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Pantallas en aplicaciones del Internet de las cosas

Actualmente, se pueden observar dos ramas principales de desarrollo de IoT. La primera son las aplicaciones de consumo, como las soluciones para “hogares inteligentes”, donde tenemos una serie de aparatos interconectados que pueden gestionarse a través de una aplicación móvil. El segundo es IIoT (Industrial Internet of Things): soluciones industriales para gestionar y optimizar la producción. En 2018, se estima que en todo el mundo veremos alrededor de 20 000 millones de dispositivos funcionando dentro del IoT.

Las previsiones de mercado de IDC (International Data Corporation) muestran que la inversión en hardware para la Internet de los objetos aumentará definitivamente en los próximos años. Se estima que el gasto mundial en 2018 podría alcanzar los 772.500 millones de dólares, un 14,6% más que en 2017.

Para la mayoría de las aplicaciones IoT, se necesita una pantalla adecuada. Según las necesidades de la aplicación, el entorno en el que se instalará el dispositivo final o la intensidad energética, existen varias tecnologías completamente distintas. Para facilitarle la elección, aquí tiene las tres opciones más populares con sus ventajas e inconvenientes.

LCD TFT: contenido rico, frecuencia de actualización rápida

La tecnología LCD TFT, gracias a sus numerosas ventajas (por ejemplo, un tiempo de respuesta rápido), se utiliza principalmente en soluciones de consumo. La eficaz visualización de contenidos dinámicos y coloridos permite utilizarlo en aplicaciones en las que el multimedia ocupa un lugar destacado. El inconveniente de esta tecnología es el consumo de energía. Debido a su diseño, los paneles LCD TFT son los menos eficientes energéticamente de las posibilidades presentadas en el artículo.

Hay muchos ejemplos de uso de las pantallas LCD por parte de los consumidores. Electrodomésticos como lavadoras o frigoríficos inteligentes, diversos tipos de controladores, como un termostato integrado en la pared, o dispositivos para llevar puestos (por ejemplo, relojes inteligentes) son sólo algunos ejemplos. El Internet de las Cosas combinado con las pantallas LCD TFT puede utilizarse en cualquier lugar donde tengamos acceso a una fuente de alimentación permanente o donde al usuario no le importe cargar el dispositivo más a menudo.

Las pantallas LCD TFT tienen retroiluminación incorporada, por lo que pueden utilizarse en zonas donde la iluminación externa es escasa o donde no es posible instalar iluminación adicional. Por otro lado, el uso de una pantalla LCD TFT en un lugar luminoso es problemático debido a la necesidad de instalar una retroiluminación más potente para que la luz reflejada sea menor que la emitida por el módulo TFT. Esto puede afectar negativamente al grosor de la pantalla y aumenta el consumo de energía del dispositivo y, por tanto, el coste de propiedad.

OLED: colores perfectos, ángulos de visión completos

Gracias a una bajada de precio respecto a años anteriores y a una serie de ventajas de diseño, pantallas OLED se utilizan cada vez más en diversos dispositivos electrónicos. Otras ventajas, en comparación con los LCM mono, son un mayor contraste, un tiempo de respuesta más rápido, ángulos de visión completos y un menor consumo de energía. La mayor eficiencia energética se debe al uso de una sustancia orgánica que emite luz por sí misma, por lo que las pantallas OLED no necesitan una capa adicional de retroiluminación. Tal solución no sólo mejora la economía de uso, sino que también reduce significativamente el grosor de la pantalla y, por tanto, de todo el dispositivo final. En esta tecnología, los píxeles son la fuente de la luz emitida en el color adecuado. Se consigue un contraste muy bueno apagando los píxeles relevantes y logrando así negros perfectos.

Otra ventaja que no tienen las pantallas TFT es la posibilidad de aplicar una sustancia orgánica a un sustrato de plástico. De este modo, se crean pantallas flexibles que pueden personalizarse para adaptarse a la carcasa del dispositivo final. Se pueden encontrar m. en. en smartphones, smartwatches o gafas inteligentes. Por desgracia, el uso de OLED sigue siendo una solución relativamente cara para muchos fabricantes. El precio de los módulos OLED sigue siendo superior al de las pantallas LCD TFT, mientras que la eficiencia energética depende del brillo y los colores del contenido mostrado. Las imágenes con fondo negro y elementos claros son las más óptimas.

