Wie wählt man einen Bildschirm für Geräte des Internets der Dinge aus?

Das Internet der Dinge (IoT) ist die Idee, verschiedene Geräte und Objekte, die mit Elektronik und Software ausgestattet sind, miteinander zu vernetzen, so dass sie ohne menschliches Zutun kommunizieren und Daten austauschen können. IoT-Lösungen werden sowohl im Privatleben als auch in der Industrie zunehmend eingesetzt. Prognosen zufolge könnte die Zahl der vernetzten IoT-Geräte bis zum Jahr 2030 bis zu 50 Milliarden erreichen. Ein erheblicher Teil davon wird Displays verwenden.

In diesem Artikel werden wir uns die verfügbaren Display-Technologien für IoT-Anwendungen ansehen. Wir werden ihre Vor- und Nachteile sowie ihre Anwendungsbereiche diskutieren. Außerdem werden wir die Trends und Anforderungen des IoT-Gerätemarktes analysieren, um Ihnen bei der Auswahl der optimalen Display-Lösungen für Ihre spezifischen Anwendungen zu helfen. Als Unisystem sind wir der größte … Anbieter von Displays für IoT-Geräte.

Der IoT-Markt und die Rolle von Displays

Geräte aus dem Internet der Dinge finden breite Anwendung in intelligenten Häusern und Gebäuden (Steuerung von Beleuchtung, Heizung, Sicherheit), in Transport und Logistik (Fahrzeug- und Frachtüberwachung), in der Medizin (Telemonitoring von Patienten), in der Landwirtschaft (Automatisierung und Kontrolle von Ernten), in der Industrie (Steuerung von Produktionslinien) und vielen anderen Bereichen.

Nach Hochrechnungen des McKinsey Global Institute ist der wirtschaftliche Wert, den das IoT mit sich bringen kann, enorm und wächst weiter. Er wird bis 2030 weltweit zwischen 5,5 Billionen und 12,6 Billionen Dollar betragen. Das größte wirtschaftliche Potenzial des IoT konzentriert sich auf bestimmte Standorte, allen voran Fabriken, auf die im Jahr 2030 etwa 26 % des potenziellen Wertes entfallen. Obwohl der B2B-Bereich die IoT-Wertschöpfung dominiert, werden bis 2030 voraussichtlich 55% des globalen IoT-Wertes aus den Industrieländern kommen.

Eine Schlüsselkomponente vieler IoT-Geräte sind Displays. Sie ermöglichen die Darstellung von Informationen für den Benutzer und die Interaktion mit dem System. Daher geht das Wachstum des IoT-Marktes Hand in Hand mit einer steigenden Nachfrage nach Displays mit besonderen Eigenschaften.

Ausgewählte Display-Technologien für das IoT

In IoT-Geräten wird eine Vielzahl von Display-Technologien verwendet, die sich in ihren Parametern, Vor- und Nachteilen unterscheiden. Hier sind die beliebtesten von ihnen:

• LCD TFT – Flüssigkristall-Displays mit einer Transistor-Matrix (TFT). Sie bieten eine schnelle Reaktionszeit, gute Farbwiedergabe und Multimedia-Unterstützung. Sie sind relativ energieintensiv.
• OLED – organische Displays. Sie haben einen hervorragenden Kontrast, weite Betrachtungswinkel, einen geringen Stromverbrauch und können mit flexibler Technologie hergestellt werden. Teurer als LCDs.
• EPD – elektronische Papierdisplays. Geringer Stromverbrauch, hervorragende Lesbarkeit bei Tageslicht, keine Hintergrundbeleuchtung. Langsamere Aktualisierungsrate.
• Segmentierte LCDs – einfache numerische und alphanumerische Anzeigen. Günstig, vielseitig, robust. Eingeschränkte Funktionalität.
• Touch – Bildschirme mit Touch-Panel, die eine Steuerung direkt über den Bildschirm ermöglichen. Es sind verschiedene Touch-Technologien verfügbar: kapazitiv, resistiv, infrarot.

Was zeichnet IoT-Displays aus?

Displays, die in IoT-Geräten verwendet werden, sollten die freie Kommunikation und den Datenaustausch zwischen angeschlossenen intelligenten Geräten ermöglichen. Es ist wichtig, sie mit geeigneten Kommunikationsprotokollen auszustatten , die das Display mit der Steuereinheit verbinden, die ihrerseits mit anderen IoT-Geräten vernetzt sein sollte (z.B. über Wi-Fi oder Bluetooth). Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Display mit einem Modul ausgestattet ist, das eine Touch-Steuerung ermöglicht.

