Derzeit gibt es zwei Hauptzweige der IoT-Entwicklung. Das erste sind Verbraucheranwendungen, z. B. „Smart Home“-Lösungen, bei denen wir über eine Reihe miteinander verbundener Geräte verfügen, die über eine mobile Anwendung verwaltet werden können. Das zweite ist IIoT (Industrial Internet of Things) – industrielle Lösungen für das Management und die Optimierung der Produktion. Schätzungen zufolge wird es im Jahr 2018 weltweit etwa 20 Milliarden IoT-Geräte geben.
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Marktprognosen der IDC (International Data Corporation) zeigen, dass die Investitionen in Geräte für das Internet der Dinge in den kommenden Jahren deutlich zunehmen werden. Die geschätzten weltweiten Ausgaben im Jahr 2018 könnten sich auf 772,5 Milliarden US-Dollar belaufen, was einem Anstieg von 14,6 % im Vergleich zu 2017 entspricht.
Die meisten IoT-Anwendungen erfordern eine entsprechende Anzeige. Abhängig von den Anforderungen der Anwendung, der Umgebung, in der das Endgerät installiert wird, oder dem Energieverbrauch stehen uns mehrere völlig unterschiedliche Technologien zur Verfügung. Um Ihnen die Auswahl zu erleichtern, stellen wir Ihnen im Folgenden die drei beliebtesten Optionen mit ihren Vor- und Nachteilen vor.
TFT-LCD – reichhaltiger Inhalt, schnelle Aktualisierung
Die TFT-LCD-Technologie wird aufgrund ihrer vielen Vorteile (z. B. schnelle Reaktionszeit) hauptsächlich in Verbraucherlösungen eingesetzt. Die effiziente Anzeige dynamischer, farbenfroher Inhalte ermöglicht den Einsatz in Anwendungen, bei denen Multimedia an erster Stelle steht. Der Nachteil dieser Technologie ist der hohe Energieverbrauch. Aufgrund ihrer Struktur sind TFT-LCD-Panels die am wenigsten energieeffizienten Geräte unter den im Artikel vorgestellten Optionen.
Es gibt viele Beispiele für die Verwendung von LCD-Displays durch Verbraucher. Haushaltsgeräte wie intelligente Waschmaschinen oder Kühlschränke, verschiedene Arten von Steuerungen, z. B. ein in die Wand eingebauter Thermostat, oder tragbare Geräte (z. B. Smartwatches) sind nur einige Beispiele. Das Internet der Dinge in Kombination mit TFT-LCD kann überall dort eingesetzt werden, wo wir Zugang zu ständiger Stromversorgung haben oder der Benutzer nichts dagegen hat, das Gerät häufiger aufzuladen.
TFT-LCD-Displays verfügen über eine integrierte Hintergrundbeleuchtung, sodass sie an Orten eingesetzt werden können, an denen die Außenbeleuchtung schlecht ist oder die Installation einer zusätzlichen Beleuchtung nicht möglich ist. Andererseits ist die Verwendung eines TFT-LCD-Displays an einem Ort mit starker Sonneneinstrahlung problematisch, da eine stärkere Hintergrundbeleuchtung installiert werden muss, damit das reflektierte Licht einen geringeren Wert hat als das vom TFT-Modul emittierte Licht. Diese Lösung kann sich negativ auf die Dicke des Displays auswirken und den Energieverbrauch des Geräts und damit die Betriebskosten erhöhen.
OLED – perfekte Farben, volle Blickwinkel
Dank der im Vergleich zu den Vorjahren gesunkenen Preise und vielen Designvorteilen werden OLED-Displays zunehmend in einer Reihe elektronischer Geräte eingesetzt. Weitere Vorteile im Vergleich zu Mono-LCM-Modulen sind: höherer Kontrast, schnellere Reaktionszeit, volle Betrachtungswinkel und geringerer Energieverbrauch. Eine höhere Energieeffizienz wird durch die Verwendung einer organischen Substanz erreicht, die automatisch Licht emittiert, wodurch OLED-Displays keine zusätzliche Hintergrundbeleuchtungsschicht benötigen. Diese Lösung verbessert nicht nur die Wirtschaftlichkeit, sondern reduziert auch die Dicke des Displays und damit des gesamten Endgeräts deutlich. Bei dieser Technologie handelt es sich bei der Lichtquelle, die in der entsprechenden Farbe emittiert wird, um Pixel. Durch das Abschalten der entsprechenden Pixel wird ein sehr guter Kontrast erreicht und so ein perfektes Schwarz erzielt.
Ein weiterer Vorteil, den TFT-Displays nicht haben, ist die Möglichkeit, eine organische Substanz auf ein Kunststoffsubstrat aufzutragen. Auf diese Weise entstehen flexible Displays, die an das Gehäuse des Endgeräts angepasst werden können. Man findet sie unter anderem in Smartphones, Smartwatches oder Datenbrillen. Leider ist der Einsatz von OLEDs für viele Hersteller immer noch eine relativ teure Lösung. Der Preis von OLED-Modulen ist immer noch höher als bei TFT-LCD-Displays, während die Energieeffizienz von der Helligkeit und den Farben der angezeigten Inhalte abhängt. Am optimalsten sind Bilder mit schwarzem Hintergrund und hellen Elementen.
