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Was ist ein LCD und wo wird es verwendet?

Die Visualisierung, also das Display, wird in der Industrie immer wichtiger. Bei den heutigen sehr komplexen Maschinen ist es von Vorteil, wenn der Operator direkten Einfluss auf das Verhalten bzw. die Einstellungen der Maschine hat. Auch ist es essentiell, dass der Bediener wichtige Informationen auf einem Blick angezeigt bekommt und darauf reagieren kann. Dafür steht eine Reihe von digitalen Anzeigemöglichkeiten zur Verfügung.

Mehr zu Displays und reparablen Fehlern lesen Sie hier.

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Verschiedene Arten von Displays

Es gibt sehr viele verschiedene digitale Anzeigen. Eine große Gruppe davon wird von den Displays eingenommen. Im nachfolgenden Abschnitt stellen wir ein paar der gebräuchlichsten Display Variationen.

Siebensegmentanzeigen (Zahlendisplay)

Siebensegment Anzeigen haben ihren Namen von der Tatsache, dass sie 7 Segmente zur Verfügung haben, um die Zahlen 0 bis 9 anzuzeigen. Wenn man mehrere der einzelnen Anzeigen nebeneinander Anreiht, kann man größere Zahlen darstellen. (Diese Anzeigenart gibt es sowohl in LED als auch LCD Ausführung.)

^Display Siebensegment

Alphanumerisches Display

Alphanumerische Displays können sowohl Zahlen als auch das komplette lateinische Alphabet inklusive Sonderzeichen Darstellen. Diese Displays haben meistens kleine Pixelfelder mit 5×8 Pixel, in denen die Zeichen angezeigt werden.

 

 

Display Alphanumerisch

Grafikdisplays (Pixeldisplay)

Einfarbige Grafikdisplays können in Ihrer Größe (Pixelanzahl) ein beliebiges Muster anzeigen. Diese werden vor allem in Bereichen eingesetzt, wo alphanumerische Anzeigen an Ihre Grenzen stoßen. Der große Vorteil ist, dass man damit Schriften und Grafiken gemeinsam auf einen Bildschirm bringen kann.

 

Verschiedene Techniken welche in Displays eingesetzt werden

In der Displaytechnik werden unter anderem LCD, LED, OLED und VFD eingesetzt. Eine genauere Erklärung finden sie im Nachfolgenden Absatz.

 

LCD – Liquid Crystal Display

Auf Deutsch heißt LCD übersetzt „Flüssigkristallanzeige“. Die Anzeige funktioniert durch kleine Kristalle welche, je nach angelegter Spannung, Licht durchlassen oder blockieren.

 

LED – Light Emitting Diode

LED bedeutet auf Deutsch „Licht aussendende Diode“. Die LED erzeugt beim Anlegen einer Spannung durch die Elektrolumineszenz Licht.
OLED – Organic Ligth Emitting Diode (H3)
Der Begriff OLED wird auf Deutsch mit „Organische Licht aussende Diode“ übersetzt. Sie funktionieren ähnlich wie eine LED, nur auf organischer Basis.

 

VFD – Vacuum Fluorescent Display

Zu Deutsch Vakuum Fluoreszenz Display manche sagen auch Digitron-Anzeige. Es handelt sich hierbei um eine Elektronenröhre, wo spezielle Materialien durch den Beschuss von Elektronen zum Leuchten gebracht werden.

 

Farbgrafik Display

Beleuchtung für das Display

Um eine gut sichtbare Anzeige zu gewährleisten, muss das Display selbst leuchten oder beleuchtet werden. Selbstleuchtende Anzeigen werden immer mit LEDs oder mit OLEDs realisiert. Normale LCDs benötigen hingegen eine Hintergrundbeleuchtung. Diese Hintergrundbeleuchtung kann durch LEDs oder durch eine CCFL bereitgestellt werden. Egal welche Beleuchtung nun verwendet wird, muss zwischen Display und Beleuchtung ein Polarisationsfilter angebracht werden.

