Histoire des cadres d'art numérique E-Ink

 

Inspiration précoce (années 2000) – Naissance et premières utilisations de l'encre électronique

L'encre électronique, ou papier électronique, a été inventée au MIT à la fin des années 1990 (commercialisée par la société E Ink en 1997). Sa première application majeure a été liseuses électroniques comme le Kindle d'Amazon, grâce à son lisibilité semblable à celle du papier et mes faible consommation d'énergie.

Pendant ce temps, cadres photo numériques Les écrans LCD ont commencé à apparaître, mais ils étaient gourmands en énergie et devaient toujours être branchés. Si les gens adoraient l'idée d'affichages artistiques dynamiques, les écrans LCD traditionnels n'étaient pas idéaux pour une décoration minimaliste ou économe en énergie.entrer dans l'encre électronique.

Cadres de niche et expérimentaux (2010-2015)

Au début des années 2010, certains bricoleurs et adeptes précoces ont commencé à utiliser de petits Affichages ePaper (comme ceux de Pervasive Displays ou Waveshare) pour créer cadres numériques personnalisés. Ceux-ci étaient généralement en noir et blanc, utilisés pour les dessins au trait ou les bandes dessinées, et mis à jour via Raspberry Pi ou Arduino.

Des projets comme :

• Encadré 2.0 (Kickstarter 2014) J'ai essayé d'utiliser l'encre électronique pour l'art, mais je me suis tourné vers l'écran LCD haut de gamme.
• Astuces Kindle permettre aux gens d'afficher des images statiques ou des œuvres d'art sur d'anciens écrans Kindle.

C'étaient créatif mais limité, en raison de la petite taille de l'écran, de la faible résolution et du manque de couleur.

Émergence commerciale (2016-2020)

À mesure que la technologie E Ink s'améliorait, quelques startups ont commencé à publier cadres d'art numérique dédiés à l'encre électronique, soulignant minimalisme, calme esthétique et zéro pollution lumineuseLes principaux acteurs comprenaient :

• Moniteur papier Modos – axé sur la productivité et l’affichage du code/de l’art
• Visionect / Joan – utilisé l'encre électronique pour la signalisation, mais a inspiré des idées d'affichage
• Framestation, plaque d'encre – Écrans open source adaptés au bricolage

Pourtant, la plupart étaient Signalisation DIY ou commerciale plutôt que des cadres couleur haute résolution pour les beaux-arts numériques.

Avancées dans le domaine de l'encre électronique couleur (2020-2023)

Le lancement de E Ink Kaleido (filtre couleur) et mes Spectres (particules multicolores) ont marqué un tournant. Ils ont permis art numérique en couleurs limitées, bien que toujours avec une saturation inférieure à celle des écrans LCD.

Désormais, de nouveaux produits comme :

• Encre de lémurien – destiné aux artistes et aux collectionneurs
• Cadres photo couleur à encre électronique de Chine (Alibaba, panneaux Waveshare)
• QuirkLogic et Mudita – axé sur le calme du style de vie et l’affichage intentionnel

Ils ont souligné ultra-basse puissance, éco-convivialité et tranquillité esthétique, en accord avec les tendances modernes en matière de design d'intérieur et de bien-être.

Spectra 6 et l'avenir (2024+)

Avec Spectres d'encre E 6 en 2023-2024, les cadres d'art numérique peuvent désormais afficher six couleurs vives (dont le bleu et le vert) avec contraste élevé (30:1) et mes résolutions jusqu'à 200 PPI.

Cela permet :

• Cadres de plus grande taille (jusqu'à 75")
• Visuels de qualité muséale
• Écrans « toujours allumés » à très faible consommation d'énergie
• Intégration avec les galeries NFT et l'art génératif

Les startups et les artistes explorent désormais plateformes d'art connectées, où les propriétaires peuvent diffuser des œuvres d'art organisées ou des visuels génératifs sur leur cadre via des portefeuilles Wi-Fi ou blockchain.

 

Qu'est-ce que E-Ink Spectra 6

 

E Ink Spectra 6 est la dernière génération de technologie d'affichage couleur à papier électronique (ePaper) développée par E Ink Corporation, spécialement conçue pour la signalétique commerciale, l'art numérique et les écrans basse consommation. Elle représente une avancée majeure en termes de richesse des couleurs, de contraste et de résolution par rapport aux technologies couleur à encre électronique précédentes.

Principales caractéristiques de l'E-Ink Spectra 6

Détails des fonctionnalités

🖍️ Gamme de couleurs Six pigments : noir, blanc, rouge, jaune, bleu et vert

🌈 Précision des couleurs Capable d'afficher plus de 60,000 XNUMX couleurs via un tramage avancé

📐 Résolution jusqu'à 200 PPI (pixels par pouce) pour des images détaillées et nettes

🌓 Rapport de contraste jusqu'à 30:1 — bien plus élevé que les générations précédentes d'encre électronique couleur

⚡ Consommation d'énergie Aucune alimentation n'est requise pour conserver une image (bistable) ; les mises à jour consomment de l'énergie

🔋 Autonomie de la batterie Peut durer des mois à des années sur une seule charge selon l'utilisation

🖥️ Tailles disponibles : de 4″ à 75″ — les tailles populaires incluent 7.3″, 13.3″, 25.3″

🧩 Options d'interface SPI, USB, BLE ou Wi-Fi selon le matériel d'intégration

E Ink Spectra 6 est la technologie ePaper la plus vibrante, la plus précise en termes de couleurs et la plus économe en énergie disponible pour les affichages statiques. Elle ouvre de nouvelles perspectives dans l'art numérique, la signalétique et les technologies visuelles d'ambiance, où beauté et durabilité se rencontrent.

 

Comment fonctionne l'E-ink Spectra 6

Utilisations de l'encre électronique Spectra 6 microcapsules Rempli de particules colorées chargées en suspension dans un fluide. En appliquant différentes charges électriques, le pigment souhaité remonte à la surface, formant des pixels de l'une des six couleurs. Une fois en place, l'image reste sans pouvoir jusqu'au prochain rafraîchissement.

