1.6 Módulo TFT LCD redondo

 

ENH-TV0160A002Descrição

 

Algumas coisas reais que valem a pena falar neste LCD redondo de 1,6 polegadas

Vamos começar com o tamanho de . 1.6 polegadas na diagonal – é um local ideal para telas redondas. Nem muito grande, nem muito pequeno. Você obtém área ativa suficiente para mostrar informações úteis, mas isso não força seu produto a se tornar volumoso. O tipo de exibição é TFT-LCD padrão, matriz ativa, cada pixel controlado de forma independente. Nada sofisticado, mas é maduro, confiável, responde rápido e oferece um contraste decente.

A resolução é onde fica interessante.. 400× 400 pixels dentro de um círculo de 1,6 polegadas resulta em mais de 350 PPI. O que isso significa na vida real? Você pode colocar uma fonte minúscula de 6 pontos na tela e ainda assim lê-la sem pixelização. Nós o testamos com texto pequeno e texturas complexas de mostrador de relógio – as bordas são nítidas, sem irregularidades. A profundidade de cor é de 16,7M, que é RGB de 8 bits. Os gradientes parecem suaves, sem faixas óbvias.

O ângulo de visão está listado como "TODOS". Isso basicamente significa IPS ou tecnologia grande angular semelhante. Retiramos amostras aleatórias da linha de produção e as observamos de cima, de baixo, da esquerda, da direita – a cor e o brilho se mantêm bem. A taxa de contraste típica está acima de 800:1. O brilho geralmente está entre 300 e 500 cd/m². Se o seu projeto precisar de mais, podemos aumentá-lo – já fizemos 1000 cd/m² antes.

Agora o lado mecânico. Dimensões do contorno: 45,89 mm × 42,94 mm × 0,9 mm. Isso inclui o circuito do driver e a moldura de metal, para que você possa usar esses números diretamente nos recortes da caixa e no projeto de montagem. A espessura de 0,9 mm é o vidro mais driver IC, sem luz de fundo ou FPC. É genuinamente fino – uma verdadeira vantagem para dispositivos vestíveis ultrafinos ou adesivos médicos. A área ativa é 39,84 mm × 39,84 mm. Tenha em mente que é uma região quadrada e a tela redonda real está inscrita dentro dela. A distância entre pixels é de cerca de 0,1 mm – muito boa.

A interface e o driver IC são importantes para este módulo. É MIPI DSI, não SPI ou QSPI. Aprendemos por que isso é importante depois de alguns projetos dolorosos de clientes. O MIPI oferece largura de banda real – medida na prática em 1 Gbps – portanto, dirigir 400×400 em altas taxas de quadros ou até mesmo reproduzir vídeo não é problema. Menos pinos também: normalmente um par de clock e um par de dados (até quatro pares, se necessário), o que economiza espaço na PCB e custo do conector. Consumo de energia? O MIPI PHY foi projetado com sinalização de baixa oscilação e baixo consumo de energia, por isso é adequado para dispositivos com bateria. E por ser diferencial, a imunidade a ruídos é boa. O IC do driver é ST7797. Ele foi desenvolvido para MIPI, possui um grande GRAM interno e lida com exibições circulares de maneira adequada – algo que muitos drivers baratos bagunçam.

Especificações ambientais: temperatura operacional -20 graus a +70 graus, armazenamento -30 graus a +80 graus. Isso abrange a maioria dos cenários de consumo, automotivo, industrial e médico. Nós mesmos fizemos testes mais rigorosos – operação alimentada a -30 graus e 240 horas de armazenamento a +85 graus – e o módulo sobreviveu. A gama mais ampla de armazenamento não é apenas um número: pense em contêineres de transporte assando sob o sol do verão. Essa margem extra é importante.

 

 

Por que o módulo LCD TFT redondo de 1,6 se tornou o monitor mais questionado deste ano

Ainda me lembro da primeira vez que um cliente nos pediu um TFT redondo de 1,6 polegadas com interface MIPI. Era uma startup de smartwatch e eles já haviam tentado três outros fornecedores. A reclamação deles era sempre a mesma: “A tela redonda parece boa na folha de dados, mas quando a dirigimos a 60fps, a interface engasga ou o ângulo de visão faz com que as bordas pareçam desbotadas”. Essa conversa nos levou a examinar mais profundamente o que realmente faz um pequeno display redondo funcionar no mundo real, não apenas no papel.

O módulo que finalmente resolveu o problema é o que hoje chamamos de1.6 Módulo TFT LCD redondo. Mas antes de explicar por que funciona, deixe-me compartilhar algumas coisas que a maioria das folhas de especificações não conta sobre esse tamanho e formato.

