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El término «pantalla inteligente» puede referirse a soluciones con capacidades muy diferentes. Dependiendo de su arquitectura, pueden ofrecer inteligencia en la interfaz de usuario, inteligencia en las aplicaciones o inteligencia computacional, incluyendo funciones de IA locales. ¿Qué distingue a estos tres niveles y cuándo se debe usar cada uno de ellos?
No existe una definición técnica única y precisa de lo que es una pantalla inteligente. El término puede referirse a un módulo equipado con un controlador gráfico, como los de la familia EVE; a un panel con su propio microcontrolador y entorno de desarrollo de interfaces gráficas de usuario; o a una plataforma HMI completa que incorpore un procesador de aplicaciones, un sistema operativo y una NPU.
Las diferencias entre estas clases van más allá del rendimiento. También tienen que ver con la arquitectura del sistema, la forma en que se desarrolla la interfaz gráfica de usuario, el reparto de tareas entre el módulo HMI y la unidad central, y la variedad de funciones que se ejecutan localmente. Por eso, antes de elegir una solución, es importante determinar qué tipo de inteligencia necesita realmente la aplicación.
¿Qué significa «Display Intelligence»?
En el sentido tradicional de los sistemas embebidos, una pantalla inteligente es un módulo que hace algo más que limitarse a mostrar una imagen ya preparada. Un controlador adicional, que suele estar en una placa de circuito impreso (PCB) aparte, junto con la memoria integrada, las funciones gráficas y la compatibilidad con pantallas táctiles, permite que el módulo se encargue de algunas de las tareas que normalmente gestiona el microcontrolador principal. En este contexto, «inteligencia» se refiere principalmente a la capacidad de realizar de forma independiente ciertas funciones de interfaz hombre-máquina. El módulo puede generar botones, indicadores y gráficos, mostrar animaciones, gestionar entradas táctiles, almacenar recursos gráficos y, en algunos casos, ejecutar una lógica de pantalla sencilla.
Hoy en día, sin embargo, el término «inteligente» se asocia cada vez más con la inteligencia artificial. Por eso, es posible que los usuarios esperen que un dispositivo analice las imágenes de la cámara, clasifique los sucesos, detecte anomalías concretas o realice otras tareas utilizando modelos de aprendizaje automático.
Por eso, conviene distinguir entre tres niveles de inteligencia de pantalla. El primero es la inteligencia de la interfaz de usuario, que abarca la generación de gráficos y el manejo de widgets, la entrada táctil y el sonido. El segundo es la inteligencia de la aplicación, que incluye una interfaz gráfica de usuario (GUI) integrada, transiciones de pantalla, gestión de eventos y variables, y comunicación con el dispositivo principal. El tercero es la inteligencia computacional, relacionada con el procesamiento local de datos, imágenes o sonido, incluida la inferencia de modelos de IA.
Esta distinción ayuda a aclarar la terminología y diferencia, por ejemplo, las pantallas con controladores gráficos de las pantallas HMI equipadas con una NPU. Sin embargo, los límites entre estas categorías no siempre están bien definidos. Los fabricantes usan sus propias arquitecturas, herramientas de desarrollo y modelos de programación, lo que significa que los productos que se describen como pantallas inteligentes pueden ofrecer niveles de autonomía muy diferentes.
Módulos LCD-TFT estándar: mostrar una imagen sin crearla
El punto de partida es una pantalla LCD-TFT estándar. Incluye la matriz de visualización, un controlador TFT integrado, los circuitos de alimentación, una retroiluminación y, en algunos casos, componentes electrónicos adicionales. También puede llevar integrado un panel táctil resistivo o capacitivo.
Esta pantalla no crea la interfaz de usuario por sí misma. Lo que hace es mostrar una imagen que le envía la unidad principal a través de una interfaz como RGB, LVDS, MIPI o eDP. El microcontrolador o el ordenador es el que genera los gráficos, guarda los recursos gráficos, gestiona las entradas táctiles y controla las transiciones de pantalla. Dependiendo de la resolución y la complejidad de la interfaz, esto puede requerir un procesador lo bastante potente, memoria suficiente y circuitos electrónicos adicionales.
Esto no quiere decir que una pantalla LCD-TFT estándar sea una solución inferior. Puede ser la mejor opción cuando el fabricante quiere mantener el control total sobre el software, el diseño de la interfaz y la arquitectura general del sistema. Este enfoque se suele usar en proyectos de gran volumen porque el coste de desarrollar la electrónica y el software se puede repartir entre un gran número de dispositivos, mientras que la optimización del diseño ayuda a reducir el coste por unidad. Ofrece una libertad de diseño considerable, pero también hace que la responsabilidad de desarrollar la capa HMI recaiga en el fabricante del dispositivo.