EPD – hohe Energieeinsparung, Papierimitation
IoT-Anwendungen werden oft mit Batterien betrieben, daher ist die Energieeffizienz oft ein wichtiger Aspekt bei der Auswahl der Komponenten. Eine ausgezeichnete Wahl im Hinblick auf einen geringen Stromverbrauch ist die E-Paper-Technologie (EPD, Electronic Paper Display). Sein Betrieb basiert auf Bistabilität, was bedeutet, dass der erforderliche Strom nur dann verbraucht wird, wenn der angezeigte Inhalt aktualisiert oder geändert wird. Nach dem Einschalten ist das Bild jedoch ständig sichtbar und das Display verbraucht in diesem Modus keinen Strom.
EPD-Displays sind so konzipiert, dass sie herkömmliches Papier imitieren. Im Gegensatz zu TFT-LCD- und OLED-Modulen ist E-Paper auch bei direkter Sonneneinstrahlung einwandfrei lesbar. Andererseits kann die fehlende Hintergrundbeleuchtung jedoch problematisch werden, wenn wir diese Technologie an schlecht beleuchteten Orten verwenden möchten. Sie können hier über den Einbau einer Hintergrundbeleuchtung nachdenken, bedenken Sie jedoch, dass diese Lösung den Energieverbrauch erhöht.
Die beliebtesten EPD-Module sind Versionen mit einer Schwarz-Weiß-Matrix. Wenn es in einer bestimmten Anwendung jedoch wichtig ist, einen Teil der angezeigten Informationen hervorzuheben, lohnt es sich, darüber nachzudenken, auch eine Version mit einer zusätzlichen dritten Farbe (Rot oder Gelb) zu verwenden. Diese Arten von Panels eignen sich hervorragend für den Einsatz z.B. als E-Preise.
EPD-Displays erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Neben dem Consumer-Markt (E-Reader, Smartwatches) werden sie auch in industriellen Anwendungen (z. B. E-Preise, E-Badges, intelligente Arbeitszeiterfassungssysteme) und im Digital Signage (Informationstafeln an Bushaltestellen, E-Poster) eingesetzt , Systeme zur Navigation innerhalb von Gebäuden) und sogar in der Architektur als dekorative Elemente (z. B. E Ink Prism). Überall dort, wo es nicht nötig ist, das Display zusätzlich zu beleuchten, wo es auf Energieeffizienz ankommt und das Auffrischen von Inhalten relativ selten ist.
Auswählen einer Anzeige für die Anwendung
Durch den richtigen Einsatz der IoT-Technologie können die Gesamtbetriebskosten gesenkt, die Effizienz gesteigert und zusätzliche Einnahmen durch die Entstehung neuer Märkte und Produkte geschaffen werden. IoT ist in Anwendungen im Zusammenhang mit der Hausautomation (Smart Home), der Medizin- und Automobilindustrie präsent. Bei der Auswahl des richtigen Displays für eine Internet-of-Things-Anwendung sollten Sie zunächst ermitteln, welche Faktoren bei einem bestimmten Gerät die wichtigste Rolle spielen. Planen wir beispielsweise den Aufbau eines Fahrgastinformationssystems, kann E-Paper aufgrund seiner Energieeffizienz, der statischen Darstellung der Inhalte und der unbegrenzten Betrachtungswinkel eine hervorragende Wahl sein. In Verbrauchergeräten wie intelligenten Kühlschränken oder Waschmaschinen funktionieren OLEDs jedoch hervorragend. Bei der Planung einer neuen Anwendung hilft sicherlich Tabelle 1, die die wichtigsten Eigenschaften von Displays und deren technische Möglichkeiten zusammenfasst.
| Merkmal | TFT-LCD | OLED (Englisch) | E-Paper |
|---|---|---|---|
| Energieeinsparung | Relativ klein | Bedeuten | Sehr groß |
| Zugang zur Macht | Ständiger Zugang zu Strom erforderlich | Ständiger Zugang zu Strom erforderlich | Strom wird nur benötigt, wenn der angezeigte Inhalt geändert wird |
| Lesbarkeit im Sonnenlicht | Es sind spezielle Filter und eine starke Hintergrundbeleuchtung erforderlich | Spezielle Filter erforderlich | Sehr gut |
| Lesbarkeit bei schwacher Außenbeleuchtung | In Ordnung | In Ordnung | Zusätzliche Hintergrundbeleuchtung erforderlich |
| Kontrast | Gut | Perfekt | Sehr gut |
| Blickwinkel | Beschränkt | Unbegrenzt | Unbegrenzt |
| Aktualisierungs-/Reaktionszeit der Matrix | Schnell | Schnell | Beschränkt |
| Einstellungen für angezeigte Inhalte | Dynamischer Inhalt | Dynamischer Inhalt | Statischer Inhalt |
| Temperaturbeständigkeit | Standardmäßig von -20 bis +70 °C | Standardmäßig von -30 bis +80 °C | Standardmäßig von 0 bis +50 °C, Möglichkeit der Verwendung eines speziellen Steuermodus und Erweiterung des Betriebsbereichs unter 0 °C |
Monika Musielak
Produktmanager, Unisystem Sp. z o.o. z o. o
[email protected]
2018-04-10
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