Дисплеи электронной бумаги: улучшение пользовательского опыта маломощных устройств
Критически важным для успеха любого продукта является его пользовательский интерфейс. От бытовой техники до веб-сайтов те, которые преуспевают, являются функциональными и легкими или даже приятными для использования.
Датчики и другие устройства, предназначенные для Internet of Things (IoT), ничем не отличаются. Хотя основным требованием для большинства подключенных устройств является отправка и прием данных в облако и из него, существует множество примеров, когда отображение на самом устройстве сделает его еще более привлекательным для потенциальных покупателей.
Например, представьте себе сеть подключенных датчиков температуры или влажности с батарейным питанием в производственной среде. Для кого-то на земле, которому поручено контролировать завод, возможность мгновенного считывания датчика без использования отдельного устройства с облачным подключением быстрее, проще и в некоторых случаях безопаснее. В результате датчик со встроенным дисплеем мог бы ускорить и лучше информировать оперативное принятие решений.
Энергетическая головоломка
Тем не менее, получение дисплея в удаленном наборе IoT с батарейным питанием обычно препятствует ограниченному бюджету мощности. Поскольку многие датчики должны работать в течение нескольких месяцев или даже лет на одной батарее, такой как монета-ячейка CR2032, традиционные TFT-дисплеи не могут быть и речи. В двухдюймовом TFT-LCD-телевизоре каждый год он будет потреблять более 1000 таких батарей - и это еще до того, как вы даже подумаете о включении самого датчика, его коммуникационной микросхемы или других компонентов, необходимых для ее работы.
Есть две основные причины, по которым TFT LCD требуют такой мощности. Во-первых, для отображения даже неподвижного изображения, такого как считывание сенсора, TFT-дисплеи необходимо обновлять примерно 50 раз в секунду. Каждое обновление использует силу, которая быстро складывается. Во-вторых, TFT-дисплеям требуется подсветка с подсветкой, чтобы сделать изображение видимым.
Таким образом, ключом к получению дисплея в устройстве, работающем на небольшой батарее, является устранение этих двух больших пользователей мощности, и это именно то, что делает электронная бумага.
E-Paper: маломощный игровой чейнджер
Э-бумажные дисплеи обычно встречаются в электронных читателях, включая Amazon Kindle. Они отличаются от TFT LCD-мониторов тем, что они не требуют постоянного обновления, чтобы сохранить одно и то же изображение, и использовать энергию только при изменении того, что отображается на дисплее. Для приложений IoT, где показания датчиков иногда обновляются только несколько раз в день, электронная бумага - настоящий игровой манипулятор, когда речь заходит об энергопотреблении. Например, постоянно отображаемый экран с диагональю на двух дюймах, обновленный шесть раз в день, потребовал бы чуть более 0, 001% от дневной мощности TFT-монитора того же размера.
Amazon Kindle с дисплеем электронной бумаги. Изображение предоставлено Xxolgaxx
Это стало возможным благодаря тому, как работают электронные бумажные дисплеи. Проще говоря, каждый «пиксель» представляет собой крошечную капсулу, содержащую частицы «чернил», которые обычно черно-белые (хотя красный цвет также доступен). Белые частицы положительно заряжены, а черные - отрицательно. Когда вы наносите положительный заряд в верхнюю часть капсулы, вы рисуете черные частицы в поле зрения, создавая темную область на дисплее. Применение отрицательного заряда приводит к появлению белого, что приводит к четкой области. Вы делаете это на всем экране, чтобы создать изображение. Красота заключается в том, что, поскольку технология «бистабильная», как только частицы находятся в положении, они останутся там, используя силу, пока вы не примените противоположный заряд.
Такой подход создания изображения с использованием физических частиц чернил также означает, что дисплеи электронной бумаги не требуют подсветки. Вместо этого окружающий свет отражает дисплей так же, как и отпечатанные чернила и бумага, создавая видимое изображение, которое могут видеть человеческие глаза (и сканеры штрих-кода).
Начало работы с E-Paper Displays
Еще одна вещь, которую следует учитывать, когда речь заходит об электронных бумажных дисплеях, - это то, как легко и недорого они пытаются опробовать, будь вы профессиональный дизайнер или технический энтузиаст.
Например, вы можете использовать Arduino UNO или MEGA 2560 со специальной панелью расширения дисплея для электронных документов. Эта специальная плата позволяет тестировать дисплеи размером до 4, 2 дюйма. После того, как у вас есть комплект, речь идет о загрузке некоторых файлов кода из GitHub, создании изображения, которое вы хотите отобразить, обновлении кода, чтобы указать его на новый файл, и загрузке изображения в Arduino.
Arduino с платой расширения дисплея для электронной бумаги. Изображение предоставлено Pervasive Displays
Популярный выбор для IoT
E-paper - это игровой чейнджер, когда речь идет о добавлении дисплеев к оборудованию с очень ограниченными бюджетами мощности: он открывает целый ряд возможностей для дизайнеров, которые значительно улучшают работу пользователей с их продуктами. Кроме того, легкость, с которой вы можете экспериментировать с электронной бумагой в своих проектах, не говоря уже о относительно низких инвестициях, - объясняет, почему так много в мире IoT теперь включают в себя дисплеи электронной бумаги в своем оборудовании.
Отраслевые статьи - это форма контента, которая позволяет отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits таким образом, что редакционный контент не очень подходит. Все отраслевые статьи подчиняются строгим редакционным правилам с целью предоставления читателям полезных новостей, технических знаний или историй. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, являются точками партнера, а не обязательно для All About Circuits или его авторов.