[LCD]HOWTO-iP: Aansluiten van monochrome laptop LCD's

Naar aanleiding van het topic Laptop LCD aan VGA-kaart was ik aan het kijken om zelf ook een laptop-LCD-topic in elkaar te prutsen. Sinds er in het bovengenoemde topic alleen RGB-schermen besproken worden, open ik hier een topic over displays met DU/DL lijnen, wat voornamelijk de zwart/wit LCD's betreft.

Mijn LCD



Mijn gesloopte laptop (met dank aan Peter van Mierlo, zit die op GoT??) leverde een 640x480 monochroom LCD op van Hitatchi. Niet al te groot, maar toch genoeg voor een mega-status display of iets dergelijks .



Hier de andere kant van het LCD. Boven en onder zitten acht kolomcontrollers/drivers, welke aangestuurd worden via de DU/DL lijnen van de connector. De vier andere IC's zijn de rijdrivers/controllers, gestuurd door de kloksignalen. Er zitten tevens nog wat koppelcondensatoren en wat standaard logische poortjes op. En een CCFL met inverter voor het backlight (rechts).



Hier een van de kolomdrivers, een M5299A van OKI, een standaard STN-kolomdriver.



Het typenummer van Hitatchi, een MG5044XUFC. Mogelijk de Europese versie van de LMG5040XUFC, maar dat weet ik niet 100% zeker. Ook is een rijcontroller zichtbaar, een OKI M5289A, het partnertje van de 5299A.



Om nog maar even in de [CM] sfeer te blijven, hier een close-up van het CCFL met inverter.

Goed, we hebben het LCD, en nu??

Wat je eerst moet uitzoeken is de pinout van je LCD, met name waar je kloksignalen uithangen. Als je datalijnen verwisseld hebt is nog niet zo heel erg, maar dan is je beeld gewoon door elkaar geschuffeld.
Mogelijkheden om aan datasheets/pinouts te komen:

• UTFS

• Mail naar de betreffende fabrikant van het LCD, als dat niet lukt kun je de leverancier in EU/NL nog proberen.

• Trek iemand aan de bekende LCD discussiegroepen aan z'n hemd, bijvoorbeeld op EIO.

• Als dat nog niet lukt, kun je Circuits Online proberen.

AUB hier geen datasheet requests posten! Als je het niet kan vinden is de kans groot dat wij het ook niet kunnen.

OK, we hebben de pinout, maar ik kom niet wijs uit al die CLK's, DU's en DL's en wat nog allemaal meer.

OK, het aansluiten van een STN scherm is iets meer gedoe dan een RGB scherm, omdat de timing anders ligt en de datapinnen niet op een normale VGA-kaart passen. Als je een LCD hebt met 8 Panel Data lijnen, dus 4 DU's en 4 DL's of minder, heb je mazzel en kun je hem als het goed is aan de parallelle poort knopen. Helaas is er nog geen software op de markt die deze gevallen aan kan sturen, maar * Stoney3K is aan het werken aan een STN driver programma.

Overigens ben ik niet zeker of dit lukt, misschien met een dedicated systeem zoals een oude 486 of P1 die je dus alleen maar dat display aan laat sturen, want een snelle berekening laat zien dat je bij een refresh van 50 Hz (wat toch wel nodig is om flikkeren tegen te gaan) een datarate van 1,9 MByte/s nodig hebt. Ik denk niet dat de parallelle poort dat vol kan houden. Misschien wel als je de refresh rate halveert, maar dan moet je wel flikkeren voor lief nemen.

Heb je meer datalijnen, dan kun je meerdere dingen doen. Een optie is om een 2de parallelle poort te kopen, maar die beesten zijn niet overal meer 100% verkrijgbaar. De beste optie is denk ik om een microcontroller te gebruiken die hoge datarates aan kan. De vraag is nu waar je die op aan wilt sluiten. Om eerlijk te zijn ben ik daar ook nog niet 100% uit, maar mijn idee is om zelf een ISA-kaart te bouwen die dus de data parallel eruit schuift. ISA kan immers op 16 MHz iets sneller lopen dan de gemiddelde printerpoort.
Een andere optie is om USB te gebruiken, waarover veel artikelen staan in onder andere de Elektuur. Maar ik weet niet precies hoe het dan met drivers moet.

Timing van STN

STN LCD's zijn zoals ze dat noemen passive matrix. Dat houdt in dat er slechts één rij tegelijk actief is. Normale STN's hebben op de kolommen een stel schuifregisters staan en op de rijen een teller. De schuifregisters lezen de data in van je aansluitmogelijkheid (uC, LPT) en na het vulllen van één lijn wordt de betreffende lijn kortstondig zichtbaar gemaakt. Dan zijn de schuifregisters weer leeg en klaar voor de volgende lijn.