O desafio oculto de 400×400 em um círculo de 1,6 polegadas

No papel, a resolução de 400×400 dentro de uma diagonal de 1,6 polegadas parece impressionante – e é. A densidade de pixels fica acima de 350 PPI, o que está confortavelmente no território da “retina”. Você pode colocar uma fonte de 6 pontos nesta coisa e ainda assim lê-la sem apertar os olhos. Mas aqui está o que os engenheiros não percebem até tentarem: dirigir 160.000 pixels em um formato circular requer um manuseio cuidadoso dos cantos. Uma tela retangular é simples – basta digitalizar linha por linha. Uma tela redonda precisa de um framebuffer circular ou de um recorte agressivo no driver. Muitos módulos redondos baratos usam SPI ou QSPI e gaguejam no momento em que você tenta animar o ponteiro do relógio no mostrador.

É exatamente por isso que escolhemos o driver ST7797 para este1.6 Módulo TFT LCD redondo. O ST7797 não é o driver mais barato do mercado, mas possui dois recursos essenciais para monitores redondos: um grande GRAM interno que pode lidar com endereçamento circular sem corte no host e suporte nativo a MIPI DSI. O MIPI oferece largura de banda real – estamos falando de taxas de dados sustentadas que permitem exibir animações de 60 fps em tela cheia sem interrupções ou quedas de quadros. Um de nossos clientes o testou com uma complexa animação de varredura de segunda mão em um sistema FreeRTOS, e a carga da CPU caiu quase 40% em comparação com o módulo anterior baseado em QSPI. Essa é a diferença que uma interface adequada faz.

Por que "TODOS os ângulos de visão" são realmente importantes para telas redondas

Uma tela retangular geralmente é vista de frente. Uma tela redonda – especialmente em um smartwatch ou botão – é vista de todos os ângulos possíveis. Você inclina o pulso, olha de lado, olha para ele enquanto dirige. A maioria dos painéis IPS reivindica ângulos de visão amplos, mas, na prática, muitos sofrem com uma mudança amarelada ou queda de contraste além de 70 graus. Executamos um teste simples em nossas amostras de produção: medimos o brilho e a mudança de cor em 80 graus em todas as quatro direções diagonais. O1.6 Módulo TFT LCD redondopermaneceu dentro de um ΔE inferior a 3, o que é visualmente imperceptível para a maioria das pessoas. Isso não é sorte – é porque trabalhamos com o fornecedor do painel para ajustar o alinhamento do cristal líquido especificamente para recortes circulares. A área ativa é 39,84 × 39,84 mm e a distância entre pixels é de cerca de 0,1 mm, mas a pilha óptica usa um filme de compensação que você não encontrará em painéis quadrados genéricos.

A espessura de 0,9 mm é uma armadilha se você não tomar cuidado

Vejo muitos designers de produtos entusiasmados com a espessura geral de 0,9 mm (excluindo luz de fundo e FPC). E sim, isso é genuinamente fino – permite construir um anel inteligente ou um dispositivo médico fino do tipo adesivo que não fica saliente. Mas aqui está a realidade: um substrato de vidro de 0,9 mm é frágil se a sua montagem mecânica não for responsável por isso. Tivemos clientes que tentaram colar a tela diretamente em uma caixa de plástico, apenas para quebrar o vidro durante testes de queda. Nossa solução não é tornar o vidro mais espesso (isso iria contra o propósito), mas oferecer reforços opcionais de aço inoxidável no FPC e uma junta de espuma que absorve choques. Esse é o tipo de detalhe que você só aprende depois de fabricar algumas centenas de milhares de unidades. Já são mais de 200.000 unidades enviadas para esse formato e a taxa de falha por estresse mecânico está agora abaixo de 0,1%.

Desempenho térmico no mundo real

A folha de dados diz operação de -20 graus a +70 graus, armazenamento de -30 graus a +80 graus. Esses números são conservadores – na verdade, testamos uma operação em lote até -30 graus (ligado) e armazenamento de +85 graus por 240 horas. O driver ST7797 manteve o tempo travado e o cristal líquido não apresentou nenhum dano permanente ao alinhamento. Mas o que a folha de dados não informa é que a interface MIPI é muito mais tolerante às alterações de impedância induzidas pela temperatura do que o RGB paralelo. Em um projeto automotivo, a PCB do cliente apresentava um traço MIPI longo e mal correspondido (mais de 80 mm sem controle de impedância adequado). À temperatura ambiente, funcionou bem. Aos 65 graus, o diagrama do olho fechou e a tela começou a mostrar oscilações aleatórias. Nós os ajudamos a redirecionar o par diferencial e adicionar um indutor de modo comum – problema resolvido. Esse é o tipo de suporte que você recebe quando trabalha com uma fábrica que realmente entende de layout de alta velocidade, e não apenas com uma empresa comercial.