Es lohnt sich, fortschrittliche Lösungen in Form von All-in-One-HMI-Panels in Betracht zu ziehen, die selbst Mikroprozessoren und Kommunikationsschnittstellen enthalten. Diese ermöglichen die vollständige Integration des Displays in das IoT-System, ohne dass zusätzliche Module erforderlich sind.

Ein Beispiel für eine solche Lösung ist das Riverdi STM32 Embedded Display, das später in diesem Artikel beschrieben wird. Es umfasst einen eingebetteten STM32-Mikrocontroller, Kommunikationsanschlüsse und die Möglichkeit, grafische Benutzeroberflächen (GUIs) einfach zu programmieren. Es bietet eine Komplettlösung für IoT-Geräte.

Die Auswahl von Displays mit umfangreichen Kommunikations- und Rechenfunktionen ist entscheidend für den effizienten Datenaustausch innerhalb von IoT-Systemen und vermeidet die mit der Implementierung von Kommunikationsmodulen verbundenen zusätzlichen Kosten.

Beispiele für Anwendungen von Displays im IoT

Displays im IoT spielen eine Schlüsselrolle bei der Darstellung von Informationen für den Benutzer und ermöglichen die Interaktion mit Geräten. Hier sind einige Beispiele für die Verwendung von Displays im IoT:

1. Intelligente Uhren (Smartwatches): Sie nutzen Displays, um Benachrichtigungen anzuzeigen, körperliche Aktivitäten zu verfolgen, die Gesundheit zu überwachen und viele andere Funktionen.
2. Intelligente Thermostate: Wie Nest oder Ecobee, die über Touchscreen-Displays verfügen, mit denen der Benutzer die Temperatur einstellen und den Energieverbrauch überwachen kann.
3. Intelligente Beleuchtungssysteme: Einige Systeme verfügen über Displays, die Informationen über den aktuellen Beleuchtungsstatus, den Energieverbrauch oder Ein- und Ausschaltpläne liefern.
4. Intelligente Kühlschränke: Ausgestattet mit Touchscreen-Displays, die den Inhalt des Kühlschranks, Rezepte, Einkaufslisten oder sogar Familienkalender anzeigen.
5. Medizinische, tragbare Geräte: Zum Beispiel Blutzuckermessgeräte, die den Blutzuckerspiegel in Echtzeit anzeigen.
6. Flottenmanagement-Systeme: Nutzen Sie die Anzeigen im Fahrzeug, um die Route, den Kraftstoffverbrauch und andere relevante Fahrzeuginformationen zu überwachen.
7. Intelligente Städte: Displays an Bushaltestellen oder U-Bahnhöfen, die Informationen über die Ankunftszeit des nächsten Verkehrsmittels oder die aktuelle Verkehrslage liefern.
8. Ladestationen für Elektrofahrzeuge: Ausgestattet mit Displays, die den Benutzer über den Ladestatus, die Kosten und die für eine vollständige Aufladung benötigte Zeit informieren.
9. Sicherheit und Überwachung: Sicherheitskameras mit integrierten Displays, die Live-Bilder von anderen Kameras im System anzeigen können.

Dies sind nur einige wenige Beispiele. Die Möglichkeiten für den Einsatz von Displays im IoT sind schier endlos, vor allem, wenn sich die Technologie und Innovation in diesem Bereich weiterentwickelt.

Beispiel für eine industrielle IoT-Display-Anwendung

Tragbare Messgeräte mit IoT-Technologie sind in der Industrie weit verbreitet. Diese Geräte übermitteln Informationen in Echtzeit an Datenbanken. Bei der Arbeit an Orten wie Fabrikhallen sind sie einer Vielzahl von Faktoren ausgesetzt, darunter Störungen, Stöße, extreme Temperaturen oder Staub.

OLED-Displays wie die einfarbigen Modelle der Serie WEO012864G von Winstar, sind ideal für diese Anwendungen. Sie funktionieren bei Temperaturen von -40 bis 80°C und bieten eine hervorragende Sichtbarkeit bei einer Vielzahl von Lichtverhältnissen.

Wenn Diagramme oder Graphen angezeigt werden müssen, sind LCD-TFT-Displays möglicherweise besser geeignet. Wichtige Parameter sind Helligkeit, Betrachtungswinkel und ein großer Betriebstemperaturbereich. Modell WF40ESWAA6MNN0# von Winstar erfüllt diese Anforderungen.

Zusätzlichen Schutz erhalten Sie, wenn Sie das Display in ein hochdichtes Gehäuse wie IP65 einbauen. Ein solches Gehäuse ist gemäß EN 60529 vollständig staubdicht und teilweise wasserdicht.