Nog een klein timing-diagrammetje voor de uitleg:



Hier de timing van een fictief LCD met 4 rijen en 36 kolommen. De 'shift clock' of 'dot clock' loopt gewoon als een blokgolf door en voorziet de schuifregisters van een kloksignaal. Na het lezen van 36 pixels (dit duurt 9 klokpulsen sinds het LCD horizontaal in vieren is gedeeld) mag de lijn het scherm op, dit gebeurt door 'LOAD' hoog te maken. Gevolg is dat de rijdriver geactiveerd wordt en de bovenste lijn en de 3de lijn (display is verticaal in tweeën gedeeld) zichtbaar worden, en de schuifregisters worden gereset. Aan het eind van het beeld, we zitten dus onderaan na 2 lijnen, wordt de rijcontroller weer gereset voor het volgende frame door de 'FRAME' lijn (je vraagt je toch af waar die z'n naam van krijgt )

De MOD lijn, of Modulation, wordt gebruikt om het LCD constant een variërende spanning op het substraat te geven (weet dit niet zeker), om het scherm te behoeden van schade door elektrolyse. Hier komt geloof ik ook de bias-spanning op die het contrast regelt en het LCD zichtbaar maakt. Een te lage bias geeft een te licht beeld met als uiterste dat 't helemaal niet zichtbaar is. Een te hoge bias geeft een te donker beeld, uiteindelijk zwart. Het kan ook dat je bias-spanning op een aparte lijn staat, moet je even naar de pinout van je LCD kijken.


Heeft iemand anders nog een laptop STN liggen en hem aan de gang? Laat het me dan van harte weten en met de methode die je gebruikt hebt, dan komt ie in onze 'hall of fame' te staan

_{Stoney3K is niet aansprakelijk voor schade, op welke wijze dan ook, toegebracht door het lezen van dit topic. Laat je pa z'n laptop SVP heel}

AcouSE wijzigde dit bericht 26-01-2004 13:54 (2%)
Reden: [img=600]-tags toegepast zodat de opmaak niet vernield wordt

Kaartjes voor een extra LPT poort kun je bij www.dkmpc.nl halen/bestellen.


[edit]
Leuk dat ik de eerste poster ben van deze draad.
[edit/]

noobxxl wijzigde dit bericht 18-01-2004 21:17 (33%)

quote:

Stoney3K schreef op 18 januari 2004 @ 21:06:
*knip*

Overigens ben ik niet zeker of dit lukt, misschien met een dedicated systeem zoals een oude 486 of P1 die je dus alleen maar dat display aan laat sturen, want een snelle berekening laat zien dat je bij een refresh van 50 Hz (wat toch wel nodig is om flikkeren tegen te gaan) een datarate van 1,9 MByte/s nodig hebt. Ik denk niet dat de parallelle poort dat vol kan houden. Misschien wel als je de refresh rate halveert, maar dan moet je wel flikkeren voor lief nemen.

*knip*

Is een LCD scherm niet ongevoelig voor flikkeringen omdat de pixels altijd 'aan' blijven zolang je niet zegt dat ze 'uit' moeten, in tegenstelling tot een crt, waar de pixels 'uitdoven' als ze niet worden 'belicht'?
_{( wat een omslachtige zin )}

Interessante lap text in ieder geval, deze hou ik in het oog

Ibex wijzigde dit bericht 18-01-2004 21:21 (11%)
Reden: oepz, foutje

quote:

Ibex schreef op 18 januari 2004 @ 21:18:
[...]

Is een LCD scherm niet ongevoelig voor flikkeringen omdat de pixels altijd 'aan' blijven zolang je niet zegt dat ze 'uit' moeten, in tegenstelling tot een crt, waar de pixels 'uitdoven' als ze niet worden 'belicht'?
_{( wat een omslachtige zin )}

Interessante lap text in ieder geval, deze hou ik in het oog

Bij een STN panel zijn niet alle pixels tegelijk aan. Bij een TFT wel. Een STN heeft maar één lijn tegelijk actief en dus zichtbaar.

Ik vraag me af of dat daadwerkelijk zo makkelijk is als je doet voorkomen... Of liever gezegt zo simpel aan te sturen is...

quote:

Stoney3K schreef op 18 januari 2004 @ 21:24:
[...]


