Specyfika wyświetlaczy dla Internetu Rzeczy

Specyfika wyświetlaczy dla Internetu Rzeczy

Inteligentne technologie bazujące na połączeniu z Internetem ciągle się rozwijają i są coraz częściej obecne w różnych obszarach naszego życia. Na szczególną uwagę zasługują te, które wchodzą ze sobą w interakcje i działają w ramach sieci Internetu Rzeczy (Internet of Things – IoT). W 2021 roku współpracujących ze sobą w ten sposób urządzeń było już na świecie ponad 21 miliardów – ta ilość została przewidziana w prognozach… Na rok 2025. Oznacza to, że rynek IoT rośnie w znacznie szybszym tempie, niż zakładano jeszcze stosunkowo niedawno.

Z każdym kolejnym rokiem przybywa rozwiązań związanych z Internetem Rzeczy. Pojawiają się one w różnych miejscach i branżach – od mieszkań o nawet niewielkiej powierzchni, przez przestrzeń biurową i publiczną, sprzęty stosowane w przemyśle oraz medycynie, aż po logistykę, handel, czy nawet rolnictwo. Wszystkie aplikacje typu IoT łączą się z Internetem, a zdecydowana większość z nich jest wyposażona w odpowiednie wyświetlacze. Dziś odpowiemy na pytanie, którą technologię ich działania należy wybrać, aby zapewnić jak najwyższą jakość finalnego produktu przy równoczesnej optymalizacji kosztów?

Do wyboru…

Na rynku istnieje bardzo duża liczba urządzeń mogących korzystać z zupełnie różnych rodzajów ekranów. Ilość opcji wyboru potrafi być jednak przytłaczająca. Dobór rozwiązania zależy od środowiska w którym będzie zamontowany końcowy produkt – temperatur pracy, zużycia energii elektrycznej, czy nawet jego wymiarów. Smartwatche, systemy zabezpieczeń, urządzenia AGD, pompy, wózki, pralki przemysłowe, czy nawet całe statki i samoloty – praktycznie każda z wymienionych aplikacji daje inne możliwości wykorzystania użytej technologii.

Nie istnieją jednak rozwiązania całkowicie uniwersalne. Niektóre typy wyświetlaczy świetnie sprawdzą się w danych realizacjach i będą oczywistym wyborem – do najpopularniejszych należą moduły LCD TFT, OLED oraz EPD (e-papier). W przypadku innych, bardziej nietypowych implementacji warto będzie skonsultować najpierw dostępne opcje z zespołem specjalistów.

TFT LCD – powszechne i uniwersalne

Technologia LCD TFT posiada wiele zalet. Szybki czas reakcji tych wyświetlaczy w połączeniu z tworzeniem ostrych, kolorowych, dynamicznych obrazów sprawia, że są powszechnie stosowane w aplikacjach konsumenckich stawiających przede wszystkim na multimedialność rozwiązań. Dzięki domyślnie wbudowanemu podświetleniu mogą być wykorzystywane w bardziej wymagających aplikacjach, gdzie możliwość montażu dodatkowego źródła światła jest mocno ograniczona. Sprawdzą się również doskonale w bardziej zacienionych miejscach. Wyświetlacze LCD to także jedne z najistotniejszych części w urządzeniach AGD lub wbudowanych w ścianę systemów inteligentnych domów.

Największą wadą tej technologii jest ilość pobieranej przez nią energii. Ze względu na swoją budowę, panele LCD TFT są najmniej energooszczędnymi rozwiązaniami ze wszystkich przedstawionych – wymagają stałego zasilania lub częstego ładowania urządzenia z którym są zintegrowane. Zastosowanie takiego wyświetlacza w miejscu o dużym nasłonecznieniu wymaga również montażu mocniejszego podświetlenia, tak aby światło odbite miało mniejszą wartość od światła emitowanego przez ekran. Może to negatywnie wpłynąć na grubość wyświetlacza i zwiększa energochłonność urządzenia, a przez to koszty użytkowania.

OLED – wysoki kontrast, odporność i energooszczędność

Wyświetlacze OLED-owe są często wykorzystywane w coraz większej ilości aplikacji dzięki swoim zaletom konstrukcyjnym. Cechują się wyższym, niemal nieskończonym kontrastem, szybszym czasem reakcji, pełnymi kątami obserwacji, większą odpornością na skrajne temperatury i mniejszym zużyciem energii niż ich odpowiedniki w innych technologiach – szczególnie w przypadku obrazów z czarnym tłem i jasnymi elementami. W rozwiązaniach OLED-owych każdy pojedynczy piksel to osobne źródło światła, co przekłada się nie tylko na energooszczędność. Poprzez wyłączenie wybranych pikseli uzyskuje się idealną czerń, co jest niemal niemożliwe w przypadku modułów innego typu. Dzięki temu takie wyświetlacze nie potrzebują także dodatkowego podświetlenia. Nie tylko poprawia to ekonomię użytkowania i efektywność, ale i znacząco zmniejsza grubość urządzenia końcowego.

