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Wichtig für die Auswahl von Displays

Displays und Datenblätter

15. Dezember 2016, 9:25 Uhr | Von Prof. Karlheinz Blankenbach

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Auswahl aus drei Blickwinkeln

Die konkreten Konzeptionsschritte für die Entwicklung eines Anzeigesystems ggfs. mit Eingabemöglichkeit folgen in der Regel dem Ablauf, wie er in Bild 2 als Schema gezeigt ist. Am Anfang steht die Produktidee, mit der bereits einige Spezifikationen festgelegt sind. Hiermit wird das gesamte System übergeordnet beschrieben.

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Der eigentliche Designprozess für das Anzeigesystem beginnt mit der Festlegung, welche Daten wie dargestellt werden sollen: Reicht beispielsweise eine 7-Segment-Anzeige, weil lediglich im Zuge einer Temperaturmessung der aktuelle Messwert angezeigt werden soll, oder ist für die Produktidee – etwa ein Maschinen-Bedien-Terminal – eine grafische Oberfläche nötig, auf der viele Informationen übersichtlich dargestellt werden und die dem Benutzer eine Menüführung mit mehreren Navigationsebenen ermöglicht? Für Letzteres muss außerdem eine Eingabemöglichkeit integriert werden. In Frage kommen dafür eine Touch-Bedienung, eine Tastatur oder rings um das Display herum angeordnete Bedienelemente.

Am Ende dieser Überlegungen stehen die erforderliche Display-Auflösung und damit auch die Mindestanforderungen an die Hard- und Software fest. Bei niedrigen Auflösungen reicht unter Umständen ein 8-bit-Mikrocontroller mit einem Character Display. Fällt die Wahl auf ein 10“-Farb-Display, führt wahrscheinlich kein Weg an einem (mindestens) 32-bit-System oder auch einem Embedded-PC vorbei. Die Integration und Ansteuerung von Sensoren, Aktoren und Schnittstellen für Konnektivität sind weitere Aspekte, die es für den Entwickler zu bedenken gilt.

Aus der Display-Auflösung folgt zusammen mit dem typischen Betrachtungsabstand zwischen Benutzer und Display (beispielsweise etwa einen Meter beim PC-Monitor oder mehrere zehn Meter bei einem Stadion-Monitor) die nötige Display-Größe. Für Grafik-Displays sollte die Display-Größe so gewählt sein, dass das Produkt aus Pixel pro Zoll (ppi) und dem Abstand (gemessen in Metern) mindestens 100 beträgt. Das entspricht einem Pixel Pitch von höchstens 0,25 mm pro Meter Abstand. Wenn der typische Abstand vom Benutzer zum Display beispielsweise 1 m beträgt und ein Display mit WXGA-Auflösung (1280 × 800) verwendet wird, folgt daraus für die Horizontale des Display eine Länge von ca. 320 mm (1280 × 0,25 mm) und für die Vertikale eine Länge von ca. 200 mm (800 × 0,25 mm). Das entspricht in etwa einem Display mit 15“ Diagonale im 16:10-Format.

Die erforderliche Auflösung und die Größe des Display engen zusammen mit den Umgebungsbedingungen wie Temperaturbereich, Umgebungslicht und Lebensdauer die Wahl der Display-Technik ein. Bezogen auf das oben erwähnte WXGA-Panel kommen eigentlich nur noch LCDs, OLED- oder E-Ink Displays in Frage. Wichtig ist außerdem, dass die Datenschnittstelle des Display mit dem Grafikcontroller kompatibel ist und eine genügend hohe Bandbreite hat.

Preis und Verfügbarkeit entscheiden zusammen mit den Anforderungen für die mechanische Integration des Display und der Produktion des Systems über das tatsächlich eingesetzte Display. im Falle WXGA bleibt derzeit für professionelle Anwendungen nur ein AMLCD (Active Matrix Liquid Crystal Display oder auch TFT-LCD) übrig. Es kann aber auch schon an dieser Stelle eine erste Überarbeitung des Systemdesign (Redesign) notwendig sein, wenn beispielsweise die Wunschtechnik nicht oder nur zu einem unakzeptablen Preis verfügbar ist.
In dem eben beispielhaft beschriebenen Auswahlprozess für das Display sind zwar nur wenige der Details eingegangen, die ein Entwickler in der Praxis berücksichtigen müsste, das prinzipielle Vorgehen ist aber dasselbe: Die Display-Auflösung legt die Leistungsanforderungen an die Hard- und Software des Systems fest. Die in Frage kommende Display-Technik wird über die Umgebungsbedingungen der Anwendung sowie die Verfügbarkeit (Lieferkette) festgelegt.