LCD-дисплей с подключением по LPT

Тема сегодняшнего занятия.


Подключение LCD дисплея через LPT-порт - простой, недорогой и эффективный путь обеспечения дополнительных функциональных возможностей вашей системы, а также очень стильный мод. LCD может быть установлен в ваш компьютер на переднюю панель, в 5" отсек, либо в другое место.
Собирать мод мы будем на основе LCD-дисплея фирмы Bolymin, разрешение 4*20 символов, русифицирован, с желтой подсветкой. Увы, австралиец пожлобился и купил себе 2*16 без подсветки. Впрочем отличаются они только внешним видом. Затраты на мод могут быть от $20 до $50, в зависимости от стоимости самого дисплея. LCD дисплей можно купить на радиорынках, сети магазинов "Чип-и-Дип" (присутствуют ЖКИ от Data Vision и Intech, в чем можно убедиться на их сайте и прикинуть, как похудеет Ваш бумажник), а киевляне могут заказать любой LCD (производитель Bolymin, выбор размеров/цветов огромный) у нас.
Вам будет необходимо прикупить три основные вещи, чтобы сделать ваш собственный LCD-LPT мод:
1. Стандартный LCD дисплей с контроллером Hitachi HD44780 (или совместимый), стоит около $20-30.
2. Стандартный кабель для принтера (стоит около $5), обеспечивающий соединение LCD с компом.
3. Molex-коннектор типа "female" ака "мама" (как у IDE-устройств) для питания LCD от компьютерного БП. Также потребуются провода (рекомендую купить плоский 20-жильный шлейф, он хорошо выглядит и провода сложнее будет случайно перепутать при паянии) и паяльник. Я советую использовать термоусадочные трубки (такие длинные пластиковые трубки, продаются на радиобазарах) для пущей красоты девайса.
Ах да, неплохо бы еще разжиться двумя подстроечными резисторами. Один на 10кОм, второй на 100Ом. Стоомники кстати еще пригодятся для постройки реобаса, так что купите штук пять, чтоб не бегать на рынок дважды.

 

Учим матчасть.

Изучая каталоги различных фирм-производителей ЖКИ-модулей, можно убедиться, что одни форматы и конструктивы являются собственными разработками и не обнаруживают аналогов в номенклатуре остальных фирм, а другие - стандартные и производятся большинством изготовителей. В качестве примера можно назвать ЖКИ-модуль формата 24 х 2, именуемый PC2402-A у Powertip, ED24200 у EDT, DMC-24227 у Optrex, SC2402A у Bolymin, MDLS-24265 у Varitronix, PVC240202 у Picvue и др., все эти модули имеют одинаковые конструктивные размеры и взаимозаменяемы. Стандартом индустрии является контроллер LCD Hitachi HD44780 (или его аналог), так что спрашивать надо LCD именно на этом чипе. Кстати, известный в моддерских кругах LCD Matrix Orbital - это самый что ни на есть обыкновенный HD44780-совместимый ЖКИ.
В рамках одного конструктива ЖКИ-модуль может иметь еще ряд модификаций. В частности, могут применяться несколько типов ЖКИ, отличающихся цветом фона и цветом символов, а также по применяемым ЖК-материалам и структуре: TN, STN и FSTN. ЖКИ STN- и FSTN-типа стоят дороже, зато обладают повышенной контрастностью и вдвое большим максимальным углом обзора, причем FSTN лучше STN.
ЖКИ-модули могут оснащаться задней подсветкой, размещаемой между ЖКИ и печатной платой, для чего ЖКИ производятся с полупрозразным или прозрачным задним слоем (в последнем случае без подсветки ничего не видно). Собственно подсветка может быть реализована несколькими способами: с помощью электролюминисцентной панели, представляющей собой тонкую пленку, излучающую свет при прикладывании переменного тока повышенного напряжения порядка 100...150 В; люминисцетной лампой с холодным катодом (также работающей при повышенном напряжении), излучение которой равномерно распределяется по всей площади ЖКИ с помощью отражателя или плоского световода; третий вариант - подсветка на основе светодиодной матрицы. Первые два способа подсветки обеспечивают высокую яркость и могут иметь белый тон свечения при относительно низком потреблении, но требуют наличия источника повышенного напряжения, что создает некоторые трудности при создании аппаратуры с автономным питанием - придется питать от 220В. Напротив, светодиодная подсветка не требует высоковольтного источника (прямое падение напряжения составляет 4,2 В) и при использовании несложного источника тока позволит производить питание от источника с напряжением 5 В. Кроме того, светодиодная подсветка имеет значительно большее (в десятки раз) время наработки, а также только она допустима к эксплуатации в расширенном диапазоне температур (-20°С...+70°С). Ну -20°С в корпусе вам не грозит, а вот температуры, близкие к +70°С летом бывают на Athlon'ах. Моддеров заинтересует возможность замены этих диодов на столь любимые всеми нами синие сверхяркие. Ссылки на соответсвующие гайды - в конце статьи.

Хардваре.

