TFT2PC - LVDS und TTL TFT Displays als PC Monitor nutzen

Eine immer wieder häufig gestellte Frage in Modding und Bastlerforen ist, ob und wie sich TFT Displays mit wenig Aufwand an einem normalen PC betreiben lassen. Diese Seite soll genauer auf die Thematik eingehen und vorgehesweisen beschreiben wie und warum sich welche Panels anschließen lassen. Aufgrund des hohen eMail Aufkommens würde ich mich freuen, wenn du diese Seite erst mehrmals genau durchliest bevor du Fragen stellst. Oft bekomme ich Mails mit Fragen die sich eigentlich beim lesen der Seite schon von selbst erledigt hätten!

TFT Displays, früher nur in Notebooks verbaut und heute schon Standard in PC und Unterhaltungselektronik sind mittlerweile zur Massenware geworden. Es lassen sich Preiswert Panele ausschlachten - viel zu schade zur Entsorgung ;-) Genau so vielfätig wie der Einsatzzweck ist natürlich auch die Pinbelegung. Nahezu jedes Display hat einen anderen Stecker und eine andere Belegung. Diese gilt es zuerst herauszufinden. Jeder Hersteller liefert Datenblätter, diese lassen sich mittels bekannten Suchmaschinen leicht finden. (Für alle die nicht wissen wie man richtig sucht, Displaybezeichnung und PDF dahinter sucht sämtliche PDF Dokumente die den Suchbegriff enthalten. :-P ) Nun aber erstmal etwas Theorie!

Teil 1 - Signaltyp ermitteln
Je nach Anwendungszweck und Alter unterscheidet sich die nötige Ansteuerung. Bei alten schwarz-weiß LCDs wurde der Displayinhalt in zwei hälften Übertragen, bei farbigen TFTs kommt meistens der TTL oder LVDS Standard zum Einsatz. Kleine Displays, wie sie in tragbaren Fernsehern, DVD-Playern oder Unterhaltungsgeräten verbaut werden nutzen meistens ein Composite- oder RGB Videosignal. Ich möchte nun auf alle mir bekannten Signale kurz eingehen:

TTL Displays kommen vor allem in älteren Notebooks (ca 1995 bis 2004) zum Einsatz. Sie benötigen ein digitales, paralleles RGB + Sync Bildsignal mit einer Spannung von 3.3 oder 5 Volt. Man erkennt sie an Anschlüssen wie HSync, VSync, Red MSB ... Red LSB und so weiter. Wenn man auf grössere Farbtiefe verzichten kann so lassen sich diese mit geringem Aufwand am Vesa Feature Connector, der bei nahezu jeder älteren Grafikkarte vorhanden ist, mit 4 Bit Farbtiefe (16 Farben) betreiben. Auch einige ältere Industrie PCs (PC104) bieten einen TFT Controller für solche Displays. Hier muss das Timing genau stimmen; jedes Panel kann andere Werte haben. Meistens lassen sich verschiedene Modelle im Bios auswählen.

LVDS Displays sind heutzutage fast ausschließlich anzutreffen. Sie verarbeiten ein digitales differenzielles Signal und lassen sich leicht anhand der DATA0+ DATA0-,... Leitungen identifizieren. Auch hier arbeiten ältere Modelle eventuell noch mit 5 Volt Betriebsspannung, neue nur noch mit 3.3. Die digitalen Pixeldaten sowie die Syncronisation werden hier seriell übertragen. Meistens sind 3 solcher doppelten Leitungen vorhanden. In wenigen Fällen auch 6 (DUAL-LVDS). Eine Ansteuerungselektronik kann man hier kaum noch selberbauen, passende Wandlerplatinen finden sich aber in TFT Bildschirmen oder als Universalwandler bei eBay. Mehr dazu aber später.

Dual Scan Displays sind der Vorläufer der TTL Displays. Hier ist das Display physikalisch in zwei hälften aufgeteilt, die zur gleichen Zeit übertragen werden. Möchte man diese an den VESA Connector anschließen, so muss der Bildschirminhalt zwischengespeichert werden. Es gibt zwar kompliziertere Lösungsansätze mit Microcontrollern oder CPLDs, der Aufwand lohnt aber zwecks schlechter Auflösung sowieso kaum.