Pour plus d'informations, s'il vous plaît visitez: https://www.eink.com/tech/detail/How_it_works

 

Les tailles populaires des cadres d'art numérique E-Ink

Taille	Résolution	PPI
4 pouce	600*400	~ 180
7.3 pouce	800*480	127
10 "	1600*1200	200
8.14 pouce	1024*576	144
13.3 pouce	1200*1600	150
25.3 pouce	3200*1800	145
28.5 "	2160*3080	132
31.5 pouce	2560*1440	94

 

Les acteurs des cadres d'art numérique E-Ink

De nombreuses startups travaillent sur des cadres d'art numérique E-Ink, mais toutes utilisent Spectra 6. Les plus connues sont répertoriées ci-dessous.

Bloomin8 (par Arpobot)

• Un cadre d'art numérique financé par la foule qui sera lancé le 19 mars 2025 sur Kickstarter/Indiegogo.
• Disponible en tailles 7.3″, 13.3″ et 28.5″, alimenté par batterie (jusqu'à environ 1 an) et compatible Wi-Fi/Bluetooth/Job-Assistant

Cadre de réflexion (Creative Design Worx)

• Un cadre Spectra 13.3 de 6 pouces avec appairage NFC, mises à jour Bluetooth LE via smartphone, soutenu par Kickstarter (249 à 329 $ en prévente).
• La connectivité de l'interface utilisateur est optimisée pour la simplicité et l'efficacité énergétique

InkPoster (PocketBook + Sharp)

• Une affiche murale numérique/un affichage artistique disponible dans les tailles 13.3″, 28.5″, 31.5″.
• Frais annuels, équipé du Wi-Fi/Bluetooth, connecté à une application pour les œuvres d'art sélectionnées et les téléchargements personnels

Ces plateformes illustrent la transition du matériel d'affichage vers des écosystèmes artistiques connectés, alimentés par des API, des applications pour smartphone et même la génération de contenu par IA. Que vous soyez collectionneur ou créatif, ces cadres Spectra 6 offrent des toiles quasi silencieuses, économes en énergie et semblables à du papier qui transforment votre espace en douceur.

La liste complète des joueurs est listée ci-dessous :

Kickstarter d'Aluratek – https://www.kickstarter.com/projects/…

Bloomin8 – https://bloomin8.com/product/einkcanvas

Cadre de réflexion – https://www.reflectionframe.com/

Inkposter – https://inkposter.com

Papier sans papier – https://paperlesspaper.de/e

Samsung EDMX

 

Quel affichage Orient est impliqué dans les créations de cadres d'art numérique E-Ink ?

• Source d'encre électronique Spectra 6 EDP
• Laminer le verre de protection sur EDP
• Conception, fabrication et intégration tactiles.
• Éclairage avant, conception, fabrication et intégration (si des idées folles existent)
• La carte de pilotage EDP comprend le circuit imprimé, la conception CMS, les tests et le micrologiciel. Nos ingénieurs maîtrisent l'ESP32.
• Boîtier et cadre en aluminium, plastique ou bois.
• L'ensemble du montage et de l'emballage.

 

Si vous avez des questions, veuillez contacter notre équipe d'ingénierie.

Parcourez nos produits E-Ink standard dans notre boutique en ligne.

 

La mini LED, également appelée « diode électroluminescente submillimétrique », est un type de puce LED de taille beaucoup plus petite. En général, la taille de la puce d'une mini LED varie de 50 à 200 µm. Cela signifie que, dans une même zone, les mini LED peuvent accueillir un plus grand nombre de perles lumineuses, permettant un contrôle local de la gradation plus précis.

La technologie Mini LED était initialement largement utilisée dans l'industrie de la télévision. Cependant, ces dernières années, grâce aux progrès constants de la technologie du rétroéclairage et à la réduction de la taille des puces LED à 50 μm, son application s'est progressivement étendue des téléviseurs, adaptés à la vision à longue distance, aux moniteurs, plus adaptés à une utilisation rapprochée.

Comparés aux moniteurs traditionnels, les écrans Mini LED offrent une qualité d'image plus fine, une luminosité accrue et un format plus fin. Ils conservent intégralement les couleurs primaires RVB, ce qui se traduit par une meilleure intégrité des couleurs et une gamme de couleurs plus large, avec des niveaux de luminosité proches de ceux des écrans OLED. Plus petits que les LED classiques, les Mini LED permettent un contrôle plus précis du rétroéclairage de l'écran LCD. Associés à une technologie avancée de gradation locale, ils offrent un contraste nettement plus élevé. De ce fait, les écrans Mini LED sont nettement plus fins. Tous ces avantages font des Mini LED un choix idéal pour les applications d'affichage professionnelles où la précision des couleurs, la résolution et les performances globales sont essentielles.

Fondamentalement, les Mini LED appartiennent toujours à la catégorie des écrans LCD et sont constitués d'un module de rétroéclairage, d'une couche de cristaux liquides, d'un filtre couleur et d'autres composants. Le module de rétroéclairage, source lumineuse principale, est composé de nombreuses LED disposées en séquence. La différence la plus notable entre les Mini LED et les écrans LCD traditionnels réside dans la taille des LED : les panneaux Mini LED peuvent accueillir beaucoup plus de LED pour une même taille, ce qui améliore considérablement la luminosité de l'écran.

La Mini LED est déjà devenue la meilleure option actuelle et est considérée comme une technologie de transition entre les LED à petit pas et les Micro LED à long terme. Comparés aux LED à petit pas, les écrans Mini LED offrent des puces plus petites, une disposition plus dense et une résolution plus élevée (PPI), ce qui les rend particulièrement adaptés aux téléviseurs LED 4K/8K de grande taille.