Bij een STN panel zijn niet alle pixels tegelijk aan. Bij een TFT wel. Een STN heeft maar één lijn tegelijk actief en dus zichtbaar.

mm, ik heb een zo'n oud scherm, maar de fade-out tijd van da ding is zo lang dat je met een refreshrate van 5 fps nog steeds een stabiel beeld hebt

Wat je ook nog zou kunnen proberen is (jahaa, ik ben en blijf er een fan van) de Vesa Feature Connector gebruiken Je hebt daar abstrakt gezien een poort die continue een hoeveelheid in te programmeren bytes over een 8-bits poort stuurt, met een tweetal 'notificatie-lijntjes' (de h- en v-sync) die je om de zoveel pixels even hoog kan laten worden. Wat je (iig in Dos) zou kunnen doen is even wat beter in de chipset van je VGA-kaartje duiken en dan handmatig de h- en vsync en klok enzo aanpassen dat je een 'scherm' van (640/8=)80*(480/2=)240 aanstuurt. Nu kan je door middel van de juiste bytes op de juiste plek in het videogeheugen zetten zorgen dat je beeld krijgt. Eventuele LCDs met 16-bits aan data-aansluitingen kan je met wat TTL-logica aansturen: tijdens de even pixels clock je de data in een latch voor de eerste 8 bit, de oneven pixels stuur je gewoon door naar de 2e 8 bit, en je geeft het LCD meteen een schop.

quote:

Sprite_tm schreef op 20 januari 2004 @ 14:59:
Wat je ook nog zou kunnen proberen is (jahaa, ik ben en blijf er een fan van) de Vesa Feature Connector gebruiken Je hebt daar abstrakt gezien een poort die continue een hoeveelheid in te programmeren bytes over een 8-bits poort stuurt, met een tweetal 'notificatie-lijntjes' (de h- en v-sync) die je om de zoveel pixels even hoog kan laten worden. Wat je (iig in Dos) zou kunnen doen is even wat beter in de chipset van je VGA-kaartje duiken en dan handmatig de h- en vsync en klok enzo aanpassen dat je een 'scherm' van (640/8=)80*(480/2=)240 aanstuurt. Nu kan je door middel van de juiste bytes op de juiste plek in het videogeheugen zetten zorgen dat je beeld krijgt. Eventuele LCDs met 16-bits aan data-aansluitingen kan je met wat TTL-logica aansturen: tijdens de even pixels clock je de data in een latch voor de eerste 8 bit, de oneven pixels stuur je gewoon door naar de 2e 8 bit, en je geeft het LCD meteen een schop.

Kun je je VGA kaart niet gewoon in de 640x480 zwart-wit modus schoppen, dan staat op R, G en B lijnen de zelfde data. Is dat niet met een uC te multiplexen zodat de pixels op de juiste Panel Data lijnen terechtkomen? Ik denk dat dit op een per-beeldlijn basis wel te regelen is, als je een heel frame wil onthouden wordt dit denk ik lastig.
Maar jouw methode om een 160x240 scherm te bouwen zou denk ik ook wel lukken. Je moet er dan wel rekening mee houden dat ie een 8 keer zo hoge refresh nodig heeft, want je moet alle 8 'schermen' vullen om het LCD aan de gang te krijgen. Dit moet overigens wel met een stel latches te doen zijn, want de logica om die schuifregisters te vullen (via dotclock) is al aanwezig op de VGA.

Maar elke latch moet zijn data krijgen van een ander frame. Hoe wil je dat doen? Moet de latch wachten op een frame refresh van de VGA?

Errm, ik begrijp je niet zo goed? Voor zover ik weet moet de refresh gewoon 50Hz zijn, je vult de 'schermen' namelijk al met 8 pixels per clocktick. En de enige reden waarom je een latch nodig zou hebben is dat je bij een scherm met 16 data-ingangen alle data-ingangen data wil geven terwijl je met een 8-bits bus zit. Wat je dan doet is alle even bytes in het schermgeheugen mappen naar 8 pixels in het bovenste gedeelte van het scherm en alle oneven bytes naar 8 pixels in het onderste gedeelte.

Ik ben een beetje nieuw in het klungelen met lcd's, maar snap ik het nu goed als zo'n scherm elke keer een rij ontvangt en dan een soort "new line char"?

Volgens mij wel, maar dan zou het toch ook moeglijk om zo iets op een lpt aan te sluiten.

Als ik het goed snap kan je gewoon zelf een frequentie "verzinnen" omdat de schuifregisters gewoon vullen en dan "printen" en naar de volgende regel gaan.

dus als je een lpt met een lagere bitrate hebt dan vga heb je toch gewoon een lagere refresh rate.

