Engineer tweakt e-paperscherm om hogere refreshrate te halen

De Amerikaanse engineer en designer Bren Krasnow heeft een video online gezet, waarin hij laat zien hoe hij een op AliExpress gekocht e-paperscherm tweakt om een hogere refreshrate te halen. En passant legt hij ook uit hoe een e-paperscherm eigenlijk werkt.

Met de truc laat hij het scherm zich verversen in 0,3 seconden, terwijl dat normaal enkele seconden duurt. Bovendien is het hem gelukt om met aangepaste firmware alleen delen van het scherm te updaten, terwijl dat met de standaardfirmware niet mogelijk is.

Om dat te doen, past hij de code aan die regelt hoe hoog de spanning is die over het scherm heen loopt, hoe vaak dat gebeurt en hoe lang dat duurt. Door dat te doen, is het mogelijk om de positieve of negatieve deeltjes naar de oppervlakte van het scherm te sturen om zo zwart of wit te laten zien.

Krasnow, die in het dagelijks leven een baan heeft bij Google-zusterbedrijf Verily, heeft de code van de aangepaste firmware online gezet, zodat gebruikers zelf ook aan de slag kunnen gaan. De engineer gebruikt een 4,2"-scherm van e-paper voor zijn demonstratie. E-paper is onder meer in gebruik in e-readers en enkele horloges van Sony, maar door de lage refreshrate zijn ze ongeschikt voor andere consumentenelektronica. Pebble wilde in eerste instantie e-paper gebruiken voor zijn smartwatches, maar koos later voor memory lcd, een variant op een regulier lcd-scherm dat weinig stroom verbruikt als het scherm hetzelfde beeld blijft tonen.

Reacties (28)

the_stickie 1 november 2017 20:34

Kleine, maar belangrijke sidenote: de fabrikanten gebruiken gefinetunde lookuptables met wisselende spanningen om tot een gedefinieerde pixelstate te komen. Krasnow heeft die ingekort en slechts de allerlaatste spanning eruit behouden. Zoals hij zelf duidelijk waarschuwt in het filmpje is dit mogelijk faliekant voor de levensduur. In zijn voorbeeld gebruikt hij regelmatig de volledige, trage versie om dat effect te minimaliseren. Gewoon E-paper is niét geschikt om gedurende langere gebruiksduur zonder wit-zwart cyclus te gebruiken. Wel zijn er versies beschikbaar die daar beter tegenkunnen en ook van de fabriek uit met snellere cycli zijn uitgerust.

Room42 @the_stickie • 1 november 2017 22:58

Hoe herken je de versies die daar beter tegen kunnen?

the_stickie @Room42 • 1 november 2017 23:27

Ze worden gemarket als "ultra fast", "suitable for animations", "animated E-paper". Zoals altijd moet je zelf de specsheets induiken om te checken of de component bruikbaar is voor je toepassing.
Reken er overigens niet op dat deze displays echt snel zijn en/of vlotte animaties kunnen tonen. Sneller dan 5-10fps is het niet...

rbr320 @the_stickie • 1 november 2017 23:27

faliekant

Ik zit niet bij de taalpolitie, maar in dit geval bedoel je toch echt "funest"

Xfade @rbr320 • 2 november 2017 13:31

faliekant > uitermate verkeerd. Kan prima dacht ik.

mysticyx @Xfade • 2 november 2017 13:50

Ja maar dat is dus niet.

s.tichelaar 1 november 2017 21:46

In de tijd van irex hadden de jongens daar ook al het zelde bedacht. Echter de levensduur van het scherm gaat enorm naar beneden dus het idee ging naar de prullenbak.

Overigens de perfecte lookup table gecompenseerd per scherm en levensduur was de ip van irex. Die ip is aan lg verkocht bij het faillissement van irex.

MeMoRy @s.tichelaar • 2 november 2017 08:12

Mag niet in de prullenbak. Is elektronisch afval.

Het is bij het ontwikkelen van optimale regelaars altijd een afweging van meerdere factoren en randvoorwaarden. Irex haalde er blijkbaar de investering niet uit. Maar dat kan ook te maken hebben met time frame: e readers zijn best populair, maar ook weer niet zo populair als smart phones. En toepassing: je haalt de verversingsnelheid van LCD niet, dus het is niet interessant voor animatie. en voor e books heb je helemaal geen hoge verversingsnelheid nodig.

