Pourquoi un écran IHM industriel disparaît une fois monté dans l'armoire

Analyses sectorielles · 15 décembre 2006
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15 décembre 2006

Un échantillon a fière allure sur la table de la salle de réunion. Montez-le dans une armoire, installez une feuille de protection, allumez les lumières de l'usine et il devient gris. Contraste, réflexion ambiante, liaison optique, luminosité et puissance : ce dont un écran IHM industriel a réellement besoin et quel élément est le plus souvent coupé au mauvais endroit.

Un écran, deux sites

Un échantillon a fière allure sur la table d'une salle de réunion : il devient noir, il devient blanc, les couleurs sont nettes. Montez-le dans un meuble, recouvrez-le d'une feuille de protection de trois millimètres, allumez les plafonniers d'usine, et le même écran devient gris. Rien n'a échoué. La lumière ambiante a mangé le contraste.

Il s’agit de l’erreur d’appréciation la plus courante en matière d’IHM industrielle : considérer une spécification de panneau comme un résultat sur site. Le rapport de contraste cité par un fabricant de panneaux est mesuré dans une pièce sombre, tandis que les sols des usines se situent entre 500 et 1 000 lux toute l'année et que la fenêtre de l'armoire reflète une fois de plus. Le contraste perçu est égal à la luminosité de l'écran plus la lumière réfléchie, divisé par la luminosité dans l'obscurité plus la lumière réfléchie. Une fois que la lumière réfléchie entre, le numérateur et le dénominateur augmentent tous deux et le rapport s'effondre. Ainsi, lors de la spécification d'un écran LCD personnalisé pour une IHM industrielle, la première question n'est pas sa luminosité, mais l'emplacement de l'écran, ce qui le recouvre et d'où vient la lumière.

Plus lumineux n’est pas automatiquement meilleur

L’instinct est d’augmenter la luminosité. Un module LCD haute luminosité de 1 000 cd/m2 reste lisible en plein soleil, mais à l'intérieur d'une armoire, il entraîne trois effets secondaires : la puissance du rétroéclairage est multipliée par trois à quatre, la chaleur s'accumule derrière le panneau et l'augmentation de la température de jonction des LED accélère la dépréciation du flux lumineux. Les équipements industriels s'arrêtent rarement, la dégradation n'est donc pas un problème sur trois ans, elle commence au bout de dix-huit mois.

Ce qui rend réellement un écran lisible à la lumière du soleil est une combinaison de trois éléments : une luminosité suffisante, une faible réflectance de surface et un état d'obscurité véritablement profond. Les deux premiers décident de la quantité de lumière ambiante qui entre ; le troisième décide si le noir est toujours noir. Deux dalles notées toutes deux à 800 cd/m2 se comportent différemment devant une vitre : celle avec traitement antireflet reste lisible, celle non traitée montre une feuille de blanc. Ainsi, la spécification doit indiquer la réflectance, ou le voile et la brillance, ainsi que la luminance à l'état sombre ainsi que la luminosité. Une spécification qui répertorie uniquement la luminosité obtiendra le panneau le plus simple qu’un fournisseur puisse proposer.

Exécutez les chiffres. Faire passer un panneau de sept pouces de 400 à 800 cd/m2 double environ le courant de rétroéclairage et augmente la température derrière le panneau de 8 à 12 degrés. Une armoire ne ventile pas, ce qui augmente la température ambiante et pousse facilement la température de jonction des LED au-delà de 70 degrés en été, où tous les dix degrés supplémentaires réduisent de moitié la durée de vie. A l'intérieur d'un meuble, la bonne luminosité est donc suffisante plutôt que maximale, le reste du budget étant consacré à l'antireflet. Cela explique également pourquoi deux dalles de 500 cd/m2 peuvent différer doublement en termes de prix : la différence réside dans le traitement optique et non dans les LED.

Ce que la liaison optique supprime réellement

L’entrefer entre le panneau et la feuille de protection est la couche la plus négligée dans les IHM industrielles. L'indice de réfraction entre l'air et le verre produit deux réflexions et supprime environ huit pour cent de la lumière, et pire encore, il renvoie la lumière ambiante directement vers l'œil. C'est pourquoi un écran se comporte comme un miroir à la lumière du jour. Un module LCD à liaison optique comble cet espace avec un adhésif optique, réduisant ainsi deux interfaces réfléchissantes à une seule.

Les coûts méritent d'être connus à l'avance. Une fois collés, le panneau et le verre deviennent un assemblage indissociable, donc une défaillance signifie le remplacement des deux. La couche adhésive présente des risques liés au processus sous forme de bulles et d'expulsion. Le prix unitaire augmente généralement de vingt à quarante pour cent. La décision n’est donc pas de savoir si le collage est bon, mais s’il y a du verre devant, du soleil direct dessus et des temps d’arrêt disponibles pour un remplacement. Les armoires extérieures, les terminaux de véhicules et les chariots médicaux le justifient. Les instruments en armoire et les équipements de chambre noire ne le font pas. Ce troisième cas est celui qui est le plus souvent poussé vers le lien, et le contraste qu’il crée est un contraste que personne ne peut voir.