•  Avantages de la Mini LED

 

• Exigences relatives aux produits d'affichage

• Tendances des produits d'affichage

• Route technologique : des puces LED plus petites

• Comparaison des différents substrats pour les mini LED

• Structure de substrat en verre pour mini LED passives

• Tests de haute fiabilité pour les mini-LED pour activer la technologie utilisée dans l'automobile

  

• Exemples de mini LED utilisées dans les applications automobiles

Si vous avez des questions, veuillez contacter notre Ingénieurs d'Orient Display.

Verre fantôme est une marque de protecteurs d'écran en verre trempé haut de gamme conçu pour les appareils électroniques tels que les smartphones, les tablettes et les ordinateurs portables.

C'est l'une des protections d'écran en verre les plus résistantes et les plus solides disponibles sur le marché.

Les principales caractéristiques comprennent:

• Protection haute résistance:Il peut résister aux chocs violents, aux rayures et à l'usure quotidienne.
• Transparence ultra-claire:Il est presque invisible, conservant la clarté et la couleur d'origine de l'écran de votre appareil.
• Résistance aux empreintes digitales et aux taches:Il dispose d'un revêtement spécial qui facilite le nettoyage et garde l'écran frais.
• Une installation facile: Généralement conçu pour une application sans bulles.
• Ajustement parfait: Fabriqué sur mesure pour différentes marques et modèles d'appareils.

Meilleure résistance aux chocs de sa catégorie
Dureté de surface 9H

Phantom Glass est fabriqué avec du verre renforcé par échange d'ions, offrant une durabilité supérieure contre les impacts, les rayures et l'usure de la surface.
Lors de tests rigoureux, Phantom Glass a réussi avec succès 10 chutes consécutives d'une hauteur de 1 mètre directement sur l'écran, répondant aux normes strictes requises pour produits de qualité aérospatiale.

Conçu pour une résilience extrême, le verre Phantom assure une protection maximale et une intégrité structurelle dans les conditions les plus exigeantes.

En bref, Phantom Glass est conçu pour protéger l’écran de votre appareil autant que possible sans affecter son apparence ou sa sensation.

 

Constructions et données :

 

La norme CEI 61000-4-2 est une norme de compatibilité électromagnétique (CEM) élaborée par la Commission électrotechnique internationale (CEI), visant spécifiquement à tester l'immunité aux décharges électrostatiques (DES). Cette norme est conçue pour évaluer et vérifier la capacité des équipements et systèmes électroniques à résister aux décharges électrostatiques. Elle définit les procédures de test des décharges électrostatiques et les différents niveaux de test.

1. Niveaux d'essai IEC 61000-4-2

La norme IEC 61000-4-2 définit deux principaux types de décharges :

1) Décharge de contact : La décharge électrostatique est directement appliquée à l'appareil via une électrode de test en contact avec lui.

Décharge aérienne : La décharge électrostatique est appliquée en rapprochant l'électrode de test de l'appareil (sans contact direct).

Chaque type de décharge a des niveaux de test de tension différents pour simuler l'intensité de la décharge électrostatique qui peut être rencontrée dans divers environnements. Les niveaux de test standard définis dans la norme CEI 61000-4-2 sont les suivants :

Niveaux de décharge de contact :

• Niveau 1 : 2 kV
• Niveau 2 : 4 kV
• Niveau 3 : 6 kV
• Niveau 4 : 8 kV
• Niveau spécial : > 8 kV (des niveaux de tension plus élevés peuvent être définis par l'utilisateur en fonction des besoins réels)

Niveaux de rejet d'air :

• Niveau 1 : 2 kV
• Niveau 2 : 4 kV
• Niveau 3 : 8 kV
• Niveau 4 : 15 kV
• Niveau spécial : > 15 kV (De même, des niveaux de tension plus élevés peuvent être définis par l'utilisateur en fonction des besoins réels)

Pour l'écran LCD uniquement, le test maximum est de niveau 4.

 

2. Procédure d'essai

Au cours du processus de test proprement dit, l'équipement doit subir une série d'opérations de décharge électrostatique prescrites pour garantir qu'il peut résister à l'environnement de décharge électrostatique prévu. La procédure de test spécifique comprend :

1) Sélection du niveau de test:Choisissez le niveau de test approprié (niveau 1 à niveau 4, ou un niveau spécial supérieur) en fonction de l'environnement d'utilisation prévu de l'équipement.

2) Mise en place de l'équipement de test:Utilisez un pistolet à décharge électrostatique et tout autre équipement de test nécessaire comme spécifié par la norme IEC 61000-4-2.

3) Méthodes de décharge :

• Décharge de contact:Mettez directement en contact la pointe du pistolet de décharge avec les parties métalliques de l'équipement.
• Décharge d'air:Approchez la pointe du pistolet de décharge des parties non métalliques de l'équipement, en vous rapprochant progressivement jusqu'à ce qu'une décharge se produise.

4) Répéter la décharge:En règle générale, plusieurs décharges (généralement 10 ou plus) sont nécessaires à chaque point de test pour vérifier l'immunité aux décharges électrostatiques de l'équipement sur tous les points de test.

5) Observation et enregistrement:Après chaque décharge, observez la réponse de l'équipement (comme le redémarrage, la perte de données, la défaillance de la fonction, etc.) et enregistrez les résultats du test.

 

3. Principaux phénomènes d'échec des tests ESD sur écran LCD

Lorsqu'un écran LCD échoue à un test ESD (décharge électrostatique), les phénomènes suivants sont généralement observés :

1) Écran Vacillant or Clignotant:L'écran peut scintiller ou clignoter par intermittence en raison de l'instabilité causée par une décharge électrostatique.

2) Permanent Afficher les artefacts:Des lignes, des points ou des distorsions permanentes peuvent apparaître sur l'écran, indiquant des dommages au panneau LCD ou aux circuits.

3) pour écran Gel : l'écran peut se figer ou ne plus répondre, nécessitant un redémarrage ou un cycle d'alimentation pour récupérer.

4) Distorsion des couleurs:Les couleurs à l'écran peuvent être déformées ou incorrectes, ce qui peut être dû à des dommages au pilote d'affichage ou à d'autres composants électroniques.