Cogency 1 november 2017 19:34

Maar waarom is de Refreshrate zo laag bij Ereaders enzo? Stroombesparing, levensduur van de E-inkt? Of denken ze dat het gewoon niet nodig/prettiger is voor de consument?

rodie83 @Cogency • 1 november 2017 19:38

Stroombesparing uiteraard. Als de letters van een pagina eenmaal op het scherm staan hoeft er niet meer gerefreshed te worden, dat is alleen bij bladzijde omslaan etc relevant, en dan nog hoeft dat niet op 120Hz.

g0tanks Moderator CSA @rodie83 • 1 november 2017 19:54

Dat is nog niet helemaal het antwoord op de vraag. Bespaart het ook veel stroom als de letters er een paar seconden over doen i.p.v. 0.3 seconden om te verschijnen? Of is levensduur van het scherm juist de belangrijkste overweging.

Verwijderd @g0tanks • 1 november 2017 21:13

Het kost de zelfde hoeveelheid stroom om hetzelfde effect te krijgen, ongeacht van hoe snel of langzaam je dat wilt doen. De belangrijkste reden dat e-paper niet snel ververst is levensduur, als je de vloeistof in het scherm te snel aanstuurt kun je makkelijk de positieve en negatieve energie van de gekleurde deeltjes verliezen, en dan heb je niets meer aan het scherm.

MeMoRy @Verwijderd • 2 november 2017 08:03

Dat lijkt mij liggen aan de efficiëntie van de complement en nog belangrijker: de lineariteit daarvan...

Gomez12 @g0tanks • 2 november 2017 00:18

Het zijn simpelweg trade-offs. e-paper gebruikt zo weinig stroom doordat het een relatief korte levensduur heeft (onder normale refresh-tijden/spanning). Een gemiddelde consument wordt niet blij als zijn e-reader snel reageert maar na 3 maanden stuk/op is.

Oftewel de fabrikanten verlengen de refresh-tijden om meer levensduur te krijgen en het is dan gewoon een afweging van hoe lang kan je de refresh-tijd minimaal maken zonder op een onacceptabele levensduur uit te komen.

In wezen zegt olivierh het wel sprekend. Inherent aan een e-screen is simpelweg dat het effectiviteit verliest hoe meer positieve en negatieve deeltjes elkaar opheffen.
Beschouw de positieve deeltjes nu eens als een auto en de negatieve deeltjes eens als een muur, als die botsen beschadigt er altijd iets, alleen het botsen is inherent aan de functionaliteit.
Dan is het in wezen alleen maar de vraag wil je gas geven om met 3km/h tegen de muur aan te knallen of wil je gas geven om met 30 km/h tegen de muur aan te knallen. Wil je die test 2 jaar kunnen doen dan zou ik in ieder geval niet met 30 km/h het continue doen.

Verwijderd @g0tanks • 1 november 2017 21:22

IUk denk dat zijn doel is epaper in andere toepassingen te gaan gebruiken waar het nu ongeschikt voor is, smartphone schermen en zo.

mg_1999

@Cogency • 1 november 2017 19:37

Waarom zou je een beeld refreshen als het alleen maar static content weergeeft voor een langere tijd? Zoals bijvoorbeeld een bladzijde op een ereader. Zou zonde zijn van de energie die ervoor nodig is.

Cogency @mg_1999 • 1 november 2017 19:41

Misschien handig als je snel ergens doorheen wil bladeren. hehe
Maar ik vroeg me dat af eigenlijk omwille van deze quote:

"maar door de lage refreshrate zijn ze ongeschikt voor andere consumentenelektronica"

Dus dan mijn vraag, waarom de refreshrate niet snel genoeg kan zijn?

marcop23 @Cogency • 1 november 2017 20:13

Dan moet je dus het filmpje kijken

Het beeldscherm werkt met ionen die in een soort olie drijven, en die naar de oppervlakte getrokken worden door een elektrisch veld. De truc is dat de positieve ionen zwart zijn en de negatieve wit, of andersom. Door een negatieve spanning bij het oppervlakte te leggen, krijg je dus de zwarte ionen te zien.

Het ding is dat het tijd kost voor de ionen om te bewegen. Als je maar een ms spanning aanlegt, is het contrast dus heel laag.

Sissors @Cogency • 1 november 2017 19:48

Bedenk wel dat hij de refreshrate van een crappy e-ink scherm verbeterd heeft. IIG ik heb zelfs ook weleens gehobby'd met zulke schermen, en die zijn echt belabberd vergeleken met de schermen in e-readers. Mijn e-reader, die al wat jaren oud is, heeft echt niet meer dan 0.3 seconde nodig voor een verandering. En ik vermoed dat die het wel redelijk geoptimaliseerd hebben, hoeveel spanning ze erop kunnen zetten zodat hij in alle omstandigheden betrouwbaar blijft werken, maar wel zo snel mogelijk is.