Módulos con controlador gráfico: inteligencia de la interfaz de usuario
El siguiente grupo está formado por módulos equipados con un controlador gráfico específico. Un ejemplo de esta arquitectura es la familia EVE de Bridgetek, que incluye el modelo BT817.
EVE integra funciones de generación de gráficos y control táctil, y también admite la reproducción de audio. El microcontrolador principal no tiene que renderizar toda la pantalla ni transmitir una imagen completa fotograma a fotograma. En su lugar, envía comandos que describen elementos individuales de la interfaz. A partir de estos comandos, el controlador genera botones, controles deslizantes, indicadores, texto y animaciones, lo que reduce tanto la carga sobre la unidad principal como la cantidad de datos transmitidos. Así, el microcontrolador puede encargarse del control de procesos, del funcionamiento de los sensores y de la comunicación con otros dispositivos del sistema. Este tipo de arquitectura es ideal para aplicaciones como los paneles de control de máquinas.
Este nivel de autonomía se puede describir como «inteligencia de la interfaz de usuario». El módulo se encarga de la capa HMI, pero no se hace cargo de la lógica de la aplicación ni del procesamiento local de IA.
Módulos con un entorno GUI autónomo – Application Intelligence
El siguiente nivel está formado por módulos que cuentan con su propio microcontrolador, memoria y entorno para desarrollar y ejecutar la interfaz de usuario.
A diferencia de las soluciones descritas anteriormente, la memoria del módulo puede contener un proyecto completo de interfaz, que incluye pantallas, botones, gráficos, variables y relaciones entre los distintos elementos. El controlador principal se encarga sobre todo de enviar datos y comandos, como la temperatura, los resultados de las mediciones, el estado de las alarmas o la información sobre el modo de funcionamiento. A continuación, el módulo muestra los valores en los campos correspondientes, actualiza los gráficos, cambia el estado de los iconos y gestiona las transiciones entre pantallas.
Una de las ventajas clave de este tipo de productos es la forma en que se desarrolla la interfaz gráfica de usuario (GUI). Los fabricantes ofrecen herramientas gráficas que te permiten arrastrar y soltar elementos de la interfaz en la pantalla. Los objetos se seleccionan uno a uno de una biblioteca y, a continuación, puedes configurar su aspecto y funcionalidad. Esto te permite crear una interfaz básica sin tener que programar manualmente cada objeto. En proyectos más sencillos, una parte importante del trabajo puede recaer así en un diseñador de hardware, sin que haga falta que un programador esté siempre metido en el tema. El apoyo de la programación sigue siendo necesario para la integración de las comunicaciones, la lógica compleja y las funciones no estándar, pero el nivel de implicación requerido puede ser menor. Esta arquitectura también facilita el desarrollo y la modificación de la interfaz independientemente del software principal del dispositivo.
One example is Winstar’s 7-inch WL0F0007000A8GAADSK00 model from the Smart Display series. It is not a standard open-frame LCD-TFT module, but a complete HMI panel incorporating an STM32F746 microcontroller, a capacitive touch panel, CAN communication and an IP54-rated enclosure. These features make it well suited to many industrial applications in which resistance to interference and protection against dust and water ingress are important. The Winstar smart display described above is an example of application intelligence. It manages the HMI layer independently but does not provide the functions typical of AI platforms and does not use an NPU.
Pantallas HMI con funciones de IA – Inteligencia computacional
Una pantalla inteligente solo se puede considerar «inteligente» en un sentido directamente relacionado con la inteligencia artificial cuando la plataforma incluye un procesador de aplicaciones y una NPU.
Un procesador diseñado para este tipo de aplicaciones es el NXP i.MX 8M Plus. Combina núcleos Arm Cortex-A53, un núcleo en tiempo real Cortex-M7, un procesador gráfico, funciones de procesamiento multimedia y una NPU integrada con un rendimiento de hasta 2,3 TOPS. Además, ofrece interfaces para cámaras y los recursos necesarios para el análisis local de imágenes. Gracias a sus amplias capacidades de hardware, este procesador se utiliza como núcleo de muchos módulos ya preparados, como el SpaceSOM-8Mplus de SoMLabs. El módulo ofrece los recursos necesarios para ejecutar un sistema operativo, aplicaciones HMI avanzadas, funciones multimedia y de IA local. Se puede usar con la placa portadora SpaceCB-8Mplus-ADV o integrarse con componentes electrónicos desarrollados específicamente para un dispositivo concreto.