5) Perte de fonctionnalité d'affichage:L'écran peut devenir complètement vide ou ne pas afficher d'image, ce qui suggère une défaillance plus grave des composants internes de l'écran.

6) Dysfonctionnement de la fonction tactile (le cas échéant) : Sur les écrans LCD tactiles, la fonction tactile peut devenir insensible ou erratique après un événement ESD.

7) Redémarrages inattendus:L'appareil peut redémarrer de manière inattendue en raison d'une décharge électrostatique affectant les circuits de gestion de l'alimentation ou de contrôle de l'appareil.

8) Perte ou corruption de données:Il peut y avoir une perte ou une corruption de données, en particulier si l'ESD affecte les composants de mémoire ou de stockage.
Ces phénomènes indiquent que l'écran LCD ou ses composants électroniques associés ont été compromis par une décharge électrostatique, ce qui nécessite une enquête plus approfondie et potentiellement un blindage ou une protection de circuit supplémentaire.

 

4. Mesures d'amélioration des décharges électrostatiques (ESD)

1) Mesures préventives pendant la phase de conception

a. Conception au niveau du conseil d'administration

• Conception du plan de masse: Assurez-vous que le circuit imprimé dispose d'un plan de masse complet pour améliorer sa résistance aux interférences. Un plan de masse solide permet de fournir un chemin à faible impédance pour le flux de courant, réduisant ainsi efficacement le bruit et améliorant la compatibilité électromagnétique globale (CEM) de la carte.
• Dispositifs de protection ESD:Ajoutez des dispositifs de protection ESD sur les lignes de signaux critiques, tels que des diodes TVS (Transient Voltage Suppression) et des condensateurs de protection ESD. Ces composants aident à limiter les pics de tension et à dissiper en toute sécurité l'énergie ESD, protégeant ainsi les circuits sensibles contre les dommages.
• Optimisation du chemin de retour du signal: Optimisez les chemins de retour du signal pour minimiser le courant ESD traversant les circuits critiques. Des chemins de retour correctement conçus garantissent que les courants ESD sont dirigés loin des zones sensibles, réduisant ainsi le risque de dommages aux circuits et améliorant la résilience globale aux ESD.

b. Conception de l'enceinte

• Revêtement conducteur: Appliquez un revêtement conducteur à l'intérieur des boîtiers en plastique pour assurer un effet de blindage. Ce revêtement permet de bloquer et de dissiper les décharges électrostatiques (ESD), protégeant ainsi les composants internes.
• Mise à la terre d'un boîtier métallique: Assurez-vous que le boîtier métallique est correctement mis à la terre pour fournir un chemin efficace pour la décharge électrostatique. Une bonne mise à la terre permet de dissiper en toute sécurité l'électricité statique des appareils électroniques sensibles.
• Augmenter la zone de mise à la terre entre le cadre métallique de l'écran LCD TFT et le circuit imprimé du produit: Élargissez la zone de mise à la terre entre le cadre métallique de l'écran LCD TFT et le circuit imprimé du produit. Cela permet de créer un chemin ESD plus efficace et d'améliorer l'immunité globale de l'appareil aux décharges électrostatiques.
• Augmenter l'espace flottant entre le boîtier et l'écran tactile TFT: Augmentez l'espace flottant entre le boîtier et l'écran tactile TFT. Un espace plus grand peut aider à minimiser l'impact direct des décharges électrostatiques sur l'écran tactile en offrant plus d'espace pour que la décharge potentielle se dissipe sans affecter les composants sensibles.

2) Optimisation du câblage et de la disposition

• Protection des composants critiques: Placez les composants sensibles à l'écart des zones susceptibles d'entrer en contact avec des décharges électrostatiques, telles que les boutons, les connecteurs et les interfaces. Cela réduit le risque que des décharges électrostatiques atteignent ces composants et provoquent des dommages.
• Fils de mise à la terre courts:Réduisez la longueur des câbles de mise à la terre pour réduire la résistance et l'inductance de la terre. Des chemins de mise à la terre plus courts offrent un moyen plus efficace pour dissiper les courants ESD, améliorant ainsi la protection globale.
• Zones d'isolement: Créez des zones de protection ESD dédiées sur le PCB pour isoler les circuits sensibles des zones susceptibles d'entrer en contact avec des décharges électrostatiques. Cela peut impliquer l'ajout de barrières, de plans de mise à la terre ou de traces de protection pour protéger les composants critiques des chemins de décharge potentiels.

3) Filtrage et mise en mémoire tampon

• Condensateurs de filtrage:Ajoutez des condensateurs de filtrage aux lignes de signaux critiques pour absorber les impulsions ESD.
• Résistances série:Placez de petites résistances en série avec les lignes de signal pour limiter le courant ESD.

4) Filtrage et mise en mémoire tampon

• Condensateurs de filtrage:Ajoutez des condensateurs de filtrage sur les lignes de signaux critiques pour absorber les impulsions ESD.
• Résistances série:Placez de petites résistances en série avec les lignes de signal pour limiter le courant ESD.

5) Blindage et mise à la terre

• Couvertures de protection:Installez des capots de protection en métal ou en ITO (oxyde d'étain et d'indium) sur les moniteurs LCD pour réduire l'impact direct des décharges électrostatiques.
• Optimisation du chemin de mise à la terre: Assurez-vous que les capots de blindage, les revêtements conducteurs et les boîtiers métalliques disposent de bonnes connexions de mise à la terre pour former un chemin de décharge ESD à faible impédance.

6) Protection de l'interface et des boutons

• Protection d'interface:Ajoutez des dispositifs de protection ESD, tels que des diodes TVS, aux interfaces d'entrée et de sortie de l'écran.
• Protection des boutons:Concevez un blindage et une mise à la terre appropriés pour les boutons afin de réduire les interférences ESD qui les traversent.

