Bagaimana 13 koneksi mengontrol LCD sederhana dengan 34 segmen?

Di dalam skala digital saya, saya menemukan LCD gaya 7-segmen yang mampu menampilkan "-88: 8.8" ditambah 3 simbol yang menunjukkan Kg, Lb atau St. Ini menambahkan hingga 34 segmen individu, dengan asumsi titik dua adalah simbol tunggal.

LCD terhubung melalui salah satu strip karet ke papan sirkuit, yang memiliki 13 titik kontak.

Saya tidak bisa melihat sirkuit pada LCD.

Bagaimana cara kerjanya? Sebagian besar LCD yang saya lihat sebelumnya tampaknya memiliki koneksi individual ke setiap segmen.

Apakah mungkin ada sekuensing dari kelompok segmen yang terjadi, di mana masing-masing kelompok memiliki dasar yang terpisah?

Bahan Liquid Crystal, senyawa di dalam LCD yang bereaksi terhadap rangsangan listrik, suka memiliki bentuk gelombang AC untuk diaktifkan. Jadi satu pixel akan memiliki dua elektroda transparan dengan bahan LC ini di antara mereka, digerakkan dengan gelombang persegi pada frekuensi yang cukup rendah. Jika kedua elektroda diberi bentuk gelombang yang sama, maka itu tidak aktif, dan jika mereka diberikan bentuk gelombang yang berlawanan, maka itu aktif. Apakah piksel "aktif" "terlihat" atau tidak tergantung pada keseluruhan konstruksi LCD, termasuk polarizer, pencahayaan, reflektor, dll. Untuk keperluan diskusi ini tidak penting.

Biasanya layar LCD sederhana akan memiliki satu elektroda backplane, dan elektroda tambahan untuk setiap elemen / piksel tampilan. Jadi versi sederhana LCD Anda akan membutuhkan 35 baris. Satu untuk elektroda backplane, dan satu untuk setiap elemen. Anda akan memiliki satu gelombang persegi yang menggerakkan backplane terus-menerus, dan Anda akan menggerakkan setiap elemen dengan garisnya sendiri yang menggunakan sinyal backplane apa adanya, atau menggunakan inverter untuk memberikan bentuk gelombang kebalikan dari sinyal backplane.

Tampilan yang lebih kompleks mungkin memiliki lebih sedikit garis dengan menggunakan multiplexing. Ini memiliki beberapa backplanes, dan garis segmen akan mengontrol satu segmen untuk setiap backplane.

Dalam kasus Anda, Anda memiliki 34 elemen untuk dikendalikan, dan 13 baris. Peluangnya bagus, Anda memiliki 4 pesawat belakang, dan setiap garis segmen mengontrol 4 elemen, memberi Anda hingga 36 elemen yang mungkin dengan hanya 13 garis.

Mengingat Anda dapat memilih untuk melakukannya dengan cara ini, Anda mungkin bertanya mengapa ada orang yang memilih tampilan yang lebih sederhana?

Ada dua alasan, yang pertama, alasan yang kurang penting, adalah bahwa bentuk gelombang menjadi lebih kompleks. Ingat bahwa bahan LC ingin digerakkan oleh sinyal AC. Jika keempat pesawat memiliki sinyal AC yang berbeda, bagaimana Anda mengaktifkan hanya satu elemen pada satu pesawat belakang?

Ini dilakukan dengan menggunakan bentuk gelombang yang agak rumit pada masing-masing backplanes dan pin segmen. Misalnya, inilah cara TI MSP430 menggerakkan LCD 4 mux yang mirip dengan yang ada dalam contoh Anda:

Ini ditangani oleh periferal dalam mikrokontroler, yang dapat melakukan ini dengan sangat efisien.

Namun, ada kelemahan lain yang cukup besar dari metode ini. Kontras berkurang secara signifikan.