In most projects, this hardware base must be complemented by a suitably selected display. One option is to use Unisystem’s Lite, Core or Pro LCD-TFT module. They are available in 7-, 10.1-, 12.1-, and 15.6-inch sizes, including variants with touch panels and protective glass assembled using optical bonding. The division into product lines reflects their intended applications. Lite is designed for indoor devices under stable conditions, Core represents the industrial standard, while Pro is intended for outdoor devices, including those operating in demanding environmental conditions. Selecting the appropriate variant makes it possible to adapt the visual layer of the platform to the operating environment, user interaction method and mechanical design of the device.
La estrecha colaboración entre Unisystem y SoMLabs permite combinar tecnologías desarrolladas en Polonia en una plataforma HMI con capacidades de IA. El sistema completo se puede adaptar a las necesidades de una aplicación concreta, desde los parámetros de visualización y el diseño mecánico hasta la capa informática, el sistema operativo y el software.
En esta configuración, la pantalla pasa a formar parte de una plataforma HMI completa capaz de presentar datos, facilitar la interacción con el usuario, comunicarse con otros sistemas y analizar señales de forma local mediante IA. Este nivel de autonomía se puede describir como «inteligencia computacional». Sin embargo, la mera presencia de una NPU no basta para crear una aplicación de IA completa. También se necesitan un modelo adecuado, datos, software y mecanismos para las actualizaciones y el mantenimiento del sistema. La NPU acelera los cálculos, pero no es, por sí sola, la fuente de la inteligencia del dispositivo.
Sin embargo, el mero hecho de que un dispositivo cuente con una NPU no basta para crear una aplicación de IA completa. También se necesitan un modelo adecuado, datos, software y mecanismos para las actualizaciones y el mantenimiento del sistema. La NPU acelera los cálculos, pero por sí sola no es la fuente de la inteligencia del dispositivo.
Inteligencia de la interfaz de usuario frente a inteligencia de las aplicaciones frente a inteligencia computacional
La tabla que aparece a continuación resume las diferencias clave entre las distintas clases de pantallas, incluyendo las funciones que realiza el módulo, el papel de la unidad central y la capacidad de realizar tareas de IA de forma local.
| Clase de soluciones | Funciones que realiza la pantalla | Función de la unidad de acogida | Funciones locales de IA |
| Módulo LCD-TFT estándar | Muestra una imagen preparada por la unidad anfitriona | Genera gráficos y se encarga de la interfaz gráfica de usuario, la entrada táctil y la lógica de la aplicación | No |
| Módulo con un controlador gráfico (inteligencia de la interfaz de usuario) | Genera gráficos y gestiona las entradas táctiles, los widgets y, en algunos casos, el audio | Controla la interfaz y ejecuta la lógica principal del dispositivo | No |
| Módulo con una interfaz gráfica de usuario autónoma (inteligencia de aplicaciones) | Se encarga de las pantallas, los eventos, las variables, las entradas táctiles y parte de la lógica de la interfaz hombre-máquina (HMI) | Transmite datos, estados y comandos | Normalmente no |
| Plataforma HMI con funciones de IA (inteligencia computacional) | Se encarga de la interfaz gráfica de usuario, el sistema operativo, el contenido multimedia y el análisis local de datos, imágenes o audio | Depende de la arquitectura del dispositivo en su conjunto | Sí |
¿Cómo se debe elegir el nivel adecuado de inteligencia de pantalla?
Las soluciones descritas anteriormente ofrecen distintos niveles de autonomía: desde la inteligencia de la interfaz de usuario, pasando por la inteligencia de las aplicaciones, hasta la inteligencia computacional. El proceso de selección debería determinar qué tareas debe gestionar el módulo HMI y cuáles deben seguir a cargo de la unidad central.
Entre los factores más importantes se encuentran la complejidad de la interfaz gráfica de usuario, los recursos de hardware disponibles, el método utilizado para desarrollar y actualizar la interfaz, la necesidad de procesar datos localmente, las condiciones de funcionamiento, los requisitos de montaje y el ciclo de vida previsto del producto. La mejor opción no siempre es la plataforma más avanzada, sino aquella que realmente se adapta a los requisitos de la aplicación.
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