15 december 2006
Een monster staat prachtig op de vergadertafel. Monteer hem in een kast, monteer een beschermfolie, zet de fabrieksverlichting aan en hij wordt grijs. Contrast, omgevingsreflectie, optische binding, helderheid en kracht: wat een industrieel HMI-scherm echt nodig heeft, en welk item meestal op de verkeerde plaats wordt afgesneden.
Een monster ziet er goed uit op de vergadertafel: het wordt zwart, het wordt wit, de kleuren zijn helder. Monteer hem in een kast, bedek hem met een beschermfolie van drie millimeter, zet de fabrieksplafondverlichting aan en hetzelfde scherm wordt grijs. Niets is mislukt. Omgevingslicht heeft het contrast opgegeten.
Dit is de meest voorkomende misvatting bij industriële HMI: het behandelen van een paneelspecificatie als het resultaat ter plaatse. De contrastverhouding die een paneelfabrikant aanhaalt, wordt gemeten in een donkere kamer, terwijl fabrieksvloeren het hele jaar door 500 tot 1000 lux hebben en het kastraam nog een keer reflecteert. Het waargenomen contrast is gelijk aan de helderheid van het scherm plus gereflecteerd licht, gedeeld door de helderheid in de donkere toestand plus gereflecteerd licht. Zodra gereflecteerd licht binnenkomt, groeien de teller en de noemer allebei en stort de verhouding in. Dus bij het specificeren van een op maat gemaakt LCD-scherm voor industriële HMI is de eerste vraag niet hoe helder het is, maar waar het scherm zit, wat het bedekt en waar het licht vandaan komt.
Het instinct is om de helderheid te verhogen. Een LCD-module met hoge helderheid van 1000 cd/m2 blijft leesbaar in direct zonlicht, maar in een kast brengt dit drie bijwerkingen met zich mee: het vermogen van de achtergrondverlichting vermenigvuldigt zich drie tot vier keer, de warmte hoopt zich op achter het paneel en de stijgende temperatuur van de LED-junctie versnelt de afschrijving van het lumen. Industriële apparatuur stopt zelden, dus verval is geen probleem van drie jaar; het begint na achttien maanden.
Wat een scherm in zonlicht leesbaar maakt, is een combinatie van drie dingen: voldoende helderheid, lage oppervlaktereflectie en een werkelijk diepe donkere toestand. De eerste twee bepalen hoeveel omgevingslicht er binnenkomt; de derde beslist of zwart nog steeds zwart is. Twee panelen, beide met een vermogen van 800 cd/m2, gedragen zich anders bij een raam: het paneel met een antireflectiebehandeling blijft leesbaar, het onbehandelde vertoont een wit vel. De specificatie moet dus naast de helderheid ook de reflectiegraad, of waas en glans, en de luminantie in de donkere toestand vermelden. Een specificatie die alleen de helderheid vermeldt, levert het gemakkelijkste paneel op dat een leverancier kan bieden.
Voer de cijfers uit. Door een zeven-inch paneel van 400 naar 800 cd/m2 te nemen verdubbelt de achtergrondverlichtingsstroom ruwweg en stijgt de temperatuur achter het paneel met 8 tot 12 graden. Een kast ventileert niet, zodat de omgevingstemperatuur omhoog gaat en de LED-junctietemperatuur in de zomer gemakkelijk boven de 70 graden kan komen, waarbij elke extra tien graden de levensduur halveert. Binnenin een kast is de juiste helderheid dus eerder voldoende dan maximaal, waarbij het resterende budget wordt besteed aan antireflectie. Het verklaart ook waarom twee panelen van 500 cd/m2 dubbel in prijs kunnen verschillen: het verschil zit in de optische behandeling, niet in de LED's.
De luchtspleet tussen paneel en beschermplaat is de meest verwaarloosde laag in industriële HMI. De brekingsindexstap tussen lucht en glas produceert twee reflecties en verwijdert grofweg acht procent van het licht, en erger nog, het stuurt omgevingslicht rechtstreeks terug naar het oog. Daarom gedraagt een scherm zich bij daglicht als een spiegel. Een LCD-module met optische verbinding vult deze opening op met optische lijm, waardoor twee reflecterende interfaces tot één worden teruggebracht.
De kosten zijn het waard om vooraf te weten. Eenmaal met elkaar verbonden, worden paneel en glas één onafscheidelijk geheel. Een storing betekent dus dat beide moeten worden vervangen. De lijmlaag brengt procesrisico's met zich mee in de vorm van bellen en uitknijpen. De eenheidsprijs stijgt doorgaans met twintig tot veertig procent. De beslissing is dus niet of de hechting goed is, maar of er glas aan de voorkant zit, direct zonlicht erop en uitvaltijd beschikbaar is voor vervanging. Buitenkasten, voertuigterminals en medische karren rechtvaardigen dit. Instrumenten in kasten en apparatuur in donkere kamers doen dat niet. Dat derde geval is het geval dat het vaakst tot binding wordt gedwongen, en het contrast dat het oplevert is een contrast dat niemand kan zien.
Een vinger in een fabriek is geen vinger aan een telefoon. Winterhandschoenen, vette handen en natte handen zorgen er allemaal voor dat capacitieve aanraking mislukt of springt. Een resistief paneel is hier vaak stabieler, omdat het druk waarneemt in plaats van capaciteit.
Als capacitief vereist is, horen drie dingen in de specificatie: maximale handschoendikte, wat voor de meeste ontwerpen minder dan 1,5 mm betekent, tolerantie voor waterdruppels en oliefilm, en de EMC-vereiste, aangezien omvormers, servo's en lasapparatuur in de buurt staan. Laat die weg en het prototype reageert terwijl de productie-eenheden klachten genereren. Bij OEM- en ODM-projecten voor industriële displays wordt de aanraakbenadering meestal opgelost voordat het mechanische ontwerp vastloopt, omdat elke verandering in de dikte van het dekglas ervoor zorgt dat elke aanraakparameter opnieuw moet worden afgestemd, en opnieuw afstemmen betekent een nieuwe validatieronde.
Industriële apparatuur gaat vijf tot tien jaar mee, terwijl het driver-IC in een display binnen drie jaar het einde van zijn levensduur kan hebben. Een fabrikant van industriële LCD-schermen die industriële klanten bedient, hoeft vandaag de dag geen voorraad aan te tonen; het moet de voorraad binnen vijf jaar bewijzen.
Drie verifieerbare items: de levenscyclusstatus van het driver-IC, of deze nu actief is, niet wordt aanbevolen voor nieuwe ontwerpen, of aan het einde van de levensduur; de resterende belichting telt op het glazen masker; en het kennisgevingsproces voor productwijzigingen. De eerste twee beslissen of de productie door kan gaan. De derde beslist of het onderdeel nog steeds hetzelfde onderdeel is. Veel projecten sterven niet bij stopzetting, maar bij een onaangekondigde vervanging van de polarisator, waarbij de foto-elektrische parameters met vijf procent veranderen en de hele productfamilie van de klant visuele consistentie verliest. In een contract bestaat de langetermijnlevering uit een lijst met onderdeelnummers plus een clausule over het melden van wijzigingen, en niet uit een belofte.
Bij een OEM-project liggen de behuizing, de overlay, de firmware en het certificeringsdossier allemaal bij de klant en bouwt, assembleert en test de fabriek alleen. Bij een ODM-project brengt de fabriek een bestaand platform mee en differentieert de klant daarbovenop. De citaten liggen vaak dichtbij; de grens van verantwoordelijkheid is dat niet.
Twee argumenten keren terug. Wie betaalt voor de behuizingstools en wie onderhoudt de firmware. Als de behuizing een wijziging is van de bestaande mal van de fabriek, moeten de wijzigingskosten en het eigendom ervan worden opgeschreven. Als de fabriek de firmware schrijft, heeft de klant minimaal het binaire bestand en een upgradepad nodig, anders kan door een personeelswisseling in de fabriek de apparatuur niet worden bijgewerkt. Eén snelle test van welk model een leverancier werkelijk hanteert: vraag om de stuklijst. Degenen die het laten zien, bouwen meestal OEM; degenen die weigeren, verkopen meestal een platform.
Samengeperst tot een tabel bestaat al het bovenstaande uit acht lijnen: grootte en resolutie, weergavegebied en omtrek, helderheid en reflectie, bedrijfstemperatuur, interface en connector, aanraakbenadering, oppervlaktebehandeling inclusief antireflectie, antireflectie en hechting, en jaarlijks volume met verwachte levensduur. Deze acht regels zijn duidelijk geschreven en zorgen ervoor dat elke fabriek binnen drie dagen een vergelijkbare offerte kan terugsturen. Vaag geschreven, zullen de ontvangen offertes helemaal niet vergelijkbaar zijn.
Nog een laatste opmerking voor kopers. Het dure deel van een industrieel HMI-display is zelden de eenheidsprijs; het is het herontwerp dat volgt op de ontdekking dat het scherm ter plaatse niet kan worden gelezen. Geef de leverancier tijdens de offerteaanvraag de montageomgeving, het afdekmateriaal en de omgevingsverlichting en laat hem de reflectie berekenen, wat veel goedkoper is dan achteraf ruzie maken over wiens specificatie onvolledig was.
Eén opmerking over monsters. Beoordeel een industrieel HMI-exemplaar nooit op hoe het eruit ziet als het op een bank wordt verlicht; beoordeel het op de verlichtingssterkte van de locatie. Draag hem op de grond, monteer hem in de kast en kijk er twee keer naar, op de twee helderste uren van de dag. Dat kost een uur en lost de meeste leesbaarheidsproblemen op vóór het bewerken. Bekijk de productdetails van de fabrikant
Vertel ons uw projectscenario en vereisten, en wij zullen binnen 24 uur de juiste oplossing matchen en een offerte uitbrengen.
Ontvang een gratis offerteCOG en COB LCD, PMOLED/AMOLED microdisplay, 0,69-10,1-inch TFT-kleurenscherm en LED-achtergrondverlichtingsmodule, zes series en 61 modellen in productie; niet-standaard formaat, resolutie, interface, kijkrichting en FPC worden ontwikkeld volgens tekeningen; standaard, industriële en brede temperatuurzone met drie snelheden; geleverd volgens RoHS, REACH en CE met volledige conformiteitsdocumenten, kan de garantie van 12 maanden worden verlengd afhankelijk van het project.
Leer meer over display- en displaymoduleoplossingen →