Segmen yang "tidak aktif" dalam tampilan multipleks, sebenarnya menerima bentuk gelombang AC, tetapi itu tidak cukup untuk mengaktifkan bahan LC sepenuhnya. Segmen yang "aktif" di layar seperti itu menerima bentuk gelombang yang tidak mengarahkannya pada 100% kemampuannya:

Dalam tampilan 4-mux, Anda dapat melihat ada sedikit perbedaan antara elemen aktif dan yang tidak aktif. Sementara LCD telah dirancang untuk penggunaan ini, dan bahan LC yang dikembangkan secara khusus bekerja dengan baik dalam situasi ini, Anda akan melihat bahwa tampilan seperti itu memiliki kontras yang ok pada arah yang dirancang untuk dilihat, tetapi kontras yang sangat buruk pada hampir setiap sudut lainnya.

Jadi, sementara pengurangan sirkuit dapat berguna untuk beberapa perangkat, kehilangan kontras yang dihasilkan mungkin tidak dapat diterima untuk beberapa penggunaan.

Terakhir, ini membuatnya sangat sulit untuk memodifikasi peralatan tersebut untuk penggunaan lain. Saya tahu banyak orang yang mencoba membaca nilai dari layar LCD untuk meter dan peralatan pengukuran sangat sering kecewa menemukan bahwa itu bukan tugas yang mudah, dan kompleksitas menafsirkan sinyal-sinyal ini seringkali terlalu banyak usaha untuk proyek mereka.

Skala berat manusia memiliki banyak keuntungan untuk jenis layar ini. Mereka diproduksi dalam jumlah massal, jadi pengurangan kecil dalam kabel membuat penghematan besar, silikon yang menjalankannya umum sehingga Anda tidak memerlukan perangkat khusus, dan sudut pandang sangat terbatas selama penggunaan aktual. Bahkan, situasi kontras yang buruk ketika melihat dari sudut bahkan mungkin dipandang sebagai fitur yang bagus untuk beberapa pengguna.

Dibutuhkan sinyal yang tepat pada kaca atas dan bawah untuk "menerangi" segmen (sebenarnya mengubahnya gelap, tranparent adalah kasus yang tidak terlihat). Hal ini memungkinkan LCD diatur dalam matriks. Sebuah segmen hanya menyala ketika kedua lead digerakkan dengan cara tertentu. Prospek lainnya didorong sedemikian rupa sehingga tidak ada segmen lain yang menyala.

Jenis 7-segmen LCD ini biasanya dipecah menjadi sejumlah kecil "commons", dan sejumlah besar segmen. Setiap segmen individu terhubung ke satu garis segmen umum dan satu yang harus memiliki sinyal AC di antara mereka untuk segmen ke cahaya. Misalnya, 36 piksel Anda mungkin didorong oleh 4 garis segmen umum dan 9.

Driver LCD di mikrokontroler secara otomatis mengurutkan melalui menghasilkan sinyal yang tepat pada masing-masing umum, kemudian menggerakkan segmen yang dipilih untuk yang umum, ke yang umum berikutnya, dll. LCD merespons relatif lambat, dan pemindaian ini dilakukan cukup cepat sehingga suatu segmen tidak akan "membuka lampu" (benar-benar berubah transparan lagi) dalam waktu singkat antara diaktifkan setiap pemindaian.

Cari lembar data LCD, dan Anda akan melihat peta commons dan segmen, dan kombinasi mana yang diperlukan untuk mengaktifkan setiap piksel. Pastikan untuk melihat lembar data LCD "kaca kosong". Sayangnya, rakitan LCD lengkap dengan chip driver juga disebut "LCD". Mereka yang Anda kontrol dengan mengirimkan perintah ke chip driver, yang kemudian melakukan multiplexing.

Semakin banyak commons memaksa bentuk gelombang yang lebih rumit, sehingga jumlah commons biasanya terbatas pada sekitar 4 atau 5. Sekali lagi, lihat lembar data kaca kosong LCD. Mungkin juga instruktif untuk melihat bab lembar data untuk driver LCD yang dibangun dalam mikrokontroler. Microchip PICs, misalnya, cenderung memiliki "9" di dekat bagian akhir nomor komponennya jika mengandung driver LCD, tetapi Anda juga bisa mencarinya dengan driver LCD di panduan pemilih.