Il display di uno strumento portatile: come un FPC personalizzato decide la durata della batteria e il tasso di restituzione

Approfondimenti sul settore · 15 dicembre 2010
Approfondimenti sul settore手持仪器FPC 定制

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15 dicembre 2010

Lo stesso pannello da 2,8 pollici in due strumenti portatili può significare due settimane di autonomia contro tre giorni e una differenza tripla nei rendimenti. La differenza sta nel modo in cui si piega l'FPC, nel modo in cui viene gestita la retroilluminazione e se il vetro è transflettivo. Il budget energetico, le quattro decisioni FPC e la realtà degli utensili di piccolo volume.

Tre vincoli rigidi su un dispositivo portatile

Gli strumenti portatili – telemetri laser, spettrometri, terminali portatili, tester sul campo – obbediscono a vincoli del tutto diversi dalle apparecchiature da banco. Ce ne sono tre: spessore, potenza e caduta.

Lo spessore decide se l'alloggiamento può essere afferrato e metà di esso scompare nello stack del display: vetro, retroilluminazione, raggio di curvatura FPC e copertura. La potenza determina la capacità della batteria e quindi il peso, e il display è solitamente il secondo consumatore più grande dopo la radio o il motore. La caduta decide il tasso di restituzione e il display è sia la parte più fragile che quella che più probabilmente porterà con sé la scheda principale. Nessuno dei tre si risolve scegliendo un pannello; richiedono display, meccanica ed elettronica progettati insieme.

Quattro decisioni all'interno di un FPC personalizzato

Un modulo LCD FPC personalizzato sembra una decisione e in realtà ne ha quattro. Innanzitutto, il raggio di curvatura: piega troppo stretto l'FPC e il rame si stanca e si rompe, con un raggio minimo solitamente da sei a dieci volte lo spessore, quindi il progetto meccanico deve riservare lo spazio. In secondo luogo, gli irrigidimenti: la parte posteriore del connettore ne ha bisogno o si delamina dopo alcuni inserimenti. In terzo luogo, le dita di contatto: lo spessore dell'oro, il rivestimento in carbonio e i cicli di inserimento determinano tutti l'affidabilità del contatto. In quarto luogo, il connettore stesso: passo, altezza e se si aggancia.

Il raggio di curvatura è quello che più spesso manca. I progetti spingono il display al limite durante la revisione meccanica, il campione si illumina una volta assemblato e il test di affidabilità termina con un circuito aperto. La soluzione non è un FPC più costoso ma uno spazio da 1,5 a 2 millimetri nella struttura, o una piega a Z invece di una singola piega. In un disegno è la posizione di una linea; sul campo è la metà del tasso di rendimento.

Un ordine di grandezza aiuta. Su un FPC da 0,2 millimetri il raggio di curvatura sicuro è di circa 1,2-2 millimetri. Molti progetti meccanici lasciano un millimetro tra il pannello e la scheda, forzando una piega rigida a novanta gradi che sembra a posto in fase di campionamento e si apre dopo 500 cicli di flessione. Cambiare la struttura è più economico che cambiare l’FPC.

Il budget energetico: dove va la retroilluminazione

Su un TFT da 2,8 pollici la logica assorbe da 20 a 40 milliwatt mentre la retroilluminazione a piena luminosità ne assorbe da 150 a 300. Quattro quinti della potenza del display sono retroilluminazione. Trasformare tre giorni di autonomia in due settimane non è quindi una questione di un controller a basso consumo, ma di spostare la retroilluminazione da sempre attiva a piena luminosità a on-demand e graduale.

Ci sono tre strati. Lo spegnimento automatico dopo quindici secondi di inattività consente in genere di risparmiare oltre il sessanta per cento. La luminosità graduale, il 30% all'interno e tutta all'esterno, regolata da un sensore ambientale, ne aggiunge di più. Il terzo strato riduce la perdita all'interno della retroilluminazione stessa scegliendo LED efficienti e una guida luminosa ben progettata, quindi la stessa luminosità costa il 20% in meno. Quel terzo strato è dove un LCD retroilluminato personalizzato si guadagna da vivere: il modello di punti sulla guida, il numero e il posizionamento dei LED e l'eventuale utilizzo di una pellicola per il miglioramento della luminosità determinano le candele per watt.

Transflettivo: leggibile all'aperto senza alimentazione

Gli strumenti da campo vivono all'aperto, e su un pannello trasmissivo la leggibilità esterna combatte la bassa potenza: per vedere di più si alza la luminosità, e aumentare la luminosità costa corrente. Un pannello transflettivo risolve il conflitto riciclando la luce ambientale nell'immagine, quindi più luminoso è il giorno più chiaro è lo schermo e la retroilluminazione può essere disattivata.

Il prezzo è la saturazione del colore e il contrasto dello stato scuro, che sembrano sbiaditi all'interno. La scelta è quindi semplice. Se il dispositivo funziona principalmente all’aperto e mostra principalmente numeri – distanza, temperatura, posizione – la transflettiva è giusta. Se mostra immagini o giudica i colori in ambienti chiusi, la trasmissione è migliore. Fai quella chiamata in anticipo, perché i fornitori transflettivi sono meno, i tempi di consegna sono più lunghi e un cambiamento a metà progetto significa rifare i meccanismi.

Integrazione di Touch e Cover Glass

Il tocco su un dispositivo portatile è raramente un ulteriore livello aggiunto in cima. Solitamente si tratta di un assemblaggio incollato di vetro di copertura, sensore e pannello. I vantaggi sono la sottigliezza, la trasmissione più elevata e la resistenza agli urti. Il costo è che non può essere riparato, ma solo sostituito.

Un LCM TFT con design personalizzato touch capacitivo ha quattro parametri critici: spessore della copertura, comunemente da 0,7 a 1,1 millimetri; se il vetro è rinforzato chimicamente; l'immunità al rumore del controller touch; e se il bordo porta un blocco chiaro stampato. L'immunità al rumore è importante soprattutto sui palmari, perché il dispositivo stesso può trasportare motori, relè o radio il cui rumore raggiunge il canale tattile attraverso la terra. Chiedere al fornitore di misurare sul dispositivo assemblato anziché su una scheda di valutazione.

La realtà del piccolo volume: mille pezzi possono giustificare l'attrezzatura

Gli strumenti portatili industriali spesso spediscono poche migliaia di unità all'anno, a volte poche centinaia. A quel volume l’economia dipende interamente dalla separazione di ciò che deve essere lavorato da ciò che può uscire da una piattaforma.

Di solito solo due elementi necessitano veramente di strumenti: la maschera di vetro, se il progetto utilizza segmenti o dimensioni non standard, e l'FPC, se la piedinatura o il contorno sono insoliti. Le parti della piattaforma possono coprire il resto: una dimensione di retroilluminazione esistente, un driver IC comune, vetro di copertura di spessore standard tagliato su misura. Restringere l'ambito personalizzato e mille pezzi sono fattibili; personalizza tutto e cinquemila potrebbero non trovare acquirenti. Questa è la conversazione da avere innanzitutto con un fornitore LCM personalizzato: chiedi cosa può rimanere invariato prima di chiedere cosa deve cambiare, e il preventivo può differire di parecchie volte.

Esiste una via di mezzo: vetro standard con FPC personalizzato. Prendi le dimensioni del vetro e la piattaforma dei segmenti esistenti in fabbrica e ridisegna solo l'FPC per adattarlo ai tuoi meccanici. Il costo delle maschere scompare, lasciando poche migliaia di renminbi di attrezzature FPC e tempi di consegna più brevi. Per volumi palmari compresi tra 1 e 3mila unità all'anno questo è il percorso abituale.

Cinque domande per un fornitore personalizzato LCM

Cinque domande selezionano la maggior parte dei fornitori per un programma portatile. Qual è il raggio di curvatura minimo dell'FPC e hai un rapporto sulla durata flessibile? È possibile riprogettare la guida luminosa della retroilluminazione in base al nostro budget energetico? La quantità minima dell'ordine si basa sul taglio del vetro o sulla tiratura completa? Potete supportare un progetto pilota di venti o più unità in fase di campionamento? E come si presenta il processo di notifica delle modifiche dopo la rampa?

I primi due testano l'ingegneria, i due intermedi testano la flessibilità, l'ultimo testa la durabilità. Per rendere la valutazione del produttore di display LCD una routine ripetibile, risolvi queste cinque domande e chiedile per ogni preventivo, quindi confronta le risposte fianco a fianco. Per quanto riguarda la vecchia questione del produttore di LCD in Cina rispetto a Taiwan rispetto alla qualità della Corea, in questa classe di prodotti la risposta è raramente il paese di origine. Dipende da chi riorganizzerà una linea per un piccolo ordine, e le fabbriche di medie dimensioni del continente sono spesso più flessibili di quelle di grandi dimensioni.

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LCD COG e COB, micro-display PMOLED/AMOLED, schermo a colori TFT da 0,69-10,1 pollici e modulo retroilluminato a LED, sei serie e 61 modelli in produzione; dimensioni, risoluzione, interfaccia, direzione di visione e FPC non standard sono sviluppati in base ai disegni; zona di temperatura a tre velocità standard, industriale e ad ampia temperatura; fornito secondo RoHS, REACH e CE con documenti di conformità completi, la garanzia di 12 mesi può essere estesa a seconda del progetto.

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