7) Gestion des lignes électriques et de terre

• Transformateurs d'isolement:Utilisez des transformateurs d'isolement pour séparer la section d'alimentation de la section de signal, réduisant ainsi la possibilité de conduction ESD à travers l'alimentation.
• Manipulation de la ligne au sol:Ajoutez des selfs de mode commun et des condensateurs de filtrage à l'entrée d'alimentation pour réduire la possibilité de conduction ESD à travers les lignes électriques.

8) Test et validation du produit

• Test des pistolets ESD:Utilisez un pistolet ESD pour des tests simulés afin d'identifier les points faibles et de mettre en œuvre des mesures correctives.
• Validation répétée:Effectuer des tests ESD répétés dans différents environnements pour garantir l’efficacité des mesures correctives.

9) Sélection des matériaux

• Matériaux antistatiques:Choisissez des matériaux aux propriétés antistatiques pour le boîtier du moniteur, tels que des plastiques antistatiques.
• Caoutchouc conducteur:Utilisez du caoutchouc conducteur sur les boutons et les interfaces pour améliorer la capacité antistatique.

 

5. Exemples d'améliorations spécifiques

1) Protection SD pour les interfaces de moniteur

Pour protéger les interfaces HDMI, VGA, USB et autres d'un moniteur contre les décharges électrostatiques (ESD), envisagez les stratégies de protection suivantes :

• Diodes TVS parallèles:Installez des diodes de suppression de tension transitoire (TVS) en parallèle sur les lignes de signal des interfaces HDMI, VGA, USB et autres. Les diodes TVS aident à limiter les pics de tension causés par les décharges électrostatiques, protégeant ainsi les circuits sensibles des surtensions.
• Ajout de petits condensateurs: Placez de petits condensateurs à proximité des interfaces pour former des filtres passe-bas. Ces condensateurs aident à absorber et à filtrer les impulsions ESD haute fréquence, protégeant ainsi davantage les composants internes du moniteur.

 

2) Protection ESD pour les boutons

Pour protéger les boutons des décharges électrostatiques (ESD), les mesures suivantes peuvent être mises en œuvre :

• Tampons en caoutchouc conducteurs: Placez des tampons en caoutchouc conducteurs entre les boutons et le circuit imprimé pour assurer une mise à la terre efficace lorsque les boutons sont enfoncés. Le caoutchouc conducteur permet aux décharges électrostatiques de se dissiper en toute sécurité vers la terre, réduisant ainsi le risque d'endommagement du circuit.
• Résistances série:Insérez de petites résistances en série avec les lignes des boutons. Ces résistances permettent de limiter le courant ESD qui pourrait circuler dans le circuit, offrant ainsi une protection supplémentaire aux composants sensibles en réduisant l'impact des impulsions ESD.

3) Protection ESD pour les lignes électriques

Pour se protéger contre les décharges électrostatiques (ESD) via les lignes électriques, les mesures suivantes peuvent être utilisées :

• Inductances de mode commun:Installez des selfs de mode commun à l'entrée d'alimentation. Ces selfs permettent de supprimer le bruit de mode commun et de réduire la quantité d'énergie ESD pouvant être conduite à travers les lignes électriques.
• Condensateurs X/Y:Utilisez des condensateurs X et Y à l'entrée d'alimentation pour filtrer les impulsions ESD transmises par les lignes électriques. Les condensateurs X sont placés entre la ligne et le neutre, tandis que les condensateurs Y sont connectés entre la ligne/neutre et la terre. Ensemble, ils forment un réseau de filtrage efficace pour absorber et atténuer les impulsions ESD à haute fréquence.

4) Réinitialiser la broche avec le circuit RC

Pour protéger la broche de réinitialisation contre les décharges électrostatiques et garantir un fonctionnement stable, un circuit RC (résistance-condensateur) peut être ajouté. Les valeurs suggérées pour les composants sont :

• R1 = 1 kΩ (1 kilo-ohm):Cette résistance permet de limiter le courant circulant vers la broche de réinitialisation, fournissant ainsi un tampon contre les pics de tension soudains dus aux décharges électrostatiques.
• C1 = 0.1 µF (microfarad):Ce condensateur agit comme un filtre, atténuant les changements rapides de tension et assurant la stabilité du signal de réinitialisation.
• C2 = 0.047 µF (microfarad):Un condensateur supplémentaire peut être placé en parallèle pour affiner davantage le filtrage, garantissant que la broche de réinitialisation est moins sensible au bruit haute fréquence et aux impulsions ESD.

Ce circuit RC aide à neutraliser les rebonds de la broche de réinitialisation et offre une protection supplémentaire contre les décharges électrostatiques et les fluctuations de tension transitoires.

5) Ajout d'un anneau ESD

Il est recommandé d'ajouter des dispositifs de protection ESD TVS aux points de contact électrostatique pour profiter de leurs propriétés antistatiques, formant ainsi un chemin de décharge ESD et améliorant la protection. De plus, incluez un anneau de décharge électrostatique (anneau ESD) sur le panneau. Cet anneau fournit un chemin vers la terre pour la décharge électrostatique, protégeant ainsi les lignes VCOM et Gate contre les dommages potentiels.

 

6) Ajoutez un TVS à chaque point VCOM

Il est recommandé d'ajouter une diode TVS (Transient Voltage Suppression) à chaque point VCOM pour une meilleure protection ESD. Plus précisément, utilisez l'ULC0511CDN dans un boîtier DFN1006 de LeiMao Electronics. Ce composant a été appliqué avec succès et a montré des résultats satisfaisants auprès de nombreux clients d'affichage.

7) Traces exposées sur le panneau

Appliquez de la colle ou du ruban isolant sur toutes les traces exposées sur le panneau. Cela permet d'éviter les courts-circuits accidentels et de protéger les traces des dommages causés par les décharges électrostatiques.

8) Broches inutilisées

Les broches inutilisées ne doivent pas être laissées flottantes. Au lieu de cela, elles doivent être connectées à la logique numérique différentielle de tension minimale (MVDDL). Cela empêche les broches flottantes de capter du bruit ou de provoquer un comportement inattendu dans le circuit.