 

LED Beleuchtung

Bei der LED Beleuchtung unterscheidet man zwischen zwei Verfahren.

 

Direct-Light

Der Begriff Direct-Light steht im Deutschen für „direkte Beleuchtung“. Hier sitzen die LEDs genau hinter dem Display und leuchten auf den Polarisationsfilter.

 

Edge-Light

Auf Deutsch übersetzt bedeutet Edge-Light „seitliche Beleuchtung“. Hier sitzen die LEDs seitlich vom Display und werden über eine Streuscheibe zum Polarisationsfilter sowie Display geleitet.

 

CCFL Beleuchtung

Der Begriff CCFL steht im Englischen für „Cold Cathode Fluorescent Lamp“ und bedeutet auf Deutsch übersetzt „Kaltkathoden-Fluoreszenzlampen“. Die CCFL ist in der Funktion sehr ähnlich eine Leuchtstofflampe, benötigt jedoch eine spezielle Ansteuerung. Die CCFL sitzen immer seitlich. Das Licht wird über eine Streuscheibe zum Polarisationsfilter geleitet.

Display Beleuchtung

Touchscreen als HMI (Human Machine Interface)

Ein Touchscreen als HMI ist notwendig, denn eine Anzeige alleine macht noch kein gutes Interface. Für ein funktionelles Interface wird eine Eingabemöglichkeit benötigt. Früher wurde dies über eine Reihe von Tastenfelder gelöst. Um ein einfacheres Bedienen zu ermöglichen setzt man inzwischen auf einen berührungsempfindlichen Bildschirm, auch Touchscreen genannt.

 

Meist verwendete Touchscreen Systeme

Es gibt viele verschiedene Arten einen Touchscreen zu realisieren. Im Nachfolgenden finden Sie die gebräuchlichsten Technologien. Das Bild zeigt ein resitives Touchpanel, welches aktuell im Industrie- und Automotivbereich am weites verbreiteten ist.

 

Resistiver Touchscreen

Der resistive Touchscreen funktioniert mit zwei Widerstandsplatten welche mit einem kleinen Abstand übereinander liegen. Durch das Drücken der Platten werden diese verbunden und die Elektronik kann durch den neu entstehenden Widerstand berechnen wo die Berührung erfolgte.

 

Kapazitiver Touchscreen

Durch das Berühren des Kapazitiven Touchscreens verändert man das elektrische Feld welches am Touchscreen anliegt. Diese Veränderung kann die Elektronik verwenden um zu berechnen wo die Berührung stattfindet.

 

Optischer Touchscreen

Für den Optischen Touchscreen wird ein Gitter aus Infrarotlaser über den Bildschirm gelegt. Sobald eine Unterbrechung der Laserstrahlen detektiert wird, kann die Elektronik berechnen wo sich der Finger befindet.

Display Touchpanel

Fehler in der Visualisierung

Durch die hochkomplexen Systeme, die in der Visualisierung verwendet werden, gibt es natürlich eine Vielzahl an Fehlern die auftreten können. Hier können wir bei vielen Fehlern helfen, ein paar Beispiele dafür finden sie nachfolgend.

 

Touchscreen ohne Funktion

Wenn der Touchscreen nicht mehr richtig funktioniert, kann es vorkommen dass die Berührungen falsch oder gar nicht mehr erkannt werden.

 

Hintergrundbeleuchtung ohne Funktion

Ohne korrekter Hintergrundbeleuchtung ist das Display sehr schlecht bis nicht mehr ablesbar. Auch kann es vorkommen, dass keine gleichmäßige Ausleuchtung mehr gegeben ist.

 

Komplettausfall bei der Visualisierung

Bei Komplettausfällen funktionieren weder Touch, Tasten, noch zeigt das Display etwas an.

 

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