Первый шаг, как Вы можете видеть на фотографии выше, это удаление корпуса, закрывающего концы принтерного кабеля. Каждый корпус имеет четыре зажима, которые необходимо отжать, чтобы разобрать корпус на две отдельных части. Это позволяет Вам легко определять, какой провод соединяет соответствующие штырьки на параллельном порту и другом конце кабеля.
Сначала подготовительные работы. Облудите (кстати, тут вкралась опечатка и получилось "Облужидите":)) контакты на контантной площадке нашего LCD-дисплея. Просто поместите оловянную нить над контактом и быстро прижмите ее к контакту горячим паяльником. Вы должны получить небольшую каплю олова на контакте.


Затем режем куски провода необходимой длины, дабы в будущем можно было их красиво уложить в вашем корпусе (если вы послушались моего совета и взяли плоский шлейф, то будет гораздо проще жить), и пару проводов чтобы подавать ток от Molex-коннектора к LCD - посчитайте сами, какой длины вам нужны. В принципе можно сделать минимальной (сантиметров 10) а провод от БП подтянуть к LCD. Далее отрежьте три провода меньшей длины, соедините и припаяйте их на конец более длинной части - нам надо три земли, и только одно положительное (5V) соединение. Используйте термоусадочные трубки, чтобы закрыть и защитить соединения - это не только функционально, но и еще отлично прячет вашу пайку в стиле техногенной катастрофы:).


После спайки проводов вместе должно получиться нечто типа изображенного на фотке. Кроме того, если Вы делаете всё правильно, должны получиться 3 провода земли и только 1 положительный провод.
Теперь начинается самая веселая часть - припаивание проводов к LCD. Делайте это неспеша и аккуратно, это не должно быть слишком трудным. В принципе, если перепутаете распайку, то LCD может уйти в страну вечнохолодных процов, ака откинуть копыта. Посему аккуратно! Следующая таблица абсолютно не наглядно;) покажет вам распайку соединенияния параллельного порта и LCD-дисплея. PCB LCD должен иметь промаркированные контакты подключения, и эта контактная группа должна работать с любым HD44780-совместимым LCD-дисплеем. HD44780, конечно стандарт индустрии, однако на всякий случай проверяйте LCD перед покупкой - на радиорынках разных мутантов продают... Нормальный LCD имеет контактную группу как на фотке, в один ряд и пронумерованную. LCD с подсветкой имеют два дополнительных контакта питания подсветки (на фото слева от контакта 1), также больший 40 x 4 LCD (хотя зачем вам такой большой) может иметь вторую линию подключения.

Контакт на LCD Подключать к Функция
1
Земля (черный провод на Molex) Земля
2
+5V (красный провод на Molex) Power
3
Земля (черный провод на Molex) Регулятор контраста дисплея. Заземление дает максимальный контраст. Для плавной регулировки используйте 10кОм подстроечный резистор.
4
Контакт 16 на LPT (Зеленый/белый провод) Выбор регистра
5
И снова земля... Селектор Read/Write. Так как мы не собираемся ничего считывать с LCD, можем смело его заземлять - это будет держать LCD постоянно в режиме Write.
6
Контакт 1 на LPT (розовый провод) Enable - Strobe
7
Контакт 2 на LPT (красный провод) Бит 0
8
Контакт 3 на LPT (желтый провод) Бит 1
9
Контакт 4 на LPT (зеленый провод) Бит 2
10
Контакт 5 на LPT (белый провод) Бит 3
11
Контакт 6 на LPT (голубой провод) Бит 4
12
Контакт 7 на LPT (пурпурный провод) Бит 5
13
Контакт 8 на LPT (розовый провод) Бит 6
14
Контакт 9 на LPT (серый провод) Бит 7

Для облегчения понимания, куда что паять, приведу две схемы. Они кстати более полные, для экранов с подсветкой и с использованием двух подстроечных резисторов (один для контраста, другой для яркости подсветки).




Лучше всего начать с четырех проводов питания, потому что они будут более легкими в плане пайки. Используйте несколько бОльшую термоусадку для обжатия вокруг концов проводов, дабы гарантировать, что нет никакого замыкания между землей и питанием. После подключения 5V и трех проводов земли можно припаивать кабель принтера.
Работайте с Centronics-концом кабеля (который втыкается в принтер и внешне немного похож на SCSI;)), ибо вам наверняка захочется таки воткнуть LPT-шку в порт;). Кстати настоящие джедаи просто покупают на рынке LPT-коннектор и паяют все к нему, экономя на этом 3-5 долларов... Проверьте конец кабеля, чтобы быть уверенным в том, что Вы прикрепляете соответствующий цветной провод к PCB LCD (цвета проводов, перечисленные в таблице выше - на совести того австралийца, который писал оригинал гайда, а китаец, который клепал ваш провод мог быть вообще дальтоником...).


Присоединение проводов от кабеля к плате LCD

Когда Вы закончили присоединение девяти проводов кабеля принтера к плате LCD дисплея, перейдем к наведению порядка. Сначала отрежьте разьем Centronics - оставшиеся провода не требуются. Отрезаем далее оставшийся от разьема пластик (а может и резину) и опрятный конец кабеля обматываем изолентой или же можно использовать термоусадочную трубку, которая будет выглядеть симпатичнее. Я также обматывал два длинных электропровода кабеля по всей длине кабеля и заизолировал их концы термоусадочной трубкой воизбежание контакта с пронумерованными проводами. По завершении работ всё должно выглядеть примерно так: