אילו אפשרויות זמינות יש לפיתוח תצוגות (ואינדיקציות ויזואליות אחרות) למערכות Embedded? הנה סקירה בסיסית של כמה מהטכנולוגיות והרכיבים הנפוצים ביותר, תסריטי שימוש מקובלים ופרמטרים אחרים שכדאי להכיר.

בסקירה זו אתמקד ברכיבים ומודולים אלקטרוניים שמשמשים להעברת אינפורמציה למשתמש באופן חזותי, כאלה שקל להשיג אותם כמוצרי מדף מוכנים לשימוש, ושקל לממשק אותם למיקרו-בקרים זמינים (כגון ארדואינו) או למחשבי לוח-יחיד נפוצים (כגון רספברי פיי).

1. נוריות לד לאינדיקציה (LED Indication)

הלד הוא רכיב החיווי הפשוט, הקטן והזול ביותר, והוא מתאים להעברה של מידע בסיסי בעזרת צבע האור או אופן ההארה (קבוע, מהבהב וכו'). בשימוש נכון הלד יכול להיות חסכוני מאוד בחשמל. קל להתקין אותו בכל מארז ותצורה, הוא אמין ויש לו נראות טובה כמעט בכל מצב – בתנאים מסוימים אפילו באור שמש. יש לדים בעלי צבע אחד קבוע ויש כאלה שיכולים להציג מספר צבעים, ואפילו לשלב ביניהם.

לדים הם רכיבים בסיסיים כל כך, שבדרך כלל יהיו לד או שניים בכל מערכת, אפילו אם יש בה תצוגות מתקדמות יותר – למשל כאינדיקציה מתי המערכת פועלת ומתי היא כבויה. עם זאת הם מוגבלים מאוד בכמות ובאופי המידע שהם מסוגלים להעביר. בדרך כלל הם נמצאים במערכת רק כדי שהמשתמש יוכל, במבט חטוף, לדעת משהו ברמה של כן-או-לא: למשל אם המערכת תקינה או מקולקלת, אם היא במנוחה או עסוקה, וכדומה. כמובן, חייבים להבטיח (למשל באמצעות כיתוב לצד הלד) שהמשתמש יוכל להבין את המשמעות המדויקת של האור שהוא רואה או לא רואה.

2. מטריצות לדים

מטריצות לדים הן למעשה מערכים גדולים של לדים רגילים. כיוון שהם מסודרים זה לצד זה בצפיפות גבוהה ניתן להציג עליהם – בעזרת כיבוי או הדלקה בנפרד של כל לד במערך – מספרים, אותיות וגרפיקה פשוטה אחרת. מקובל מאוד לראות מטריצות לדים בתצוגת הקומות של מעליות (מהסוג שמראה חצים או מספרים עולים ויורדים), בשלטי פרסום אלקטרוניים של קיוסקים וחנויות אחרות, וגם על אוטובוסים.

את המידע שמוצג על מטריצות קל לראות בכל התנאים ולמרחק רב, אך ככל שהן גדולות ובהירות יותר כך הן צריכות משמעותית יותר זרם חשמלי, והניהול של התצוגה הופך למורכב בהרבה – במיוחד אם רוצים להציג אנימציות. המטריצות מתאימות בעיקר להצגה פומבית של מידע פשוט יחסית, כגון מספרי תורים, ניקוד במשחקי ספורט, שעה/טמפרטורה וכדומה. כמו הלדים, גם המטריצות יכולות להיות בעלות צבע יחיד או צבעים מרובים (שהניהול שלהם מורכב עוד יותר).

קיים גם תת-סוג של מטריצה, Bar, שיש בו טור (או שורה) אחד בלבד של לדים. משתמשים בו בדרך כלל כדי לייצג אומדן גס של מדד מסוים, כגון כמות דלק במיכל, רמת טעינה של סוללה או מרחק ממכשול.