9) Réinitialisation du logiciel

Implémentez une fonction de réinitialisation logicielle. Cela permet au système de récupérer des conditions inattendues ou des dysfonctionnements dus à des événements ESD ou à d'autres problèmes en réinitialisant le logiciel à un état connu comme correct.

10) Exemple : écran d'affichage LCD automobile

Description du problème:Lors des tests de décharge électrostatique (ESD), l'écran a réussi une décharge de contact de ± 6 kV mais a échoué à une décharge dans l'air de ± 8 kV.

Analyse:L'écran LCD est connecté au contrôleur principal via des fils et le type d'interface utilisé est LVDS (Low-Voltage Differential Signaling). Actuellement, les grands écrans utilisent principalement des interfaces différentielles LVDS et VBO (Video Bus Output), qui sont efficaces pour supprimer les interférences en mode commun. Le scintillement de l'écran observé pendant les tests peut être causé par des interférences affectant les câbles LVDS. Une décharge de contact de 500 V à 1000 500 V a été appliquée à chaque ligne de signal des câbles LVDS et il a été constaté que le scintillement de l'écran se produisait à 1000 V à XNUMX XNUMX V sur les deux paires de lignes d'horloge différentielles. Cela a confirmé que les signaux d'horloge différentiels sont particulièrement sensibles aux interférences ESD.

Solution:Ajoutez des billes de ferrite (anneaux magnétiques) aux lignes LVDS. Après avoir ajouté les anneaux magnétiques, les tests ESD ont été à nouveau effectués et les tests ont réussi avec succès. La bille de ferrite choisie présente la courbe caractéristique d'impédance de fréquence suivante :
[Inclure ici la courbe caractéristique d'impédance de fréquence de la perle de ferrite si elle est disponible dans un format visuel.]
En mettant en œuvre ces billes de ferrite, la sensibilité aux interférences ESD a été considérablement réduite, stabilisant les signaux d’horloge différentiels et empêchant le scintillement de l’écran.

11) Méthodes antistatiques pour différents boîtiers

Les écrans LCD TFT sont facilement affectés par les interférences électromagnétiques (EMI) et les décharges électrostatiques (ESD), en particulier lorsqu'ils sont dotés d'écrans tactiles intégrés. En ce qui concerne les décharges électrostatiques, les écrans LCD TFT sont montés à ras de l'extérieur de l'appareil. Les décharges peuvent atteindre les bords du cadre LCD et ne sont pas complètement dissipées par le boîtier du produit.

En y regardant de plus près, le cadre d'un écran LCD est généralement connecté à la masse du signal (GND) du circuit imprimé du produit. Par conséquent, tout courant déchargé peut circuler dans la carte de l'appareil. La solution dépend du fait que le boîtier du produit final soit conducteur ou non conducteur.

• Boîtier conducteur (métallique): Assurez une liaison électrique solide sur toutes les surfaces entre le cadre de l'écran LCD et les bords du cadre. Utilisez un revêtement conducteur transparent, tel que l'ITO (oxyde d'étain et d'indium), avec une résistivité de surface s'étendant jusqu'aux bords du cadre.
• Boîtier non conducteur: Fournissez l'écran LCD TFT comme point d'entrée pour les décharges électrostatiques. Utilisez des câbles plats blindés pour connecter le cadre LCD à la terre du PCB ; augmentez l'écart d'isolation (flottant) entre le boîtier du produit et le module d'affichage LCD.

12) Exemple : problème d'écran blanc/écran bleu

Un « écran blanc » ou « écran bleu » fait référence à l'écran du module affichant uniquement le rétroéclairage, comme lors de la mise sous tension initiale, sans aucune réponse même lors du réglage du contraste.
Ce problème se produit parce que des interférences sont appliquées aux lignes d'alimentation du module (VDD ou VSS) ou à la ligne de signal RESET pendant le fonctionnement, ce qui provoque la réinitialisation du module. La réinitialisation entraîne l'initialisation des registres internes du module et éteint l'écran.

Solution:

• Si l'interférence se situe sur les lignes d'alimentation, il est recommandé d'ajouter un condensateur de découplage (10 µF) et un condensateur de filtrage (0.1 µF/0.01 µF) entre les lignes d'alimentation VDD et VSS au plus près du module.
• Si l'interférence se situe sur la ligne de signal RESET, il est conseillé d'ajouter un condensateur de filtrage (avec une capacité de 0.1 µF ou 0.01 µF) entre la ligne de signal RESET et VSS le plus près possible du module.
  Le choix des valeurs du condensateur doit être déterminé en fonction des résultats réels des tests.

13) L'écran affiche des caractères incorrects ou des pixels aléatoires (erreurs de données) qui ne peuvent être résolus qu'en éteignant et en rallumant l'appareil

Ce problème se produit parce que des interférences sont appliquées aux signaux de commande, ce qui entraîne la modification des paramètres du registre. En règle générale, lors de l'affichage des données, il n'y a pas d'écriture répétée dans les paramètres du registre de travail principal, ce qui conduit au problème décrit.

Solution:
Si des interférences sont présentes sur les lignes de transmission :

• Utilisez des billes de ferrite ou protégez les lignes avec des matériaux tels que du papier d'aluminium ou de fines feuilles de cuivre.
• Modifiez le tracé des lignes de transmission pour éviter les zones d’interférences.
• Raccourcissez la longueur des lignes de transmission ou ajoutez des pilotes de ligne pour augmenter la puissance de transmission et améliorer l'immunité au bruit.

14) Que faire si les points d’interférence ne peuvent pas être trouvés ou si les précautions du circuit sont insuffisantes pour éliminer les interférences ?