All-in-One-Displays als Lösung für IoT-Anwendungen

HMI (Human-Machine Interface) Bedienfelder sind in der Industrie weit verbreitet. Gelegentlich findet man noch Panels mit Tasten, Schaltern, Drehknöpfen oder Zählern, die jetzt durch Lösungen auf der Basis von Bildschirmen ersetzt werden, einschließlich solcher mit Touch-Funktion. Für diese Art von Bedienfeldern werden in der Regel LCD-TFT-Displays mit entsprechend ausgewählten Parametern verwendet, die dann mit Berührungssensoren und Schutzglas überlagert werden. Die idealen Modelle für diese Art von Anwendungen sind die 7- oder 10-Zoll-All-in-One-Module aus der STM32 Embedded Displays-Serie, die vom Riverdi-Team entwickelt wurden. Die Auflösung (1024×600 oder 1280×800), die Helligkeit (mindestens 800 cd/m2) und das Kontrastverhältnis (1000:1) sowie der große Betrachtungswinkel sorgen für eine hervorragende Lesbarkeit der Inhalte, selbst bei hellem Licht (z.B. in Produktionshallen). Ein Merkmal der Serie ist ihre Modularität, wodurch zahlreiche Varianten mit unterschiedlichen Spezifikationen ab Lager verfügbar sind, darunter auch Modelle mit Touchpanels und Schutzglas. Das bedeutet, dass zahlreiche Varianten mit unterschiedlichen Spezifikationen ab Lager verfügbar sind, darunter auch Modelle mit Touchpanels und Schutzglas.

Auswahl von Displays für IoT-Anwendungen

Bei der Auswahl eines Displays für ein bestimmtes Gerät oder IoT-System gibt es mehrere wichtige Faktoren zu beachten:

• Zweck und Funktion des Geräts – welche Informationen sollen angezeigt werden
• Betriebsbedingungen – Innen, Außen, Temperaturbereich, Luftfeuchtigkeit
• Geforderte Haltbarkeit und Zuverlässigkeit – Lebensdauer, Widerstandsfähigkeit
• Stromversorgung – Netz, Batterie, Energieeffizienz
• Anforderungen an die Benutzeroberfläche – Touch-Bedienelemente, Tasten
• Kosten – Projektbudget, Displaypreis
• Ästhetik – Größe, Form, Farbe Bei einem einfachen intelligenten Energiezähler ist beispielsweise eine einfache ikonische Anzeige für Tarife und Messwerte sinnvoll. Bei einem medizinischen Präzisionsmessgerät wäre ein OLED besser geeignet. Bei Fahrplänen für Bushaltestellen hingegen wäre ein energieeffizientes E-Paper sinnvoll.

Trends bei Displays für das IoT

Betrachtet man die Entwicklungsrichtungen von Displays für das IoT, so gibt es mehrere wichtige Trends:

• Entwicklung flexibler und faltbarer Bildschirme – zunehmend beliebt bei mobilen Geräten.
• Höhere Auflösungen und bessere Lesbarkeit der angezeigten Inhalte.
• Touch-Integration – Displays werden gleichzeitig zur Benutzeroberfläche.
• Energieeffizienz – längere Batterielebensdauer, geringere Betriebskosten.
• Verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen äußere Einflüsse – Stöße, Staub, Wasser.
• Antireflexionsbeschichtung zur Verbesserung der Lesbarkeit bei Tageslicht.

Zusammenfassung

Die Wahl der richtigen Display-Technologie ist entscheidend für den Erfolg eines IoT-Projekts. Sie muss den spezifischen Anforderungen der Anwendung Rechnung tragen. Auf dem Markt gibt es eine große Auswahl an LCD-, OLED- und EPD-Displays, die sich in ihrer Leistung und ihren Anwendungsbereichen unterscheiden.

TFT-LCDs eignen sich gut für den Einsatz in Haushaltsgeräten und an Orten mit Zugang zu Strom. OLEDs werden immer beliebter, weil sie wenig Strom verbrauchen und sich in flexible Versionen verwandeln lassen. EPDs sind die erste Wahl für batteriebetriebene Anwendungen. Touchscreen-Displays machen die Interaktion mit dem System einfacher.

Mit dem rasanten Wachstum des IoT-Marktes steigen auch die Anforderungen an die Displays – höhere Energieeffizienz, bessere Bildqualität, Widerstandsfähigkeit gegen Betriebsbedingungen. Um diesen Trends gerecht zu werden, lohnt es sich, sich über neue Entwicklungen auf dem Laufenden zu halten und sich bei der Auswahl der optimalen Displays für IoT-Geräte von einem erfahrenen Anbieter beraten zu lassen.