy samego panelu LCD obu wyświetlaczy wynosi zaledwie 15 µW. Nawet podczas odświeżania obrazu z częstotliwością 1 klatki na sekundę zapotrzebowanie na energię pozostaje niewielkie i wynosi typowo 45 µW dla modelu WFM0103A2TABASNN000 oraz 25 µW dla modelu WFM0108A2TAJASNN000. Podane wartości odnoszą się wyłącznie do pracy panelu.
Po włączeniu podświetlenia LED pobór mocy wzrasta do poziomu dziesiątek miliwatów, dlatego należy je traktować jako funkcję pomocniczą, a nie podstawowy tryb pracy energooszczędnej. Sposób wykorzystania podświetlenia zależy od projektu urządzenia – może być ono włączane okresowo, uruchamiane przez użytkownika lub sterowane przez układ urządzenia. Ewentualna automatyczna regulacja jasności wymagałaby dodatkowych rozwiązań, np. czujnika światła i odpowiedniego sterowania po stronie elektroniki lub oprogramowania aplikacji.
Rozwiązanie to jest szczególnie odpowiednie do aplikacji, w których na ekranie nie są prezentowane płynne animacje ani rozbudowana grafika, a głównym zadaniem wyświetlacza jest stałe i czytelne prezentowanie najważniejszych informacji.
Interfejs SPI i integracja z elektroniką sterującą
Oba modele komunikują się z systemem przez interfejs SPI. Jest to popularny interfejs szeregowy, często stosowany w urządzeniach opartych na mikrokontrolerach. W praktyce ułatwia to integrację wyświetlacza z prostą elektroniką sterującą, bez konieczności stosowania rozbudowanych kontrolerów graficznych.
Możliwość aktualizacji wybranych linii lub fragmentów ekranu ogranicza ilość danych przesyłanych przez interfejs, co ma szczególne znaczenie w aplikacjach niskomocowych.
Typowe zastosowania wyświetlaczy MIP Winstar
Dzięki niskiemu zużyciu energii, kompaktowym wymiarom i dobrej czytelności w jasnym otoczeniu wyświetlacze WFM0103A2TABASNN000 i WFM0108A2TAJASNN000 dobrze sprawdzają się w przenośnych, bateryjnych i niskomocowych urządzeniach, które prezentują statyczne lub rzadko aktualizowane dane, statusy i krótkie komunikaty.
Typowe zastosowania obejmują m.in.:
- mierniki i rejestratory danych – urządzenia do prezentacji wyników pomiarów, wartości liczbowych, statusów pracy lub poziomu baterii,
- testery i urządzenia diagnostyczne – proste przyrządy serwisowe, kontrolne lub pomiarowe, w których ekran pełni funkcję pomocniczego interfejsu użytkownika,
- proste urządzenia medyczne i laboratoryjne – urządzenia pomocnicze, analizatory, dozowniki lub niewielkie aparaty diagnostyczne, które prezentują wyniki, status pracy, komunikaty lub podstawowe informacje użytkowe w aplikacjach niekrytycznych,
- wskaźniki statusu i moduły informacyjne – niewielkie ekrany do prezentacji komunikatów, symboli, ikon, alarmów lub informacji o stanie urządzenia,
- liczniki i systemy monitorujące – inteligentne liczniki energii (smart metery), urządzenia typu always-on oraz proste interfejsy do prezentacji danych eksploatacyjnych,
- elektroniczne oznaczenia i identyfikatory – etykiety, znaczniki, identyfikatory lub małe wyświetlacze informacyjne z krótkimi komunikatami tekstowymi.
Podsumowanie
WFM0103A2TABASNN000 i WFM0108A2TAJASNN000 firmy Winstar to niewielkie wyświetlacze MIP przeznaczone do aplikacji, w których priorytetem jest energooszczędność, czytelność i kompaktowa konstrukcja. Dzięki pamięci zintegrowanej w każdym pikselu mogą utrzymywać obraz bez konieczności ciągłego odświeżania pełnej zawartości ekranu, a refleksyjna struktura pozwala wykorzystać światło otoczenia do poprawy czytelności.
Nie masz pewności, który wyświetlacz MIP sprawdzi się w Twojej aplikacji? Skontaktuj się z nami – pomożemy dobrać rozwiązanie dopasowane do wymagań projektu, sposobu zasilania, warunków pracy i oczekiwanej formy integracji.