Si les interférences ne peuvent pas être identifiées ou si les précautions du circuit ne parviennent pas à empêcher leur impact, envisagez les solutions suivantes :
Initialisation du registre périodique: Au lieu d'utiliser le signal RESET, effectuez les opérations directement sur les registres pour l'initialisation. Si un crash se produit et ne peut pas être récupéré, utilisez le signal RESET pour l'initialisation. Cependant, cela peut provoquer un scintillement de l'écran pendant l'affichage normal. Pour garantir que l'affichage normal n'est pas affecté par l'initialisation :
a. Utiliser le registre de lecture des données pour l'initialisation:Utilisez les données lues à partir des registres, telles que la lecture des mots d'état d'affichage ou des données d'unité SRAM spécifiques, comme base pour déterminer si l'initialisation est nécessaire.
b. Utiliser un module d'affichage négatif avec contrôle du rétroéclairage: Pour les modules avec un affichage négatif, éteignez le rétroéclairage lorsqu'ils ne sont pas utilisés, ce qui rend difficile la visualisation du contenu de l'écran. Lorsque le contenu de l'écran doit être observé, allumez le rétroéclairage, en utilisant ce moment comme point de réinitialisation du module, qui est moins perceptible.

15) Les tests d'interférence électrostatique sur le boîtier du produit (en particulier le panneau du produit) provoquent un écran blanc ou des erreurs d'affichage sur le module

Ce type d'interférence est généralement causé par le cadre métallique ou le verre du module qui interfère avec les circuits du module. Pour améliorer cette situation, envisagez les méthodes suivantes :

1. Connectez le cadre métallique du module à la terre.
2. Connectez le cadre métallique du module au VSS (masse du circuit).
3. Laissez le cadre métallique du module flottant (non connecté à quoi que ce soit).
4. Ajoutez un tampon isolant entre le cadre métallique du module et le boîtier métallique ; plus le tampon isolant est épais, plus la réduction de l'électricité statique est importante.

Ces quatre méthodes doivent être testées sur le produit réel pour déterminer laquelle est la plus efficace.

16) Des écrans blancs ou des erreurs d'affichage se produisent même sans source d'interférence externe
Cette situation relève également des interférences, mais elle est due à des interférences internes au système, principalement causées par des conflits logiciels. La première étape consiste à identifier le schéma de survenue des interférences. De tels problèmes sont plus susceptibles de se produire pendant le processus d'écriture du module, entraînant le blocage du module ou l'affichage d'erreurs.
Les causes courantes incluent:

• Routines d'interruption interférant pendant les opérations du module (mode d'adressage E/S), entraînant des opérations incorrectes telles que des signaux de commande ou des données modifiés, ce qui peut entraîner le blocage ou l'affichage incorrect du module.
  Solution: Désactivez les réponses d'interruption pendant le fonctionnement du module pour éviter les interférences pendant les processus critiques.

17) Exemple : lors de l'utilisation d'un écran TFT et d'un châssis de produit en métal, un test de décharge électrostatique (ESD) de 8000 XNUMX V a été effectué, ce qui a entraîné l'affichage d'un écran brouillé. La réinitialisation du module n'a eu aucun effet et l'appareil a dû être mis hors tension et redémarré pour revenir à un fonctionnement normal. Les réglementations industrielles n'autorisent pas la mise à la terre du châssis.
Pour résoudre ce problème, le châssis métallique a été remplacé par un boîtier en acrylique (verre organique) et un programme de rafraîchissement (initialisation) en boucle temporisée a été ajouté à la routine logicielle principale. Pendant le test ESD, lorsque le module LCD est réinitialisé en raison d'une décharge statique, le programme de rafraîchissement (initialisation) corrige le problème, provoquant seulement un bref scintillement avant de revenir à un fonctionnement normal, réussissant ainsi le test.

18) Exemple : À l'aide d'un écran TFT, un test de décharge électrostatique (ESD) de 8 kV a été effectué sur le châssis du produit, ce qui a entraîné l'absence d'affichage sur le module
Pour améliorer cela, un condensateur de 330 μF et une diode de protection contre les surtensions (P6K1) ont été ajoutés à la broche d'alimentation du module, et un condensateur de 330 μF a été ajouté à la sortie (VOUT) de l'alimentation du pilote. Ces mesures ont considérablement amélioré la situation. De plus, le cadre métallique du module a été isolé du châssis, en maintenant un espace de 2 mm, ce qui a permis de passer le test ESD.
Cependant, malgré ces améliorations, il y avait encore des cas occasionnels d'absence d'affichage. Pour résoudre complètement ce problème, une routine d'initialisation périodique a été ajoutée au programme pour réinitialiser le module et récupérer des interférences. Cela a complètement résolu le problème d'interférence d'affichage.

19) Exemple : Lors de l'utilisation d'un écran TFT, lors d'un test où un signal d'interférence de groupe d'impulsions positives de 4 kV, 150 Hz a été appliqué à la ligne électrique principale du système, l'écran a affiché des caractères brouillés
Pour résoudre ce problème, un parasurtenseur a été ajouté à la ligne électrique au niveau de l'interface du module LCD et la longueur des lignes de transmission redondantes a été réduite. Ces mesures ont permis au système de passer le test avec succès.

20) Lors de l'utilisation d'un écran TFT sur une armoire de commutation, le module n'affichait aucun affichage sous interférence électromagnétique haute tension
Pour résoudre ce problème, l'alimentation du système a été remplacée par une alimentation isolée. Un condensateur de 0.01 μF a été connecté à la broche /RESET du module, le cavalier reliant le cadre métallique du module à VSS a été déconnecté et un tampon isolant a été ajouté pour isoler le cadre métallique du module de l'armoire de commutation.

21) Le câble de connexion entre l'écran TFT et la carte mère du système mesure plus de 700 mm de long. Lors de l'écriture répétée de données graphiques, le côté droit du graphique duplique progressivement l'octet le plus à droite des données graphiques

Les mesures de la forme d'onde du signal d'entrée à l'interface du module étaient bonnes, avec une largeur de 0 μs pour /WR = 2. L'ajout de condensateurs et de résistances de rappel aux signaux d'interface n'a montré aucune amélioration significative. Le raccourcissement du câble et l'ajout de billes de ferrite ont apporté une amélioration notable, mais n'ont pas complètement résolu le problème.
L'insertion d'un circuit de déclenchement de Schmitt (74HC14) dans la ligne de signal /WR a complètement résolu le problème. De plus, l'insertion d'une résistance de 680 Ω dans la ligne de signal /WR a également permis de résoudre complètement le problème.