EPD – alta eficiencia energética, papel de imitación

Las aplicaciones del Internet de las Cosas suelen funcionar con baterías, por lo que la eficiencia energética suele ser un punto clave a la hora de seleccionar componentes. Una opción excelente en términos de bajo consumo de energía es la tecnología e-paper (EPD, Electronic Paper Display). Su funcionamiento se basa en la biestabilidad, lo que significa que sólo se consume la corriente necesaria cuando se actualiza o cambia el contenido visualizado. En cambio, una vez encendida, la imagen es visible permanentemente y la pantalla en este modo no consume energía alguna.

Las pantallas EPD están diseñadas para imitar el papel tradicional. A diferencia de los módulos LCD TFT y OLED, el e-paper es perfectamente legible incluso con luz solar directa. Sin embargo, por otro lado, la falta de retroiluminación puede resultar problemática cuando se desea utilizar la tecnología en zonas poco iluminadas. En este caso se puede considerar la posibilidad de añadir retroiluminación, pero hay que tener en cuenta que esta solución aumentará el consumo de energía.

Los más populares módulos EPD son las versiones matriciales en blanco y negro. Sin embargo, si en una aplicación es importante destacar parte de la información mostrada, también merece la pena considerar una versión con un tercer color adicional (rojo o amarillo). Estos paneles son ideales para utilizarlos, por ejemplo, como e-pricing.

Las pantallas EPD son cada vez más populares. Además del mercado de consumo (e-readers, smartwatches), se utilizan en aplicaciones industriales (por ejemplo, e-pricing, e-badge, sistemas inteligentes de registro del tiempo) y en señalización digital (paneles informativos en paradas de autobús, e-posters, sistemas de navegación en interiores) e incluso en arquitectura, como elementos decorativos (por ejemplo, E Ink Prism). Siempre que no sea necesaria una iluminación adicional de la pantalla, que la eficiencia energética sea importante y que la actualización de contenidos sea relativamente infrecuente.

Selección de la pantalla para la aplicación

El uso adecuado de la tecnología IoT puede reducir los costes operativos generales, ayudar a aumentar la productividad y crear ingresos adicionales a través de la aparición de nuevos mercados y productos. IoT está presente en aplicaciones relacionadas con la domótica (hogar inteligente), la industria médica o la automoción. A la hora de elegir la pantalla adecuada para una aplicación del Internet de las Cosas, el primer paso es determinar qué factores desempeñan el papel más importante en el dispositivo. Si, por ejemplo, pensamos crear un sistema de información al pasajero, el papel electrónico puede ser una opción excelente por su eficiencia energética, la visualización estática de contenidos y sus ilimitados ángulos de visión. En cambio, en electrodomésticos de consumo como frigoríficos y lavadoras inteligentes, por ejemplo, funcionará bien lo siguiente. OLED. A la hora de planificar una nueva aplicación, la Tabla 1, en la que se resumen las principales características de las pantallas y sus capacidades técnicas, será sin duda de gran ayuda.

CaracterísticaLCD TFTOLEDPapel electrónico
Eficiencia energéticaRelativamente pequeñoMediaMuy grande
Acceso a la red eléctricaAcceso permanente a la red eléctricaAcceso permanente a la red eléctricaSólo se necesita alimentación al cambiar la pantalla
Legibilidad a la luz del solSe necesitan filtros especiales y una retroiluminación potenteSe necesitan filtros especialesMuy buena
Legibilidad en condiciones de poca luz ambientalBienBienSe requiere retroiluminación adicional
ContrasteBienExcelenteMuy buena
Ángulos de visiónLimitadoSin límitesSin límites
Frecuencia de actualización / tiempo de respuesta de la matrizRápidoRápidoLimitado
Mostrar preferenciasContenido dinámicoContenido dinámicoContenido estático
Resistencia a la temperaturaEstándar de -20 a +70 °CEstándar de -30 a +80 °C0 a +50 °C de serie, posibilidad de utilizar un modo de control especial y ampliar el rango de funcionamiento por debajo de 0 °C

Monika Musielak
Jefe de producto, Unisystem Sp. z o.o.
[email protected]

2018-04-10

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