Composite Video oder RGB Displays werden oft in kleinen Fernsehern (5 bis 7 Zoll) oder Videospielzubehör (Beispielsweise PSone TFT, PS2 TFT) verbaut. Composite Video Displays können problemlos einfach mit dem TV Out der Grafikkarte verbunden werden, RGB Displays nur mit einem Scart RGB Signal (Sat Receiver etc) wobei hier noch ein Sync Signal erzeugt werden muss.


Teil 2 - Hintergrundbeleuchtung
Hier kommen meistens Kaltlichtkathodenröhren (CCFL) zum Einsatz. Diese benötigen eine Zündspannung von ca 2kV (2000V) und einen konstanten Strom (die Spannung reduziert sich im Betrieb auf 600-700 Volt). CCFL's sollten in jedem Fall nur an einem geeigneten Inverter betrieben werden. Entweder bringt man den zugehörigen Inverter zum laufen, oder man benutzt einen aus dem Casemodding Bereich. Die Längen der Röhren sollten aber unbedingt gleich sein damit der Lichtstrom passt und die Röhre nicht überhitzt.
Inverter können die verschiedensten Ansteuerungen haben. Es reicht von einem einfachen ein-aus Signal über eine Helligkeitsspannung bis zur Steuerung über I2C oder andere Bussysteme. Man sollte sich also in jedem Fall auch hier ein Datenblatt des Controller ICs anschauen, ist keins vorhanden so kann man eventuell die Anschlüsse bei laufendem Gerät mit Hilfe eines Oszilloskopes analysieren.

Teil 3 - Anwendungszweck und Ansteuerung
Nachdem nun Belegung und Inverter bekannt sind, sollte man sich über den Anwendungszweck im klaren sein. Ein TTL Panel lässt sich am Vesa Connector mit maximal 16 Farben nutzen, ist also bestens als Konsolenmonitor für einen Linuxserver zu gebrauchen, für den Desktopeinsatz allerdings total ungeeignet. Ist ein Industrie PC vorhanden, so kann dort eventuell der LCD Controller verwendet werden um das Display mit höherer Farbtiefe anzusteuern.
Die größte Farbtiefe lässt sich mit LVDS Panels erzielen. Problem ist das passende Wandler kaum oder nur schwierig aufzutreiben sind. Diese Platinen beinhalten eine komplette Ansteuerung und Signalverarbeitung, und natürlich ein On Screen Display. Es könnte funktionieren solche Wandler aus einem defekten TFT Bildschirm zu verwenden. Ob die Datensignale passen kann sich von Fall zu Fall unterscheiden. Ganz sicher ist man mit einem Universal Konverter, wie sie einige Zeit bei eBay angeboten wurden. Mittlerweile sind diese Platinen leider nicht mehr zu bekommen.
Auch neuere Industrie PCs haben unter Umstäden einen LVDS TFT Anschluss. LVDS ist übrigens nicht zu verwechseln mit DVI - das sind zwei komplett verschiedene Standarts, auch hier wird ähnlich wie bei VGA eine Wandlerplatine benötigt!
Eine günstige Alternative bietet das PSone TFT, ein Zubehörteil für die Sony Playstation. Dort ist ein Panel verbaut welches direkt ein Composite Video Signal verarbeiten kann! Dieser lässt sich direkt mit dem TV Out der Grafikkarte, oder auch anderen Signalquellen verbinden. Ein Nachteil ist das die Auflösung auf 520x324 beschränkt ist (Standard TV Auflösung). Da die Displays aber sowieso recht klein sind, ist größere Schrift problemlos lesbar.

Teil 4 - Auf gehts!
Um die Übersichtlichkeit zu erleichtern habe ich alles etwas aufgeteilt. Klicke hier in der Liste an, was dich interessiert.

- TFT Display per LVDS mit Wandlerplatine
- TTL TFT Display am Vesa Feature Connector
- TTL TFT am Industrie PC (PC104)
- Mini TFT per Composite Video (Externes Tutorial)
- Inverter FAQ


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