22) Exemple : écran bleu sur écran LCD

Lors des tests de décharge électrostatique (ESD), un écran industriel présentait des écrans bleus à chaque fois que le système était testé à ±6 kV sur le port réseau, l'USB et le port série, provoquant le blocage du système. Il récupérait automatiquement après un cycle d'alimentation, mais le test n'a pas été réussi. La carte avait déjà subi plusieurs révisions de conception axées sur la mise à la terre, le filtrage et l'isolation, mais celles-ci n'ont pas résolu le problème. Par conséquent, cette fois-ci, une stratégie a été adoptée pour diagnostiquer et rectifier la cause première afin d'identifier et de traiter les faiblesses du système.
Analyse et solution :
Sur la base du phénomène observé, on a suspecté que l'unité fonctionnelle du processeur était affectée par des interférences. Les broches de la sous-carte centrale (circuit du module du processeur) ont été analysées et les signaux ont été identifiés comme étant particulièrement sensibles et sujets aux interférences ESD sur la base de l'expérience pratique et de la fonctionnalité du signal.
Pour identifier les signaux sensibles aux décharges électrostatiques, un pistolet ESD a été utilisé pour appliquer une décharge de contact à des tensions de 100 V, 300 V, 600 V et 1000 XNUMX V sur différentes broches de signal de la sous-carte principale. Au cours de ces tests, le problème ne s'est pas reproduit, ce qui exclut ces signaux comme étant la source du problème.
Une analyse plus poussée des circuits sensibles sur la sous-carte principale a révélé que lorsqu'une décharge de contact de 100 V était appliquée au signal sensible DDR_CLK, le problème se reproduisait systématiquement. Chaque fois que la décharge était appliquée, le problème se reproduisait. La trace DDR_CLK avait une largeur de 4 mils et la conception n'incluait pas de pastilles de test, ce qui limitait les options d'atténuation disponibles.
Pour déterminer si le champ électromagnétique statique affectait le signal d'horloge DDR_CLK, un fil métallique relié à la terre a été placé directement au-dessus de la trace DDR_CLK et le pistolet ESD a été utilisé pour décharger la cosse en cuivre du fil de terre à 6 kV. Le problème a été reproduit en cinq décharges, confirmant que le rayonnement électromagnétique de l'ESD avait un impact sur le signal DDR_CLK et les composants DDR.
Résolution:
Après avoir confirmé que le rayonnement électromagnétique affectait le module DDR sur la carte mère et provoquait la réapparition du problème ESD, une feuille de cuivre a été utilisée pour protéger et relier à la terre la zone de la carte mère, protégeant ainsi les signaux DDR et le module sensibles. Après avoir protégé le module de la carte mère, des décharges de contact ont été appliquées aux interfaces E/S à ±6 kV, 8 kV et 10 kV, chaque test impliquant 40 décharges consécutives. Le système a continué à fonctionner normalement, indiquant que le problème était résolu.
Analyse de cause:
Une vérification plus poussée a permis de déterminer que l'ESD affectant l'ensemble du système était due à un couplage radiatif ou capacitif. L'analyse a montré que le chemin de décharge électrostatique était le suivant : interface E/S → PGND à carte unique → plaque de support métallique → châssis métallique → couvercle du châssis → fil de terre.
Ce chemin explique comment l'ESD a pu impacter les composants sensibles, confirmant la nécessité d'un blindage et d'une mise à la terre supplémentaires pour se protéger contre les interférences.

Lorsque le couvercle du châssis n'est pas vissé sur le châssis métallique ou lorsque le couvercle n'est pas en place, il a été observé qu'il n'y avait aucun problème de décharge électrostatique (ESD). Cela a exclu le problème de couplage radiatif. Dans ce cas, le chemin de décharge ESD est le suivant : interface IO → PGND à carte unique → plaque de support métallique → châssis métallique. Cela suggère qu'il existe un couplage capacitif électrostatique entre la zone DDR sensible sur la carte mère et le couvercle du châssis (car ils sont très proches l'un de l'autre), comme le montre le schéma ci-dessous.

En résumé, un modèle simplifié du couplage électrostatique sur la sous-carte principale de l'ensemble du système est présenté dans le diagramme ci-dessous :

Lors du diagnostic du problème, après avoir ajouté un couvercle de blindage à la sous-carte principale, le modèle de couplage électrostatique à ce stade est illustré dans le diagramme ci-dessous.
D'après le schéma, on peut voir qu'après avoir ajouté un capot de protection à la sous-carte principale, l'énergie électrostatique du capot arrière du châssis est directement couplée au blindage métallique. Cette énergie est ensuite déchargée vers la terre via les broches de mise à la terre du capot de protection, ce qui empêche l'ESD de se coupler directement au module sensible à la DDR et résout le problème.
Sur la base de l'analyse ci-dessus, le problème ESD a été causé par un couplage capacitif d'interférences électrostatiques entre le capot arrière du châssis et le circuit du module DDR.
Étant donné que la sous-carte principale est un produit de plate-forme de l'entreprise cliente et que les circuits DDR du module sont très sensibles, il est recommandé d'utiliser un capot de protection pour protéger le module de sous-carte principale sensible à la fois pour les tests et la production en série. Cette solution est simple, efficace et fiable.

 

23) Protection EMI pour les écrans LCD

L’approche principale consiste à protéger les composants qui sont facilement affectés par les EMI.
a. Pour les composants sensibles tels que le contrôleur tactile et le circuit intégré du pilote LCD, utilisez un tissu de blindage EMI pour fournir une protection unilatérale ou bilatérale.
b. Étant donné que certains écrans LCD émettent des signaux haute fréquence, un blindage peut être appliqué à l'aide d'un cadre métallique en bas et d'une couche d'ITO (oxyde d'étain et d'indium) en haut.