15 dicembre 2009
Un touchscreen a colori fa sembrare un termostato un telefono, ma tre requisiti lo sconfiggono: dieci anni con una batteria, dieci anni senza schermo vuoto e dieci anni senza aumento di prezzo. La struttura dei costi di un display a segmenti, come sistemare il layout dei segmenti, quando vale la pena utilizzare un pannello grafico monocromatico e cosa rientra nelle specifiche.
Un termostato touchscreen a colori vince ogni fiera. Una volta fissato al muro, le esigenze dell'utente non assomigliano per niente a quelle di un telefono. Deve essere visualizzato continuamente, perché la temperatura deve essere leggibile quando nessuno la tocca. Non deve assorbire quasi alcuna energia, perché molti modelli europei e nordamericani funzionano a batterie o rubano qualche decina di milliampere dall'alimentazione HVAC a 24 V. E deve durare dieci anni, perché sostituire un termostato significa togliere la piastra a muro, cosa che gli utenti comuni non faranno.
Questi tre requisiti sono esattamente i punti in cui i pannelli colorati sono deboli. Una retroilluminazione TFT a colori lasciata accesa assorbe centinaia di milliwatt e non sopravviverà a un inverno sulle celle. Il polarizzatore e la retroilluminazione si degradano visibilmente in caso di funzionamento continuo. E il costo unitario viene calcolato da tre a cinque volte per segmento visualizzato. Un display LCD a segmenti personalizzato per un termostato intelligente non è quindi una scelta arretrata; è l'ottimale sotto uno specifico insieme di vincoli.
Una quotazione per display a segmento si divide in tre righe: la maschera di vetro, un costo una tantum; la tariffa del campione; e il prezzo unitario di produzione. Il costo delle mascherine varia in base alla complessità del segmento e alle dimensioni del vetro e in genere è compreso tra migliaia e poche decine di migliaia di renminbi, mentre il prezzo unitario può essere di pochi renminbi. Ne conseguono due conseguenze. Al di sotto di poche migliaia di unità all’anno la maschera non può essere assorbita e un display a segmenti smette di essere economico. E cambiare il layout del segmento significa pagare di nuovo la maschera.
La negoziazione quindi non dovrebbe perseguire il prezzo unitario ma dovrebbe stabilire la probabilità di una riprogettazione entro tre anni. Se la tabella di marcia prevede già icone extra o una nuova lettura, disponi ora ogni segmento e lascia inutilizzati quelli di riserva; questo è molto più economico che riaprire la maschera due anni dopo. Questo è anche il motivo per cui un fornitore competente di moduli display personalizzati continua a chiedere cos'altro potrebbe dover mostrare il prodotto.
Il layout sembra un disegno, ma è uno scambio tra l'angolo di visione, il conteggio dei segmenti e la finestra dell'alloggiamento. Il nematico ritorto dà un cono stretto, circa trenta gradi in verticale; il nematico supercontorto lo allarga a scapito del contrasto. Più segmenti significano più linee driver e il rapporto COM/SEG limita il numero di cifre che possono essere inserite. Una volta tagliata la finestra dell'alloggiamento, l'area di visualizzazione non può cambiare.
I termostati hanno un requisito speciale: nella maggior parte dei casi conta un singolo numero grande, quindi le cifre principali appartengono alla migliore zona di visualizzazione mentre le icone di modalità, ventola e batteria possono trovarsi vicino al bordo. Lasciare poi i segmenti inutilizzati, non per la visualizzazione ma affinché una futura revisione non necessiti di una nuova maschera. Quella linea non appare mai in una specifica ed è l'esperienza che consente di risparmiare maggiormente sui costi nei progetti di segmento.
Il limite di un display a segmenti è che può mostrare solo il contenuto disegnato in anticipo. Nel momento in cui un prodotto necessita di testo arbitrario per un menu multilingue, curve arbitrarie per la cronologia energetica o icone arbitrarie, i segmenti si esauriscono e un display LCD grafico monocromatico con dimensioni personalizzate diventa la risposta.
Tre test lo decidono: supporto multilingue, obbligatorio per i modelli esportati; visualizzazione dei dati storici; e la possibilità di aggiungere schermate tramite aggiornamenti del firmware. Uno qualsiasi dei tre giustifica un pannello a matrice di punti; senza nessuno di essi, la matrice di punti non fa altro che aumentare i costi e allungare lo sviluppo. Il suo costo nascosto è la libreria di font, che consuma flash MCU, quindi conta ciò che rimane per la logica dell'applicazione prima di scegliere il controller.
Un termostato impila coperchio anteriore, display, scheda principale e coperchio posteriore e la profondità della piastra a muro limita il totale. Un modulo LCD COG collega l'IC del driver direttamente al vetro, rimuovendo un package separato e l'area della scheda di cui ha bisogno, risparmiando da uno a due millimetri rispetto a un design COB. Su un termostato quel millimetro spesso fa la differenza tra adattarsi e non adattarsi.
La connessione è il secondo vantaggio. COG si collega alla scheda tramite un connettore FPC o elastomero, che rimuove pin e prese dall'assemblaggio, da una fase del processo e da un punto di guasto. L'affidabilità è la terza: l'assenza di giunti di saldatura sui cavi dei circuiti integrati significa meno guasti in caso di cadute e vibrazioni. Il prezzo è la riparabilità, poiché un COG incollato non può essere sostituito dal suo controller, ma solo dall'intero modulo. Per un termostato, per il quale la riparazione implica comunque la sostituzione dell'unità, il prezzo è accettabile.
Gli elettrodomestici non si muovono alla velocità dell’elettronica di consumo. Una piattaforma termostatica dura dai tre ai cinque anni, spesso con modifiche di colore e finiture piuttosto che con una riprogettazione meccanica. Gli ordini display sembrano quindi un grande ordine di lancio seguito da anni di piccoli rifornimenti, non un nuovo acquisto ogni trimestre.
Quando ti rifornisci da una fabbrica OEM di moduli LCD in Cina, stabilisci due cose: chi possiede la maschera al termine del programma e per quanto tempo viene conservata. Una maschera di proprietà della fabbrica e conservata per due anni comporta un rifornimento successivo che richiede la riapertura; una maschera di tua proprietà, o trattenuta per cinque anni previo accordo, rende prevedibile il rifornimento. La quantità minima dell'ordine sul segmento di vetro di solito segue il taglio economico della lastra, da diverse centinaia a diverse migliaia di pezzi, quindi negozia il numero di pezzi che un ciclo di produzione produce piuttosto che la tua domanda annuale, altrimenti il prezzo unitario non cambia mai.
Una specifica su cui un fornitore può intervenire per un totale di nove linee: contorno e area di visualizzazione, spessore del vetro, disegno del segmento con una tabella di definizione del segmento, schema di azionamento con conteggi e polarizzazione COM e SEG, tensione operativa, temperatura operativa e di conservazione, colore della retroilluminazione, luminosità e se rimane accesa, metodo di connessione con definizioni dei pin e volume annuale con durata prevista.
Le due più spesso omesse sono la tabella di definizione del segmento e le definizioni dei pin. Senza il primo, il fornitore ordina i segmenti in base all'abitudine e il team del software scopre che l'ordine è sbagliato dopo la codifica. Senza il secondo, il campione arriva con la necessità di cavi volanti. Insieme riempiono meno di due pagine e salvano un intero prototipo. Invia entrambi con la richiesta come guida all'approvvigionamento OEM del fornitore di moduli LCD personalizzati e la qualità della risposta cambierà immediatamente, perché mostra che hai già acquistato questa categoria.
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