Gants, mains mouillées et faux contacts

Un doigt dans une usine n’est pas un doigt sur un téléphone. Les gants d’hiver, les mains grasses et les mains mouillées font échouer ou sauter le toucher capacitif. Un panneau résistif est souvent plus stable ici, car il détecte la pression plutôt que la capacité.

Si le capacitif est requis, trois éléments doivent être spécifiés dans les spécifications : l'épaisseur maximale des gants, qui pour la plupart des modèles signifie moins de 1,5 mm, la tolérance aux gouttelettes d'eau et au film d'huile, et l'exigence CEM, étant donné que les onduleurs, les servos et les équipements de soudage se trouvent à proximité. Laissez-les de côté et le prototype répond tandis que les unités de production génèrent des plaintes. Dans les projets d'affichage industriel OEM et ODM, l'approche tactile est généralement corrigée avant que la conception mécanique ne se fige, car tout changement dans l'épaisseur du verre de protection oblige à réajuster chaque paramètre tactile, et le réajustement signifie un autre cycle de validation.

Approvisionnement à long terme : la porte la plus dure

Les équipements industriels durent cinq à dix ans, tandis que le circuit intégré de commande situé à l'intérieur d'un écran peut atteindre sa fin de vie au bout de trois ans. Un fabricant d'écrans LCD industriels au service de clients industriels n'a pas besoin de prouver ses stocks aujourd'hui ; il doit être prouvé en stock dans cinq ans.

Trois éléments vérifiables : l'état du cycle de vie du circuit intégré du pilote, qu'il soit actif, non recommandé pour les nouvelles conceptions ou en fin de vie ; l'exposition restante compte sur le masque en verre ; et le processus de notification des modifications de produits. Les deux premiers décident si la production peut continuer. Le troisième décide si la pièce est toujours la même. De nombreux projets ne meurent pas à l'arrêt, ils meurent à la suite d'un remplacement inopiné du polariseur, où les paramètres photoélectriques varient de 5 % et où toute la famille de produits du client perd sa cohérence visuelle. Dans un contrat, l'approvisionnement à long terme est une liste de numéros de pièces plus une clause de notification de modification, et non une promesse.

OEM ou ODM : à qui appartient le boîtier et le micrologiciel

Dans un projet OEM, le boîtier, la superposition, le micrologiciel et le fichier de certification se trouvent tous chez le client, et l'usine se contente de construire, d'assembler et de tester. Dans un projet ODM, l'usine apporte une plate-forme existante et le client se différencie par-dessus. Les cotations sont souvent proches ; la limite de responsabilité ne l’est pas.

Deux arguments reviennent. Qui paie l'outillage du boîtier et qui gère le micrologiciel. Si le logement est une modification du moule existant de l'usine, le coût de la modification et sa propriété doivent être notés. Si l'usine écrit le micrologiciel, le client a besoin au minimum du binaire et d'un chemin de mise à niveau, sinon un changement de personnel à l'usine rend l'équipement impossible à mettre à jour. Un test rapide pour savoir quel modèle un fournisseur utilise réellement : demandez à voir la nomenclature. Ceux qui le montrent construisent généralement des OEM ; ceux qui refusent vendent généralement une plateforme.

Transformer l'exigence en une spécification pouvant être citée

Comprimé dans un tableau, tout ce qui précède représente huit lignes : taille et résolution, zone de visualisation et contour, luminosité et réflectance, température de fonctionnement, interface et connecteur, approche tactile, traitement de surface comprenant l'anti-éblouissement, l'anti-reflet et la liaison, et le volume annuel avec la durée de vie prévue. Écrites clairement, ces huit lignes permettent à n’importe quelle usine de renvoyer un devis comparable en trois jours. Rédigés de manière vague, les devis reçus ne seront pas du tout comparables.

Une dernière note pour les acheteurs. L’élément le plus coûteux d’un écran IHM industriel est rarement le prix unitaire ; c'est la refonte qui fait suite à la découverte que l'écran n'est pas lisible sur place. Remettez au fournisseur l'environnement de montage, le matériau de couverture et l'éclairement ambiant au stade de la demande d'offre et laissez-le calculer la réflexion, ce qui est bien moins coûteux que de discuter ensuite pour savoir quelle spécification était incomplète.

Une note sur les échantillons. Ne jugez jamais un échantillon d'IHM industrielle par son apparence lorsqu'il est éclairé sur un banc ; jugez-le à l’éclairement du site. Portez-le au sol, installez-le dans le meuble et regardez-le à deux reprises, aux deux heures les plus lumineuses de la journée. Cela coûte une heure et résout la plupart des problèmes de lisibilité avant l'outillage. Afficher les détails du produit du fabricant

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LCD COG et COB, micro-écran PMOLED/AMOLED, écran couleur TFT de 0,69 à 10,1 pouces et module de rétroéclairage LED, six séries et 61 modèles en production ; la taille, la résolution, l'interface, la direction de visualisation et le FPC non standard sont développés selon les dessins ; zone de température à trois vitesses standard, industrielle et large ; fourni selon RoHS, REACH et CE avec des documents de conformité complets, la garantie de 12 mois peut être prolongée en fonction du projet.

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