eInk 7-Segment Panel

[Tobi (Gast)]

Moin liebe Gemeinde.

Folgendes hab ich mir überlegt: Ein eInk-7-Segment-Panel mit 4 Digits.

Pinbelegung: Jedes Digit eine Leitung zum Multiplexen. Die 7 Segmente 
der 4 Digits werden parallel berieben.

Das eInk Display ändert ja seine Farbe/Zustand in Abhängikeit des 
elektrischen Feldes. (Bsp: Digitleitung Low, Segmentleitung High --> 
Segment schwarz bzw. Digitleitung High, Segmentleitung Low --> Segment 
weiß).
Kurz gesagt, ist ein E-Feld vorhanden, ändert sich der ggf. Zustand des 
eInk-Displays.

Wenn ich nun die Digits multiplexe, entsteht am ausgewählten Digit an 
jeden Segment das richtige E-Feld und an den anderen drei Digits ein 
E-Feld an den Pins, die ein anderes Potenzial besitzen, als das vom 
jeweiligen Digit.
Okay das ist jetzt etwas kompliziert erklärt, deswegen ein Beispiel:

Es soll eine 0 auf dem ersten Digit dargestellt werden. (Anfangszustand 
der Displays: weiß)

Digit_1 aktive, also low, Digit_2,3,4 high.
Segment_a,b,c,d,e,f = high, Semgent_g = low.
Nun entsteht beim ersten Digit ein E-Feld bei den Segmenten a,b,c,d,e,f, 
da Potentialunterschied. Es stellt sich also die 0 ein. Aber es entsteht 
auch ein E-Feld in den 3 anderen Digits, nämlich jweils beim Segment g. 
Die anderen Digits zeigen demnach ein - .

Meine Frage nun an die Experten unter euch. Gib es eine elegante Lösung 
um die kapazitive Koppelung der anderen Digits zu unterdrücken bzw. nur 
das jeweilige Display zu ändern?

Mfg
Tobi

[Nosnibor (Gast)]

Gibt es; jede Menge eBook-Reader machen es vor, indem sie z.B. 600x800 
Pixel multiplexen. Es muß also irgendwie gehen.

eInk ist beim Multiplexen ähnlich schwierig wie LCD, d.h. am besten man 
nimmt einen Spezialchip dafür. Selbermachen ist ein Thema für sich.

Grundsätzlich braucht man zum Multiplexen nichtlineares Verhalten der 
einzelnen Elemente. LEDs sind da natürlich ideal, weil sie nur in eine 
Richtung leiten (und leuchten).

Bei multiplextauglichen LCDs gibt es eine untere Schwelle unterhalb 
derer man keine Reaktion sieht, und eine obere, ab der das Segment 
vollen Kontrast zeigt, und beide liegen nahe genug beieinander. Durch 
geeignete Zwischenspannungen beim Ansteuern erreicht man, daß die 
eingeschalteten Segmente immer mindestens die doppelte ("1:2 bias") bzw. 
dreifache ("1:3 bias") Spannung sehen wie die ausgeschalteten. Die 
Schwellenspannungen sind temperaturabhängig; deshalb haben die 
Ansteuerchips einen Eingang, an den ein entsprechender 
temperaturabhängiger Spannungsteiler (Widerstand + NTC oder so) gehört. 
Man nennt den Eingang auch "Kontrastspannung", denn wenn diese Spannung 
nicht stimmt, hat man schlechten Kontrast.

Bei eInk gibt es auch eine Schwelle: wenn die Spannung am Segment 
kleiner ist, bewegt sich gar nichts; darüber ändert sich die Farbe um so 
schneller, je höher die Spannung ist. Wenn man also wieder wie beim LCD 
mit Zwischenspannungen arbeitet, schafft man es, für alle nicht 
angesprochenen Segmente unter der Schwelle zu bleiben. Hilfsweise kann 
man auch unbenutzte Leitungen hochohmig machen und hoffen, daß die 
nichtangesprochenen Segmente einen passenden Spannungsteiler bilden; für 
einige Displays kann das funktionieren.

Man muß dann nur das Signal lange genug anlegen, damit die 
angesprochenen Segmente voll durchschalten (oder weniger lange für 
Graustufen). Die dafür nötige Zeit ist übrigens ziemlich 
temperaturabhängig, die Schwellenspannung weniger.

Außerdem wollen eInks gelegentlich "aufgeschüttelt" werden, d.h. ein 
paar mal zwischen Schwarz und Weiß umgeschaltet; einfache 
Implementierungen machen das bei jedem Update, aber das nervt den 
Benutzer natürlich.

Gibt es denn irgendwo eInk-Segmentdisplays ohne Treiberchip zu kaufen 
(für Hobbyisten)? Ich kenne bisher nur das 2x10x16Segment von Sparkfun, 
und da werden alle Segmente einzeln angesteuert; entsprechende 
Treiberchips mit seriellem Eingang sind schon angeschlossen.

[MaWin (Gast)]

> Meine Frage nun an die Experten unter euch. Gib es eine elegante Lösung
> um die kapazitive Koppelung der anderen Digits zu unterdrücken

Klar, active Matrix, wie (fast) jedes LCD.

Bei so wenigen Stellen mahtg man es aber anders:

Halbe Betriebspannung. Alle Segmente bekommen entweder nur -U/2, 0 oder 
+U/2, nur das Segment dessen Zustand du ändern willst bekommt +U oder -U 
und es wurde elektrochemisch dafür gesorgt, daß die eInk-Felder nicht 
unterhalb von 3/4U reagieren.

Da du ja offenbar das Display eh selbst chemisch entwerfen willst.

Ansonsten halte dich doch einfach an das Datenblatt von dem Teil das du 
einsetzen willst, statt völlig losgelöst von jeder Realität und 
vollkommen kenntnisfrei rumzuphantasieren.