3. תצוגות שבעה-מקטעים (Seven-Segment)

תצוגות ותיקות אלה עשויות מלדים שיצוקים לתוך מבנה פלסטי מיוחד, כך שהם יכולים להאיר כל אחד מתוך שבעה (למעשה, בדרך כלל שמונה) מקטעים שונים. המקטעים האלה מסודרים כך שאפשר "להרכיב" מהם את הספרות 0 עד 9 ונקודה עשרונית, ובעת הצורך גם מבחר מוגבל של אותיות וסימנים אחרים.

גובה הספרות בתצוגות Seven Segment הנפוצות הוא כחצי סנטימטר  עד מספר סנטימטרים, והן מאירות בדרך כלל באדום או בירוק, אם כי אפשר למצוא גם דגמים נדירים בצבעים אחרים. ניתן להציב תצוגות כאלה זו לצד זו להצגה של מספרים מרובי ספרות, או לקנות מראש יחידות שכוללות שתיים או יותר ספרות.

תצוגות אלה ברורות ובהירות ברוב תנאי התאורה, ומתאימות בעיקר להצגה של ערכים מספריים חשובים למשתמש או מפעיל יחיד. הן מצוינות גם אם רוצים לתת לפרויקט מראה "רטרו".

4. תצוגות דיו אלקטרונית (eInk או ePaper)

הדיו האלקטרונית, שמוכרת בעיקר בזכות מכשירים לקריאת ספרים אלקטרוניים כגון Kindle של אמאזון, זמינה בתצורות מסוימות גם לפרויקטים פשוטים יותר. מדובר על תצוגות גרפיות, כלומר מבוססות פיקסלים, וקטנות יחסית – החל מאינץ' וקצת ועד כ-4-5 אינץ'. תצוגות אלה מסוגלות להציג צבע אחד (שחור על גבי לבן) או, מה שעדיין נדיר נכון לזמן כתיבת פוסט זה, שני צבעים (למשל שחור ואדום על גבי לבן).

בדומה לדיו ונייר רגילים, תצוגות כאלה מחייבות תאורה חיצונית, והן נראות נהדר בסביבות עם תאורה חזקה – כולל אור שמש. יתרון עצום נוסף הוא שהן צורכות חשמל רק בזמן עדכון התמונה, כך שאם לא צריך לעדכן את המידע המוצג לעתים קרובות ולא צריך להאיר אותו, זהו הפתרון החסכוני ביותר… לפחות בחשמל, בכל אופן. נכון להיום תצוגות כאלה הן די יקרות.

מחיר נוסף של הדיו האלקטרונית הוא זמן העדכון הממושך יחסית, שמקשה מאוד על הצגת אנימציות ומידע דינמי אחר. לכן, השימוש האידאלי הוא ליישומים כמו תזכורות ועדכונים שמתרחשים בתדירות של דקות או יותר (מזג אוויר, מבזקי חדשות, תגי זיהוי זמניים, מחירים ומבצעים בחנות וכו').

טכנולוגיית OLED

ה-OLED (ראשי תיבות של Organic Light Emitting Diode) אינו תצוגה ספציפית אלא טכנולוגיה חדשה יחסית, שמשמשת בהרבה סוגי תצוגות. למעשה יש מקבילות מבוססות-OLED כמעט לכל התצוגות שיופיעו בחלק הבא של סקירה זו, כאשר ההבדל העיקרי הוא שב-OLED האלמנטים (מקטעים או פיקסלים) מאירים בעצמם במקום להסתמך על תאורה חיצונית או אחורית. הדבר מעניק מספר יתרונות מכניים (למשל רכיבים דקים יותר) וגם ויזואליים (ניגודיות משופרת). גם המחיר נוטה להיות גבוה יותר.

צריך לשים לב, בעיקר בתצוגות OLED מדגמים ישנים או זולים, לבעיה פוטנציאלית של דהייה לאורך זמן – במיוחד אם יש אזורים מסוימים בתצוגה שמוארים הרבה יותר מאחרים.

בחלק הבא

בפוסט הבא בנושא אדבר על תצוגות שמבוססות על טכנולוגיות גביש נוזלי (LCD) – החל ממסכים פשוטים וחסכוניים כמו של שעוני יד דיגיטליים, וכלה במסכי מחשב בחיבור HDMI. לחצו כאן לפוסט השני בסדרה.