batsma @Cogency • 1 november 2017 20:21

in het filmpje wordt dat haarfijn uitgelegd. de gekleurde deeltjes hebben namelijk tijd nodig om daadwerkelijk in de vloeistof te verplaatsen, om de pixel van kleur te veranderen, Niet zoveel als dat ze nemen, zoals de filmmaker aantoont, maar wel meer als dat je nodig hebt voor echt goeie refreshrates

dura @Cogency • 1 november 2017 21:26

Edit: mijn fout, bedankt Terraguy

[Reactie gewijzigd door dura op 27 juli 2024 11:00]

TerraGuy @dura • 1 november 2017 22:33

Hij heeft het over het goedkope scherm van Krasnow die normaal een paar seconden nodig heeft voor een pagina refresh, en nu maar 0,3 seconden. Geen 'volslagen onzin' van de auteur, je hebt blijkbaar de zin niet goed gelezen.

Overigens net getest bij mijn Kobo Aura h2o, twee jaar geleden gekregen. Deze doet er 1 seconde over bij een normale pagina met tekst, en 2 a 2.5 seconden bij een hoofdstukwisseling of een grote afbeelding. Hoop dat mn volgende een stuk sneller is.

TD-er

@Cogency • 4 november 2017 01:11

Er is nogal een verschil in e-paper.
De e-readers als de Kindle hebben bolletjes die eigenlijk ronddraaien onder het effect van een elektrisch veld. Door iets minder dan volledig om te draaien, kun je ook grijstinten maken.
Echter naburige pixels worden ook beïnvloed, dus daarom wil je een beeld eigenlijk ineens opbouwen en daarom laten veel e-readers hetzelfde beeld eerst geïnverteerd zien.

Deze e-ink schermpjes hebben eigenlijk een soort van "drijvende" pixels die naar het oppervlak getrokken worden. Deze tonen zwart/wit (geen grijs) en sommigen ook rood. Echter die rood kun je alleen pas laten zien na of zwart of wit te tonen (haal ze altijd door elkaar, maar volgorde is belangrijk)
Doordat je de pixels echt moet verplaatsen, kost het meer tijd en dan 2x achter elkaar kan nog veel langer duren. Tot wel 8 - 16 seconden voor een heel display met 3 kleuren (zwart/wit/rood).

Zie hier voor detail-opname van de grijstinten bolletjes van een Kindle 3:

codeneos 1 november 2017 21:36

Ik haakte af toen bij de uitleg van de aanpassingen in de c++ code met WordPad

. Iedereen zijn voorkeur, maar c++ code bewerk je niet in WordPad. Buiten dat om een educatief filmpje, maar mis net als de rest een beetje de nieuwswaardigheid er van.

[Reactie gewijzigd door codeneos op 27 juli 2024 11:00]

the_stickie @codeneos • 2 november 2017 11:46

Ieder zijn manier, een tool is een tool. Feit is dat Krasnow wel van aanpakken weet. Bekijk z'n andere filmpjes eens op Applied Science: zelf een x-ray, lcd-cel of astronautenijs maken, eventjes een electronenmicroscoop repareren of een koekjesdeeg robot of led-contactlens bouwen of wat experimentjes met supercritical co2... en alles bovendien begrijpelijk uitleggen $_/-\o_$
Oordeel niet te snel

Crotchy @codeneos • 1 november 2017 22:04

Is anders toch echt assembler en geen c++ code in WordPad.
Edit: excuses, zie inderdaad dat ie ook bezig is met c++ code..

[Reactie gewijzigd door Crotchy op 27 juli 2024 11:00]

Splorky 2 november 2017 06:32

is dit echt bijzonder?

in mijn ervaring heeft e-paper geen enkele seconden nodig om te veranderen maar gaat het al vrij rap (niet om video's op af te spelen maar voelde aan als meer dan 2 keer per seconde, camera beelden werden redelijk weergeven en echt niet gerefreshed per anderhalve seconden)

is dit niet een gevalletje erg goedkoop chinees scherm dat niet optimale firmware heeft beter afstemmen op de hardware.

The Third Man @Splorky • 2 november 2017 10:41

> is dit niet een gevalletje erg goedkoop chinees scherm dat niet optimale firmware heeft beter afstemmen op de hardware.

Dat idee krijg ik ook, en dat geldt voor meer goedkopere elektronica. Aan de andere kant geeft het ook aan dat je met wat hacken een behoorlijke kostenbesparing kan bereiken doordat je niet meebetaalt aan de uitgebreidere R&D van een a-merk. Past wel goed in het straatje van tweakers.net en dus ook niet raar om hier te plaatsen dus.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Engineer tweakt e-paperscherm om hogere refreshrate te halen

Lees meer

Reacties (28)

Sorteer op:

Weergave: