Grundlagenwissen
Bilderzeugung mit modernen TFT-Displays
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
Die Interface-Platine
Die Interface-Platine (Bild 4) hat den Vorteil der Flexibilität. Mit angepassten Platinen kann ein defektes Display im Reparaturfall kurzfristig durch ein neueres Modell oder anderes Fabrikat ersetzt werden, ohne Software-Eingriff oder Löten.
Das Interface des Displays enthält das entsprechende LVDS-Gegenstück zum Display, das meist schon mit einem Baustein kombiniert ist, der das RGB-Signal erzeugt. Dort ist meist auch ein RAM, in dem ein Framebuffer als Bitmap-Bild abgelegt ist. Bei WXGA 1280 × 800 und 24 Bit sind knapp 3 MB RAM-Speicher notwendig. Dort ist das aktuelle Bild abgelegt. Da die CPU meist etwas mehr Zeit braucht, um das nächste Bild zu bearbeiten, ist dafür ein weiterer RAM-Bereich mit derselben Speicherkapazität notwendig. So wird vermieden, dass ein langsamer Bildaufbau als störende schwarze Fläche auf dem Display zu sehen ist.
In der Regel stehen die Bildinhalte auch nicht in der Displayauflösung zur Verfügung. Zur Umrechnung der Pixel in das korrekte Format ist eine intelligente Skalierung notwendig. Hier kommt das EDID EEPROM ins Spiel, auf dem die Displaydaten hinterlegt sind. In großen Bildschirmdisplays ist ein EDID EEPROM bereits integriert. Manche Hersteller hinterlegen auch noch eine Abfrage oder Antwort für die angeschlossenen Komponenten, sodass im Reparaturfall nur originale Ersatzteile verwendet werden können. Für kleinere Formate ist es sinnvoll, dies im Interface unterzubringen. Die Kyocera-Interface-Karte kann durch einfaches Wechseln des EEPROMs an jedes Display aus dem Kyocera-Displayportfolio angepasst werden.
Für die Skalierung werden einfache und gerade Faktoren bevorzugt. So ist die Umrechnung von QVGA auf VGA leicht zu lösen. Ein 4:3-Format auf
Wide-16:9 zu strecken, erfordert eine wesentlich umfangreichere Software. Hierzu wird meist die Grafikkarte im Rechner benutzt.
Auf der Interface-Platine befindet sich auch eine Spannungsversorgung, die die Logikspannung von 3,3 Volt und gegebenenfalls die jeweils erforderliche Backlight-Spannung, die abhängig von der Anzahl und Verschaltung der LEDs variiert, zur Verfügung stellt. Eingangsseitig wird meist ein Steckernetzteil mit Spannungen zwischen 9 Volt und 12 Volt benutzt.
Am anderen Ende der Interface-Platine liegt die HDMI-Schnittstelle, die das entsprechende Dateninterface zum Rechner bietet.
Der Einsatz eines Displays ist bei einem modernen HMI unabdingbar. Plug-and-play-Lösungen sind heute verfügbar, scheitern aber meist aus Budgetgründen oder Platzmangel. Deswegen hat auch ein klassischer Displayvertrieb oder Distributor mit erfahrenen Technikern, die dem Kunden auch als Ansprechpartner zur Verfügung gestellt werden, in Zeiten der Internet-Shops noch seine volle Berechtigung – speziell dann, wenn noch zusätzliche Komponenten wie PCAP oder Haptivity (Bild 5), die ebenfalls eine entsprechende Elektronik brauchen, hinzukommen. Auch wenn solche Angebote manchmal etwas teurer sind, Serienanläufe wegen technischer Probleme zu verpassen, ist noch viel teurer.
Der Autor
Eberhard Schill
studierte an der Universität der Bundeswehr Elektrotechnik. Ab 1989 arbeitete er bei VDO und Optrex in der LCD-Produktentwicklung, im Projektmanagement und als Key Account Manager. Seit 2012 ist er für das Marketing und den Distributionsvertrieb bei Kyocera Display Europe zuständig.
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