Remoticon 2021 // Джои Кастильо учит старые ЖК-дисплеи новым трюкам

Сегментированные жидкокристаллические дисплеи в наши дни считаются довольно старой и архаичной технологией отображения. Вероятно, они наиболее знакомы нам по использованию в калькуляторах и часах, где они до сих пор находят регулярное применение. [Джои Кастильо] решил, что можно получить больше от этих дисплеев, если немного поработать, и отправился на Remoticon 2021, чтобы поделиться своими выводами.

Сегментные ЖК-дисплеи обычно представляют собой небольшие монохромные устройства, сделанные из стекла, которые потребляют при работе очень мало энергии. Они имеют фиксированный макет, который нельзя изменить, поэтому часто они разрабатываются специально для определенной цели. Калькулятор будет иметь сегменты, предназначенные для отображения чисел, часто в обычном 7-сегментном виде, в то время как часы могут добавлять специальные сегменты для отображения таких вещей, как «AM», «PM» или «ALARM».

Их специально разработанный характер означает, что они зачастую очень тонкие и компактные, с удобной компоновкой, привлекательной и подходящей для конкретных приложений. По сравнению с ЖК-дисплеями общего назначения, такими как популярные символьные ЖК-дисплеи HD44780, они зачастую имеют гораздо более чистый внешний вид и более изящный дизайн, поскольку предназначены для обслуживания потребителей, а не для использования в каком-либо из миллиона различных промышленных приложений.

Доклад [Джоуи] начинается с описания того, как работают сегментные ЖК-дисплеи, и сначала сравнивает их с 7-сегментными светодиодами, с которыми многие из нас знакомы. Однако ЖК-дисплеи немного отличаются по своей работе: сегменты затемняются при наличии перепада напряжения и управляются сигналами переменного тока, а не постоянного тока. [Джоуи] объясняет, как таким образом управлять сегментами ЖК-дисплея, предоставляя пример CircuitPython, демонстрирующий, как это делается.

Также подробно описано мультиплексирование — метод, используемый во многих сегментных ЖК-дисплеях, позволяющий управлять ими с меньшим количеством контактов ввода-вывода. Обнаружение выводов ЖК-дисплея на стандартных наручных часах Casio F-91W показывает, как работает этот метод, и за ним легко следить, наблюдая за четкостью сигналов, отображаемых на осциллографе. [Джоуи] также объясняет, что сгенерировать все необходимые сигналы легко, если вы просто купите микроконтроллер со встроенным контроллером сегментного ЖК-дисплея, например Microchip SAM L22.

В качестве основного примера того, чего можно достичь, взломав сегментные ЖК-дисплеи, [Джоуи] показывает, как он перепрофилировал дисплей Casio Databank DB-36. ЖК-дисплей имеет 55 разъемов и множество сегментов и подключается с помощью полосок «зебра» — довольно деликатный метод подключения сегментного ЖК-дисплея. С помощью липкой ленты он блокирует контакт, идущий к ЖК-дисплею, собирает часы и ищет, какие сегменты больше не работают. Этот метод позволяет быстро определить распиновку дисплея.

Однако очевидно, что если вы занимаетесь реверс-инжинирингом дисплея, вы ограничены использованием сегментов, заложенных первоначальными дизайнерами. Однако, как радостно объясняет [Джоуи], на самом деле вы можете без особых усилий изготовить свой собственный сегментный ЖК-дисплей! Он уже сделал это сам, создав копию Casio F-91W в форм-факторе, совместимом с Feather, чтобы облегчить разработку платы Sensor Watch. Существует требование к количеству, но в конечном итоге вы можете потратить менее 1 доллара за единицу при больших заказах.

Хотя сегментные ЖК-дисплеи являются устаревшими и базовыми, они по-прежнему являются отличной технологией для любого проекта с низким энергопотреблением, в котором необходимо отображать некоторые данные. В конце концов, только подумайте, как долго средние цифровые наручные часы могут работать от одной батарейки типа «таблетка»! Выступление [Джоуи] — отличный учебник, если вы заинтересованы в использовании преимуществ этих дисплеев, будь то в существующем оборудовании или в создании собственного с нуля!