Technologia OLED umożliwia również tworzenie elastycznych wyświetlaczy, które łatwiej dopasować do danej obudowy – można je bardzo często znaleźć m.in. w smartfonach i smartwatchach. Tego typu rozwiązania są jednak nadal stosunkowo kosztowne.

E-papier – technologiczna (r)ewolucja

Aplikacje typu IoT nierzadko są zasilane przy użyciu baterii – energooszczędność to często kluczowy aspekt podczas wyboru poszczególnych komponentów w niektórych aplikacjach. Bardzo dobrym wyborem, jeśli chodzi o niski pobór prądu, jest technologia e-papierowa (Electronic Paper Display – EPD). Pobiera ona niewielką ilość energii tylko w momencie zmiany obrazu, a prezentowane treści potrafią przypominać druk w sposób niemal nie do odróżnienia. E-papier posiada także cechy takie jak np. nieograniczone kąty obserwacji oraz idealna czytelność w pełnym słońcu.

Wyświetlacz EPD

To wszystko sprawia, że będzie świetnie działać wszędzie tam, gdzie ważna jest energooszczędność, a odświeżanie treści jest stosunkowo rzadkie – na rynku konsumenckim (e-czytniki, smartwatche) w aplikacjach przemysłowych (e-ceny, e-badge, inteligentne systemy rejestracji czasu pracy), w digital signage (rozkłady jazdy na przystankach autobusowych), czy nawet jako element dekoracyjny. W tym przypadku odpowiednie prezentowanie treści w warunkach ograniczonego oświetlenia będzie jednak możliwe tylko przy dostępie do zewnętrznego źródła światła. To atrakcyjna, choć najdroższa z opisywanych technologii.

Nieorganiczne diody i kwantowe kropki

Rozwiązania omówione do tej pory to jednak nie jedyne technologie, które sprawdzą się w wyświetlaczach dla IoT. Nie należy zapominać o stale pojawiających się innowacjach – szczególnie wartymi uwagi są ekrany Micro Led oraz QD-OLED.

Pierwszy z nich, sposobem działania przypomina wyświetlacze OLED. Diody składające się na wyświetlacz świecą samoistnie, a poszczególne z nich mogą być również w razie potrzeby odpowiednio wygaszane. Pozwala to na osiągnięcie prawdziwej czerni oraz bardzo wysokich kontrastów. Matryca Micro LED składa się jednak z dziesiątek milionów mikroskopijnych nieorganicznych diod – kwestia wypaleń jest dzięki temu całkowicie wyeliminowana, co znacznie wydłuża ich cykl życia. Ta technologia pozwala na tworzenie rozwiązań o niestandardowych wymiarach, a obszar wyświetlaczy Micro LED można dzielić na części – ponadto odznaczają się one bardzo wysokim poziomem jasności, nieosiągalnym dla OLED-ów, szerokimi kątami widzenia i wysoką energooszczędnością.

Wyświetlacz microLED

Technologia QD-LED to z kolei skrót od Quantum Dot-Based Light Emitting Diodes – panele mają warstwę nanokropek kwantowych. To małe cząstki półprzewodnikowe, które przemieniają światło, pochodzące z niebieskich diod LED podświetlających ekran, w kolorowe. To połączenie pozwala na osiągnięcie wyjątkowej jakości wyświetlanych kolorów i korzystnie wpływa na jasność matrycy.

Pełne wsparcie specjalistów

W ofercie Unisystemu znajdują się nie tylko wyświetlacze dla aplikacji typu IoT, ale także urządzenia ściśle z nimi współpracujące, m.in. płyty główne oraz całe komputery przemysłowe – szeroki przekrój dostępnych rozwiązań pozwala nam na dobór tych najbardziej optymalnych dla danego klienta. W ramach współpracy z producentem udzielamy merytorycznego wsparcia na każdym etapie projektu, a nasze sugestie zawsze bazują na konkretnej specyfikacji.

Unisystem

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
Elektronika Praktyczna
marzec 2022

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik maj 2022

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio maj - czerwiec 2022

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2022

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna maj 2022

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2022

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów