Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Wyświetlacze LCD przystosowane do wymagających aplikacji

Wyświetlacze LCD przystosowane do wymagających aplikacji

Czym są wymagające aplikacje? W dużym skrócie można je opisać, jako wszelkie urządzenia, które narażone są na działanie niepożądanych czynników takich, jak zakłócenia elektromagnetyczne, silne zapylenie i zawilgocenie środowiska czy zmieniające się w szerokim zakresie warunki atmosferyczne. Każdy z tych czynników może wpływać na funkcjonowanie elektroniki skutkując nawet uszkodzeniem modułu. Wskażemy jakie kroki podjąć, aby uniknąć takich sytuacji.

Każdy, kto korzystał ze smartphone’a w ekstremalnych warunkach pogodowych, np. w szczególnie upalne lub mroźne dni, z pewnością zaobserwował jak te czynniki wpłynęły na działanie urządzenia. Wolniejsza praca, szybsze rozładowywanie baterii, oporne sterowanie – to tylko niektóre objawy, a dodatkowo rośnie podatność na uszkodzenia mechaniczne. Tego typu problemy dotyczą wszelkiej elektroniki, nie pozostając obojętnymi dla takich komponentów jak wyświetlacze LCD. Na przykładzie wybranych aplikacji w przemyśle i digital signage wskażę co zrobić, aby zapewnić jak najsprawniejsze działanie modułów LCD w skrajnych środowiskach.

Wyświetlacze LCD dla przemysłu

Przenośne urządzenia pomiarowe. Do tej grupy możemy zakwalifikować różnego rodzaju mierniki, rejestratory czy detektory, które są powszechnie stosowane w przemyśle, np. przy wydobyciu kopalin czy w branży stoczniowej. Sprzęt tego typu zwykle wymaga rozwiązań o podwyższonej jasności (co najmniej 1000 cd/m²) oraz jak najszerszym zakresie temperatur pracy (co najmniej –20...70°C). Wskazane jest również zachowanie szerokich kątów obserwacji, aby ułatwić dostęp do prezentowanych treści, bez względu na płaszczyznę obserwacji.
W tego typu aplikacjach może znaleźć zastosowanie m.in. 5-calowy wyświetlacz LCD typu WF50DSYA3MNN0# produkcji Winstar (fotografia 1). Jego podstawowe parametry to: 1100 cd/m², –20...70°C, 80°/80°/80°/80°, MIPI.

Fotografia 1. Wyświetlacz LCD typu WF50DSYA3MNN0

Panele sterownicze HMI. Obecnym standardem w urządzeniach typu HMI są wyświetlacze z panelem dotykowym o przekątnych od 5 do 10 cali. Doskonale nadają się do usprawnienia nadzoru nad procesami, np. w halach produkcyjnych. Aby zapewnić jak najlepszą jakość prezentowanych treści, jasność wyświetlacza powinna wynosić co najmniej 750 cd/m² a zakres tolerowanych temperatur pracy powinien wynosić –20...70°C. Użytkownicy na pewno docenią również szerokie kąty obserwacji.

Do takich aplikacji klienci Unisystemu chętnie sięgają np. po 7-calowy model WF70A8SYAHLNN0# produkcji Winstar. Jego podstawowe parametry to: 1100 cd/m², –20...70°C, 85°/85°/85°/85°, LVDS). Obecnie jednak mogą występować problemy z dostawami tego typu produktów. Już od kilku miesięcy na rynku elektroniki doświadczamy niedoboru niektórych komponentów, co jest związane z pandemicznym zapotrzebowaniem na sprzęty konsumenckie, np. tablety (których jednym z najpopularniejszych rozmiarów jest właśnie 7 cali). Według analityków taka sytuacja może utrzymać się nawet do końca 2021 roku. Aby uniknąć opóźnień zachęcamy klientów do składania zamówień ramowych, zwłaszcza dla projektów, w których kluczowy jest czas realizacji.

W wypadku rozwiązań dotykowych stosowanych w przemyśle warto rozważyć również inne szczególne okoliczności, które mogą mieć kluczowe znaczenie dla wygody użytkowników, jak możliwość obsługi urządzenia w roboczych rękawicach osiągana poprzez odpowiednią kalibrację modułu.

Wyświetlacze LCD dla digital signage

Rozwiązania stosowane w systemach digital signage są zwykle przeznaczone do pracy w trybie ciągłym – 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu. W tego typu aplikacjach warto zwracać uwagę na parametr określany jako LED life time, czyli czas życia LED. Jest to średni okres bezawaryjnej pracy diod LED zastosowanych w podświetleniu matryc LCD, wyrażony jako liczba godzin, po której następuje stopniowa degradacja diod LED. W rozwiązaniach dla systemów digital signage ten parametr powinien wynosić co najmniej 70 000 godzin.

Reklama w przestrzeni miasta. Kategoria obejmuje szeroką gamę nośników, na które możemy natknąć się w miastach, m.in. bilbordy, panele na stacjach i przystankach, interaktywne kioski i totemy itp. W wypadku wyświetlaczy LCD instalowanych w naszej strefie klimatycznej, jedną z kluczowych kwestii będzie nieprzerwane funkcjonowanie modułu zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach. Można przyjąć, że zakres temperatur pracy dla tego typu rozwiązań powinien mieścić się w przedziale co najmniej od –20 do 70°C. Aby prezentowane treści były wystarczająco czytelne konieczne jest zapewnienie odpowiedniej jasności, na poziomie minimum 1000 cd/m², a także kątów obserwacji – najlepiej 89°/89°/89°/89°. Ponadto, jeśli urządzenie będzie znajdowało się w nasłonecznionej lokalizacji warto zastosować model z technologią hiTNI, która zapobiega występowaniu tzw. czarnych plam pojawiających się na ekranach w wyniku czasowej utraty pierwotnych właściwości przez ciekłe kryształy pod wpływem intensywnego promieniowania słonecznego.

Fotografia 2. Wyświetlacz typu P320HVN07.0

Właściwymi parametrami cechuje się m.in. 31,5-calowy wyświetlacz typu P320HVN07.0 produkcji AUO (fotografia 2). Jego podstawowe parametry to: 2500 cd/m², 89°/89°/89°/89°, –20...60°C, hiTNI (–40...110°C), LVDS, czas życia LED na poziomie 70 000 godz.

Ekrany w pojazdach. Do tej grupy należą różnego rodzaju rozwiązania, z którymi możemy zetknąć się w transporcie zbiorowym. Prezentują m.in. rozkłady jazdy, przebiegi tras ze spodziewanym czasem dojazdu do kolejnej stacji/przystanku, a także dodatkowe informacje, np. o aktualnym stanie pogody czy treść reklamową. W tego typu aplikacjach kluczowy nie będzie zakres temperatur pracy (z pewnością wystarczy przedział 0...50°C), warto jednak zwrócić uwagę na parametry, które wpływają na czytelność prezentowanych treści tj. jasność (optymalnie ok. 1000 cd/m²) czy kąty obserwacji (optymalnie 89°/89°/89°/89°). Należy pamiętać, że są to urządzenia, które muszą spełniać również szereg innych wymogów, aby mogły być dopuszczone do użytku w transporcie. W przypadku np. pojazdów szynowych, reguluje je norma PN-EN 50155, wskazując m.in. wymaganą odporność urządzeń na wstrząsy i zakłócenia.

Fotografia 4. 28-calowy ekran typu SSH2845-E

W ofercie Unisystemu dostępny jest m.in. 28-calowy ekran typu SSH2845-E produkcji Litemax (fotografia 3). Jego podstawowe parametry to: 1000 cd/m², 89°/89°/89°/89°, 0...50°C, LVDS/VGA/DVI, czas życia LED na poziomie 70 000 godz. Producent deklaruje spełnienie normy PN-EN 50155 a panoramiczny kształt doskonale wpasuje się w ograniczoną przestrzeń przedziałów w pociągach.

Dodatkowe metody zabezpieczania wyświetlaczy LCD

Opisane dobieranie parametrów wyświetlacza LCD zapewnia ochronę jedynie przed takimi czynnikami, jak np. niskie i wysokie temperatury. Pozostaje jeszcze szereg innych szkodliwych czynników, takich jak pył i woda. Najlepszą formą zabezpieczenia przed zapyleniem i zalaniem będzie umieszczenie modułu w odpowiednio szczelnej obudowie, której stopień ochrony określany jest za pomocą kodów IP zdefiniowanych w normie PN-EN 60529.

Warto rozważyć zastosowanie technologii optical bonding w wypadku urządzeń, w których wyświetlacze łączone są z sensorami dotykowymi i szkłem ochronnym. Polega ona na spajaniu poszczególnych warstw przezroczystymi klejami lub foliami, które są utwardzane np. promieniowaniem UV. W efekcie usuwa się powietrze występujące pomiędzy poszczególnymi komponentami, ograniczając możliwość występowania zamgleń powstających na skutek wnikania zanieczyszczeń w szczeliny modułu.

Na rynku są dostępne różne powłoki nakładane na moduły, które mogą przysłużyć się użytkownikom urządzeń. Dość powszechnym rozwiązaniem są powłoki anti-glare (AG) i anti-reflective (AR). Redukują one odbicia świetlne docierające do ekranu, światło jest rozpraszane i dzięki temu eliminuje się występowanie efektu tzw. lustra. W wypadku urządzeń zlokalizowanych w przestrzeni publicznej, np. kiosków czy totemów, wskazane może być zastosowanie powłoki anti-shatter (AS), która przy uszkodzeniu ekranu, np. jego rozbiciu, zapobiega rozprzestrzenianiu się odłamków szkła. Istotne znaczenie może mieć także powłoka anti-microbial (AM), która redukuje ilość drobnoustrojów nanoszonych na powierzchnię ekranów przez użytkowników.

Podsumowanie

W artykule wskazuję wybrane parametry i zabiegi, od których może zależeć sprawne funkcjonowanie urządzenia przeznaczonego do pracy w trudnych warunkach. Zawsze powtarzam, że każdy projekt wymaga indywidualnego podejścia i tak samo jest w wypadku tego typu modułów. Powinniśmy uważnie przeanalizować wszystkie czynniki, które mogą oddziaływać.

Dzięki temu finalne rozwiązanie będzie przystosowane nawet do ekstremalnych warunków i jednocześnie korzystne pod względem ceny.

Jacek Marcinkowski
Project Manager
www.unisystem.pl/pl

Więcej informacji:
 
UNISYSTEM Sp. z o.o., 80-299 Gdańsk, ul. Nowy Świat 36, tel. +48 58 761 54 20, biuro@unisystem.pl, www.unisystem.pl
Artykuł ukazał się w
Marzec 2021

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik luty 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio marzec 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje luty 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna luty 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich luty - marzec 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów