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Unisystem Lite ist eine Produktreihe von LCD-TFT-Modulen, die für Geräte entwickelt wurde, die in Innenräumen unter stabilen und vorhersehbaren Bedingungen betrieben werden. Sie ist auf die Anforderungen von Projekten zugeschnitten, die zwar keine für besonders anspruchsvolle Umgebungen ausgelegten Komponenten benötigen, aber dennoch auf ein zuverlässiges, einfach zu integrierendes Display mit auf die jeweilige Anwendung abgestimmten Parametern angewiesen sind. In diesem Artikel erläutern wir die Grundprinzipien der Unisystem Lite-Reihe, gehen auf die vorgesehenen Anwendungsbereiche ein und zeigen auf, wie Sie die richtige Variante für die Konstruktions- und Betriebsanforderungen eines Geräts auswählen können.
Das Display-Portfolio von Unisystem umfasst drei Produktlinien, die für unterschiedliche Anwendungsanforderungen konzipiert sind:
- Unisystem Lite – Module für Innengeräte, die unter stabilen Betriebsbedingungen eingesetzt werden,
- Unisystem Core – die Standardlösung für industrielle Anwendungen,
- Unisystem Pro – Module für Geräte im Außenbereich, einschließlich solcher, die unter anspruchsvollen Bedingungen betrieben werden.
Durch die Unterteilung des Portfolios in die Produktreihen „Lite“, „Core“ und „Pro“ lassen sich die Modulparameter an die tatsächlichen Anforderungen eines Projekts anpassen, ohne die Spezifikation oder die Kosten der Lösung unnötig zu erhöhen.
Die Anfänge der Unisystem Lite-Produktreihe
Unsere LCD-TFT-Produktreihen basieren auf langjähriger Erfahrung mit Industrieprojekten und den Herausforderungen, die mit den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen verbunden sind. Bei der Zusammenarbeit mit Elektronikherstellern analysieren wir nicht nur die Bildparameter, sondern auch die Montageart, das Gehäusedesign, die Integration von Touchpanels, die Steuerelektronik, die Benutzerinteraktion sowie die Betriebsbedingungen des Geräts.
Viele Projekte weisen ähnliche Anforderungen auf, darunter eine einfache Integration, vorhersehbare Parameter, eine Auswahl an Konfigurationen und eine stabile Produktverfügbarkeit. Gleichzeitig erfordert nicht jedes Gerät Komponenten, die für den Dauerbetrieb, hohe elektromagnetische Störungen, direkte Sonneneinstrahlung, extreme Temperaturen oder schnelle Temperaturschwankungen ausgelegt sind.
Unisystem Lite wurde für Geräte entwickelt, die in Innenräumen unter stabilen und kontrollierten Bedingungen eingesetzt werden. Bei diesen Anwendungen sind eine hervorragende Lesbarkeit der Bilder, eine effiziente Integration sowie auf die jeweilige Betriebsumgebung abgestimmte Parameter die wichtigsten Anforderungen.
„Lite“ ist keine vereinfachte Version eines Industrie-Displays. Es handelt sich um eine Lösung, die speziell für eine bestimmte Anwendungskategorie entwickelt wurde. Sie bietet Parameter, die den Anforderungen von Geräten für den Innenbereich gerecht werden, ohne auf Komponenten zurückzugreifen, die für deutlich anspruchsvollere Bedingungen ausgelegt sind.
Möchten Sie mehr über die eigenen Produkte von Unisystem erfahren? Lesen Sie unser Interview mit Jacek Marcinkowski, CTO bei Unisystem: Von Unisystem entwickelte neue Produkte – industrielle LCD-TFT-Displays in drei Varianten.
Unisystem Lite – Über ein Dutzend LCD-TFT-Modelle
Die Unisystem Lite-Produktreihe umfasst mehr als ein Dutzend Varianten, die sich hinsichtlich Bildschirmdiagonale, Auflösung, Schnittstelle, Verfügbarkeit eines Touchscreens und Ausführung des Schutzglases unterscheiden. Diese Auswahl ermöglicht es, eine Konfiguration zu wählen, die der elektronischen Architektur, der mechanischen Bauweise und der vorgesehenen Bedienungsart des Geräts entspricht.
Die wesentlichen Merkmale jedes Moduls sind in seiner Produktbezeichnung – der Artikelnummer (PN) – kodiert. Das für Produkte der Serien Lite, Core und Pro verwendete Benennungssystem wird in unserem Leitfaden erläutert: So lesen Sie Unisystem-Teilenummern – Ein Leitfaden zu den Produktreihen Lite, Core und Pro.
In den folgenden Abschnitten werden ausgewählte Merkmale der Unisystem Lite-Displays erläutert, die bei der Auswahl der geeigneten Variante berücksichtigt werden sollten.
Größen und Auflösungen
Unisystem Lite-Module sind in zwei gängigen Größen erhältlich: 7,0 Zoll mit einer Auflösung von 1024 × 600 px (WSVGA) und 10,1 Zoll mit einer Auflösung von 1280 × 800 px (WXGA). Diese Kombinationen aus Größe und Auflösung bieten eine optimale Lesbarkeit der Bilder sowie ausreichend Platz auf dem Bildschirm sowohl für einfache als auch für komplexere Benutzeroberflächen.
Varianten mit Touchscreen
Neben eigenständigen LCD-TFT-Modulen umfasst die Unisystem Lite-Produktreihe auch Varianten, die mit einem projektiv-kapazitiven Touchpanel (PCAP) ausgestattet sind.
Die Touch-Eingabe wird vom Goodix GT928-Controller verarbeitet, der ermöglicht eine schnelle und präzise Interaktion mit der Benutzeroberfläche, einschließlich Multitouch-Bedienung. Dadurch können mechanische Tasten, Schalter und andere externe Bedienelemente reduziert oder ganz entfallen und durch Funktionen ersetzt werden, die direkt auf dem Touchscreen verfügbar sind .
Helligkeit
Die Unisystem Lite-Modelle bieten eine Helligkeit von 600 cd/m² für das reine LCD-TFT-Panel und 500 cd/m² für Varianten, die mit einem Touchpanel ausgestattet sind. Der niedrigere Wert bei den Modulen mit Touch-Funktion resultiert aus den zusätzlichen optischen Schichten, die das von der Hintergrundbeleuchtung ausgestrahlte Licht durchdringen muss. Beide Werte gewährleisten eine gute Lesbarkeit der Bilder in Innenräumen, einschließlich Räumen mit relativ intensiver Beleuchtung.
Die Wahl der geeigneten Helligkeitsstufe wirkt sich nicht nur auf die Lesbarkeit des Bildes aus. Sie kann auch dazu beitragen, den Stromverbrauch, die Wärmeentwicklung und die Gesamtkosten des Moduls zu senken.
RGB-, MIPI- und LVDS-Schnittstellen
Je nach Konfiguration sind Unisystem Lite-Module mit RGB-, MIPI- oder LVDS-Schnittstellen erhältlich.
RGB
RGB ist eine parallele Schnittstelle, bei der die Daten für die einzelnen Farbkomponenten sowie die Synchronisationssignale über separate Leitungen übertragen werden. Sie wird von vielen Mikrocontrollern und Prozessoren unterstützt, die mit einem LCD-Controller ausgestattet sind, wodurch der direkte Anschluss eines LCD-TFT an die Geräteelektronik möglich ist. Die große Anzahl an Signalleitungen erfordert jedoch eine sorgfältige Auslegung der Anschlüsse und der Leiterbahnführung auf der Leiterplatte. RGB wird vor allem in Anwendungen eingesetzt, bei denen sich das Display und die Steuereinheit nahe beieinander befinden und die Anzahl der erforderlichen Signalleitungen keine wesentliche Einschränkung darstellt.
MIPI
MIPI DSI ist eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle, die für die Übertragung von Bilddaten an Displays entwickelt wurde. Da sie mit einer relativ geringen Anzahl von Signalleitungen auskommt, reduziert sie die Anzahl der Anschlüsse und ermöglicht eine effiziente Anordnung der Bauteile auf der Leiterplatte. Sie wird vor allem in kompakten Konstruktionen eingesetzt, bei denen sich das Display in unmittelbarer Nähe zum Prozessor befindet. Für die Nutzung dieser Schnittstelle ist eine Steuereinheit erforderlich, die mit einem MIPI-DSI-Controller ausgestattet ist.
LVDS
LVDS überträgt Bilddaten über Differenzpaare. Dieses Verfahren trägt zur Aufrechterhaltung der Signalintegrität bei und verringert die Anfälligkeit für elektromagnetische Störungen. Die Schnittstelle ermöglicht die stabile Übertragung großer Datenmengen, weshalb sie häufig bei LCD-TFTs mit höherer Auflösung sowie in Konstruktionen zum Einsatz kommt, die eine längere Verbindung zwischen dem Display und der Steuerelektronik erfordern.
RGB im Vergleich zu MIPI und LVDS
Die nachstehende Tabelle vergleicht die wesentlichen Unterschiede zwischen RGB, MIPI DSI und LVDS unter dem Gesichtspunkt der Integration eines LCD-TFT in die Geräteelektronik. Bei der endgültigen Entscheidung sollten nicht nur die Übertragungsmethode, sondern auch die Leistungsfähigkeit der Steuereinheit, die Modulauflösung, die Anschlussauslegung, der Stromverbrauch und die erforderliche Störfestigkeit berücksichtigt werden.
| Ausstattung | RGB | MIPI DSI | LVDS |
| Übertragungsverfahren | Parallel | Seriell, differentiell | Seriell, differentiell |
| Anzahl der Signalleitungen | 24 Datenleitungen – jeweils 8 für die R-, G- und B-Komponenten – sowie VSync-, HSync- und DCLK-Leitungen | In der Regel 4 Differentialpaare, was 8 Signalleitungen entspricht; bei einigen Konfigurationen können auch weniger Paare zum Einsatz kommen | In der Regel 4 Differentialpaare, was 8 Signalleitungen entspricht |
| Typische Verbindungslänge | Kurzschlüsse auf der Leiterplatte oder zwischen Bauteilen, die nahe beieinander liegen | Kurze Verbindungen zwischen dem Prozessor und dem Bildschirm | Unterstützt längere Verbindungen als RGB und MIPI DSI |
| Störfestigkeit | Niedrige – parallele, einseitig geführte Leitungen sind anfällig für Störungen, Übersprechen und erhöhte elektromagnetische Emissionen | Mittel bis hoch – Die differentielle Übertragung verbessert die Störfestigkeit, jedoch erfordert die Schnittstelle ein hochwertiges PCB- und FPC-Design sowie eine sorgfältige Leiterbahnführung | Die Hochpegel-Differenzübertragung bietet eine hohe Störfestigkeit und ermöglicht längere interne Verbindungen |
| Bandbreite und Auflösung | Am besten geeignet vor allem für niedrige und mittlere Auflösungen | Hohe Bandbreite, geeignet für kompakte Module, die große Mengen an Bilddaten übertragen | Hohe Bandbreite, geeignet für Module mit höherer Auflösung |
| Stromverbrauch | In der Regel höher aufgrund der großen Anzahl aktiver Signalleitungen | Gering, insbesondere bei kompakten Ausführungen | Mäßig, abhängig von der Anzahl der Paare und der Übertragungsfrequenz |
| Verfügbarkeit in Steuergeräten | Wird von zahlreichen Mikrocontrollern und Prozessoren unterstützt, die mit einem LCD-Controller ausgestattet sind | Erfordert einen Prozessor oder ein System, das mit einem MIPI-DSI-Controller ausgestattet ist | Erfordert einen geeigneten LVDS-Sender oder einen zusätzlichen Wandler |
| Komplexität der Integration | Es benötigt zwar viele Leitungen, funktioniert aber nach einem relativ einfachen Prinzip | Erfordert weniger Verbindungen, stellt jedoch höhere Anforderungen an die Verlegung von Hochgeschwindigkeits-Differentialpaaren | Erfordert eine korrekte Impedanzanpassung und die Verlegung als Differenzpaar |
| Typische Anwendung | Konstruktionen mit geringem Abstand zwischen Display und Steuereinheit | Kompakte Bauformen mit einer direkten Verbindung zwischen dem Display und dem Prozessor | Anwendungen, die eine stabile Übertragung, eine höhere Auflösung oder eine längere Verbindungsdauer erfordern |
Schutzglas
Schutzglas ist ein Standardbestandteil der Unisystem Lite-Module, die mit einem Touchpanel ausgestattet sind. Es schützt das Display und das Touchpanel vor Kratzern, Druck und anderen Formen mechanischer Beschädigungen. Die Glasvariante kann je nach Befestigungsart und Gestaltung der Gerätefront ausgewählt werden.
Es stehen zwei Versionen zur Verfügung:
- Schutzglas ohne Befestigungsband,
- Schutzglas mit Befestigungsband und abgerundeten Ecken.
Schutzglas ohne Befestigungsband
Bei dieser Ausführung ist das Schutzglas nicht mit werkseitig aufgebrachtem Befestigungsband versehen. Dies bietet dem Konstrukteur mehr Flexibilität bei der Entwicklung einer individuellen Befestigungsmethode für das Modul im Gehäuse oder in der Frontplatte. Das Glas hat eine rechteckige Form und lässt sich daher an die mechanische Konstruktion des Geräts anpassen.
Schutzglas mit Befestigungsband
Bei dieser Ausführung ist das Schutzglas mit Befestigungsband versehen, wodurch sich das Modul leichter im Gehäuse oder in der Frontblende positionieren und befestigen lässt. Diese Lösung kann die Montage vereinfachen und die Wiederholgenauigkeit des Prozesses in der Serienfertigung verbessern. Das Glas verfügt zudem über abgerundete Ecken, wodurch die Vorderseite des Geräts optisch weicher wirkt.
Optisches Bonden
Beide Versionen nutzen das sogenannte „Optical Bonding“ – ein Verfahren, bei dem das Display, das Touchpanel und das Schutzglas über ihre gesamte Oberfläche hinweg mit einem transparenten optischen Material miteinander verbunden werden. Das „Optical Bonding“ reduziert interne Lichtreflexionen, verbessert den Bildkontrast und die Lesbarkeit und erhöht die mechanische Festigkeit des Moduls.
Für welche Anwendungen eignen sich die Unisystem Lite-Module?
Unisystem Lite ist für Geräte im Innenbereich vorgesehen, die unter kontrollierten Bedingungen bei mäßiger Beleuchtung und stabiler Temperatur betrieben werden.
Typische Anwendungen sind:
- Bedien-, Steuer- und Überwachungskonsolen,
- Gebäudeautomationssysteme,
- Informationskioske,
- Selbstbedienungsterminals,
- Zutrittskontrollsysteme,
- medizinische Geräte und Laborgeräte.
Für Projekte mit anspruchsvolleren Betriebsbedingungen – wie beispielsweise intensivere Beleuchtung, höhere Betriebsbelastungen oder stärkere elektromagnetische Störungen – sollte die Unisystem Core-Produktreihe in Betracht gezogen werden.
Suchen Sie nach einer auf Ihr Projekt zugeschnittenen Lösung? Kontaktieren Sie unser Team und schildern Sie uns Ihre Projektanforderungen. Gemeinsam wählen wir die am besten geeignete Display-Variante aus oder legen den Umfang der erforderlichen Anpassungen fest, um den Anforderungen Ihrer Anwendung gerecht zu werden.