Maar het is wel monochroom dus bij 640x480 is dat 600 kilobytes per plaatje en met een transfersnelheid van de lpt van ogeveer 2.3 mb/s zou dit betekenen dat je een refresh rate van ongeveer 4,5 f/s

maar bij de oude lcd's de hebben een zeer lange fade-out zodat je dan nog een helder beeld hebt. 9mijn oude 286 haalt echt 5 f/s niet )

Dus waarom zou het dan niet mogelijk zijn om zo iets gewoon op een lpt poort te hangen.

quote:

Sprite_tm schreef op 21 januari 2004 @ 15:50:
Errm, ik begrijp je niet zo goed? Voor zover ik weet moet de refresh gewoon 50Hz zijn, je vult de 'schermen' namelijk al met 8 pixels per clocktick. En de enige reden waarom je een latch nodig zou hebben is dat je bij een scherm met 16 data-ingangen alle data-ingangen data wil geven terwijl je met een 8-bits bus zit. Wat je dan doet is alle even bytes in het schermgeheugen mappen naar 8 pixels in het bovenste gedeelte van het scherm en alle oneven bytes naar 8 pixels in het onderste gedeelte.

Dat volg ik even niet 100%. Je kan met een VGA kaart toch maar één scherm tegelijk vullen? Als je je schermgrootte op 160x240 zet moet je dus 8 frames achter elkaar vulllen om een volledig beeld te krijgen. En de VESA feature kan toch maar één frame tegelijk uitsturen?

Wat misschien wel kan is de RGB waarden van het beeld zodanig aanpassen dat je dus op je R0 t/m R3 en G0... G3 enzovoort een datalijn hebt die je voor je monochome LCD kan gebruiken. In theorie heb je dan dus 3x4 = 12 bits tot je beschikking en kun je je VGA kaart een gewone modus aan laten nemen b.v. 640x480. Je moet dan wel in DOS gaan werken (of eventueel Linux met een aparte kernel driver) want je moet direct in je videogeheugen gaan schrijven. Zijn de R0 t/m R3 lijnen direct aangesloten op de RAMDAC? Dan is het op zich makkelijk want als je dan een VESA modus gebruikt b.v. 640 x 480 x 15 en dan het LSB van de RGB waarden ongemoeid laat, kun je het LCD *direct* zijn juiste data geven.

Edit: Heb net de pinout van de VESA connector even opgezocht en wat bijkt: Er zitten precies 8 DAC pinnen op! Voor mijn LCD dus uitstekend, de Panel Shift clock gaat aan de DAC clock, HSYNC en VSYNC aan de daarvoor bestemde plaatsen.

Alleen die Modulation ingang moet ik nog wat op vinden. Is die DAC blanking pen te gebruiken?

En ik heb een oude videokaart gevonden uit omstreeks 1994. Daar zit nog een ouwe edge connector op, weet iemand daar iets van? 't kan zijn dat dat ook een VESA is, maar zeker weten doe ik het niet.

(http://www.hardwarebook.net/connector/av/vesafeature.html)

Stoney3K wijzigde dit bericht 23-01-2004 17:33 (17%)

Hehe, het 2e wat je zei bedoel ik dus ook. 160x240*8bit(2*4)=640*480
Modulation... Ik zou een 1-bits tellertje (=flipflop) pakken en die aan de VSync hangen. Uitgang is positief, nieuw scherm -> flipflop krijgt een schop -> uitgang is negatief... Nieuw scherm, flipflop krijgt een schop, uitgang positief... etc.

quote:

Sprite_tm schreef op 23 januari 2004 @ 18:28:
Hehe, het 2e wat je zei bedoel ik dus ook. 160x240*8bit(2*4)=640*480
Modulation... Ik zou een 1-bits tellertje (=flipflop) pakken en die aan de VSync hangen. Uitgang is positief, nieuw scherm -> flipflop krijgt een schop -> uitgang is negatief... Nieuw scherm, flipflop krijgt een schop, uitgang positief... etc.

Je bedoelt voor Modulation? Moet die geen blokgolf hebben die even hard rent als het kloksignaal en omklapt op het moment dat het scherm ververst wordt? Anders kun je inderdaad een doodsimpele toggle flip-flop gebruiken.

En dan nog iets: Waar wil je in hemelsnaam -24V vandaan halen voor je Vee Bias?

quote:

Stoney3K schreef op 23 januari 2004 @ 20:49:
En dan nog iets: Waar wil je in hemelsnaam -24V vandaan halen voor je Vee Bias?