Histórias de aplicativos que nos surpreenderam

Quando lançamos este módulo redondo de 1,6 polegadas pela primeira vez, presumimos que os smartwatches representariam 90% do volume. Eles ainda são grandes, mas algumas das aplicações mais interessantes vieram de lugares que não esperávamos:

Máquinas de café de última geração– Uma marca europeia colocou o display redondo dentro de um botão mecânico. O botão gira e o display mostra a configuração de moagem, a curva de temperatura e um cronômetro de contagem regressiva. O ângulo de visão total significa que você pode lê-lo mesmo quando o botão é girado lateralmente.

Controladores de guidão de motocicleta– Uma startup em Taiwan o utiliza como display secundário para setas de navegação e posição de marcha. A ampla faixa de temperatura abrange tanto a luz solar direta no verão quanto a chuva congelante no inverno.

Bombas de remendo médico– A espessura de 0,9 mm permitiu que um dispositivo para controle de diabetes fosse mais fino do que uma bateria AAA. Eles precisavam de alta resolução para mostrar pequenos gráficos de administração de insulina.

Eu poderia listar mais, mas a questão é que o1.6 Módulo TFT LCD redondofunciona porque atinge um ponto ideal: pequeno o suficiente para caber em qualquer lugar, alta resolução o suficiente para mostrar informações reais e rápido o suficiente para ser responsivo.

O que aprendemos sobre personalização (e o que você deve pedir)

Somos uma fábrica, não um corretor. Isso significa que quando você solicita uma mudança, nós na verdade controlamos a cadeia de abastecimento. As personalizações mais comuns que fazemos neste módulo:

Redesenho do FPC– A pinagem padrão funciona para a maioria dos hosts MIPI, mas fizemos de tudo, desde FPCs de 4 camadas com blindagem EMI até caudas extralongas para pulseiras vestíveis. Um cliente precisava de um FPC de 120 mm com conector ZIF em ambas as extremidades. Fizemos isso acontecer em 10 dias.

Ajuste de brilho– O padrão é em torno de 350‑400 cd/m². Subimos para 1.000 cd/m² com uma configuração de LED diferente e diminuímos para 200 cd/m² para aplicações sensíveis à bateria. O driver de luz de fundo pode ser ajustado sem alterar o vidro.

Integração por toque– O módulo não vem com toque por padrão, mas regularmente ligamos sensores de toque capacitivos (estrutura G+F+F) ou painéis de toque resistivos. O truque é alinhar o sensor de toque circular à área circular ativa sem deslocamento visível. Temos um gabarito de alinhamento cortado a laser que mantém a tolerância dentro de ±0,1 mm.

Se você está avaliando este display para um projeto, não peça apenas uma amostra. Solicite o código de inicialização completo, um esquema de referência que mostra como lidar com o relógio MIPI e as pistas de dados em uma PCB de 2 camadas versus 4 camadas e os resultados do nosso teste de umidade de 240 horas (85% UR a 60 graus). Essas são as coisas que economizarão meses de depuração.

Algumas respostas honestas para perguntas comuns

"Posso dirigir isso com um STM32?"– Somente se o seu STM32 tiver um controlador host MIPI DSI. A maioria dos STM32s não. Para estes, recomendamos usar um chip ponte externo (por exemplo, SSD2828) ou mudar para nossa variante baseada em SPI do mesmo vidro. Contate-nos para a versão SPI.

"Qual é o consumo de energia no mundo real?"– A 60 fps com conteúdo de UI típico, a interface MIPI consome cerca de 8‑10 mA a 1,8 VI/O. A retroiluminação é o maior consumidor: cerca de 60‑80mA a 3,2V para 400 cd/m². A potência total do sistema é de aproximadamente 0,25-0,3W. Você pode entrar no modo de baixo consumo de energia do MIPI (LP-11) para reduzir a alimentação da interface para menos de 1 mA quando a tela estiver estática.

"Como faço para lidar com cantos arredondados no software?"– O ST7797 suporta um modo de “exibição parcial” que pode mascarar cantos retangulares em um círculo, mas descobrimos que é mais fácil apenas desenhar uma máscara circular em seu framebuffer. Fornecemos um exemplo de código C que faz isso com sobrecarga mínima de CPU.

Se você leu até aqui, provavelmente é o tipo de engenheiro que se preocupa com os detalhes que realmente importam. Sinta-se à vontade para entrar em contato com seu caso de uso específico – posso enviar uma folha de dados completa, os relatórios de teste mais recentes e uma amostra para sua bancada. O1.6 Módulo TFT LCD redondoé uma daquelas peças que parece simples por fora, mas tem muita engenharia por baixo. Estamos orgulhosos disso e adoraríamos ajudá-lo a construir algo incrível com ele.

 

 

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ESPECIFICAÇÕES

ITEM	DIMENSÃO	UNIDADE
Tamanho	1.6	polegada
Dimensão do contorno	45.89x42.94x0.9	milímetros
Temperatura operacional	-20 graus - +70 graus	grau
Temperatura de armazenamento	-30 graus - +80 graus	grau
Resolução	400x400

 

 

 

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