Dat lijkt me makkelijk zat:
• Pak een adapter van 24V en hang die met de + op de gnd van je LCD
• Maak een voltage-inverter met behulp van een intelegente schakeling met een oscillator en een meuk dioden/condo's
• Gebruik een standaard DC/DC-converter-IC ervoor
• Maak zelf een DC-DC-converter. Google-termen: boost-converter, inverter, step-up-converter
• Koop een labvoeding en gebruik die
• Hang 16 penlites aan elkaar
• ....
Mogelijkheden zat lijkt me

Vrachtwagenaccu's doen het ook goed hoor ik
of een paar autoaccu's
of je pakt een at voeding erbij met de +12 op de grnd en dan de -12 op de -24. (zelfde idee als labvoeding)
je kan ook een dynamo en een fiets pakken, gelijkrichtertje erbij, stabilisator erop...

Je kunt ook een paar stuks fruit in serie zetten

Ehh begrijp ik het nou goed, dat wanneer je een VGA-kaart wilt misbruiken om een dergelijk LCD aan te sturen, dat je dan het beeld wat je in je videogeheugen zet, zeg maar softwarematig door elkaar moet husselen. Oftewel de eerste (160*120 / 640 =) 30 lijnen bevatten de data voor het 160*120-blok links boven en zo verder.
Dat is met een X-servertje nog wel te doen, maar helaas zal je er onder windows niet zoveel aan hebben.
Of komt er nog iets meer bij kijken (softwarematig)? _{Sorry als ik nu wat stoms vraag... dit is nog voor m'n eerste bakje koffie.}
Toch wel gaaf, dat de vesa-connector nu min of meer gebruikt gaat worden als hi-speed output op de PC

* TD-er hoopt binnenkort wat meer tijd te hebben, maar heeft al wel een paar van dergelijke schermen klaarliggen (met dank aan Alexander Visser)

Waar ik nog wel mee zit is hoe ik een VESA-compatible VGA-kaart in de 160x240 modus moet krijgen. Ik weet niet hoe je een VESA kaart hardwarematig (DOS! ) moet aansturen en welke registers er daarvoor zijn. En hoe de DAC data pinnen op de feature connector nou PRECIES ingedeeld zijn.

BTW: Ik heb hier nog een VLB VGA-kaart liggen met Feature connector (De enige, mijn onboard ATI Rage II+ DVD heeft een connector die verdacht veel lijkt op IDE, en heeft een MPEG decoder aan boord. Is een VLB kaart te gebruiken als legacy ISA?

(Xcuse me for typo's, mijn el cheapo USB toetsenbord heeft de neiging om in herhalingen te vallen )

mm, die heel lange connector is volgens mij een sooft van extende vesa (d8 dat het vesa2 was ofzo), ig gewoon een vesa connector met 8 pinnen eraan geplakt...

geen idee waarvoor die laatste 8 zijn...

of is ie nog groter dan 34?

Ik heb enige tijd geleden ook wat LCD's gekocht met die zelfde lijn en kolom drivers. Ik heb daar toen een topicje voor geopend:

[LCD] Hoe aan te sluiten op PC?

Door tijdgebrek ben ik er mee gestopt en zijn de LCD schermpjes te koop. Nu ik dit topic zo doorlees, heb ik er toch weer zin in (maar heb er nog steeds geen tijd voor).

quote:

SA007 schreef op 26 januari 2004 @ 13:37:
mm, die heel lange connector is volgens mij een sooft van extende vesa (d8 dat het vesa2 was ofzo), ig gewoon een vesa connector met 8 pinnen eraan geplakt...

geen idee waarvoor die laatste 8 zijn...

of is ie nog groter dan 34?

Nee hij is 40-PINS, een CD-ROM/IDE connector past er precies op, inclusief de dichtgemaakte pin in het midden. Op de kaart/mobo zijn er ipv één pin echter drie pinnen weg. Pic post ik straks nog.

mm, die ken ik niet...
die van mij is gelijk aan een fdd kabel, maar die van jou is dus nog groter...

quote:

SA007 schreef op 26 januari 2004 @ 16:38:
mm, die ken ik niet...
die van mij is gelijk aan een fdd kabel, maar die van jou is dus nog groter...

Misschien heel idioot hoor, maar 't kan zijn dat je er direct een DVD-ROM drive aan kan knopen vanwege de ingebouwde MPEG decoder van m'n ATI Rage II+DVD.

LOL, nu je zegt wat voor kaart het is

Ik heb precies eenzelfde liggen

idd wazige connector

Is dit topic dood? Ik heb zelf een aantal Sharp LM64C152 9,2" 8 kleurenschermpjes liggen. Kan ze alleen niet aansturen zonder converter en om daar nu geld voor opzij te leggen...