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Unisystem Core est une gamme de modules LCD-TFT conçue pour les applications industrielles courantes dans lesquelles l’écran doit conserver des paramètres stables lors d’un fonctionnement intensif, et souvent continu. Il s’agit d’une référence industrielle : une solution destinée aux projets exigeant fiabilité, performances prévisibles et composants adaptés aux conditions d’exploitation professionnelles. Dans cet article, nous vous présentons le concept qui sous-tend la gamme Core, ses principales caractéristiques ainsi que les critères à prendre en compte lors du choix du modèle le plus adapté.
La gamme LCD-TFT d’Unisystem comprend trois lignes de produits conçues pour répondre à différentes exigences d’application :
- Unisystem Lite – modules destinés aux appareils fonctionnant en intérieur dans des conditions stables,
- Unisystem Core – la référence industrielle pour une utilisation intensive,
- Unisystem Pro – modules destinés aux appareils fonctionnant en extérieur, y compris dans des environnements difficiles.
La distinction entre les versions Lite, Core et Pro permet d’adapter les paramètres des modules aux exigences réelles du projet, sans alourdir inutilement les spécifications ni augmenter le coût de la solution, tout en évitant de faire des compromis lorsque l’application nécessite des paramètres techniques plus élevés.
Vous souhaitez en savoir plus sur le développement de la gamme de produits propres à Unisystem ? Lisez l’interview : Nouveaux produits développés par Unisystem : écrans LCD-TFT industriels disponibles en trois versions.
Les origines des produits développés par Unisystem : les écrans LCD-TFT
Près de 30 ans d’expérience dans le domaine des technologies d’affichage nous ont permis de cerner à la fois les capacités et les limites des différentes technologies d’affichage, notamment les écrans LCD, OLED et EPD. Dans le cadre de projets menés pour le compte de fabricants d’appareils électroniques, nous avons développé des solutions adaptées à des applications, des modes de fonctionnement et des conditions environnementales spécifiques.
La création de nos propres gammes d’écrans LCD-TFT est le fruit de cette expérience et de notre volonté de relever les défis qui se posent régulièrement dans le cadre de projets industriels. Nous avons pris en compte non seulement les paramètres d’affichage, mais également le montage des modules, la conception du boîtier, l’intégration de l’écran tactile, les exigences en matière d’électronique de commande, le mode de fonctionnement de l’appareil et les conditions dans lesquelles il sera utilisé. Au fil de nombreux projets, les mêmes besoins se sont fait jour : une intégration plus aisée, des paramètres prévisibles, une disponibilité stable des produits et la flexibilité nécessaire pour adapter davantage le module à une conception spécifique. Dans les applications industrielles, la résistance à une utilisation intensive, la stabilité en fonctionnement continu et une longue durée de vie attendue des composants sont tout aussi importantes.
Le développement des produits propres à Unisystem ne se limite pas aux écrans. Il comprend également des solutions complémentaires pouvant s’intégrer dans une interface utilisateur complète. Citons par exemple le bouton tactile capacitif (UCB045-RGB-CMFDV1), développé pour des applications dans lesquelles les composants mécaniques classiques peuvent s’avérer insuffisants.
La gamme Unisystem Core a été développée pour les projets nécessitant des caractéristiques de niveau industriel, un fonctionnement stable et des composants conçus pour une utilisation intensive. Elle est principalement destinée aux appareils d’intérieur, notamment aux applications exposées à un éclairage ambiant plus intense, à des charges de fonctionnement plus élevées, à des interférences électromagnétiques ainsi qu’à un fonctionnement fréquent ou continu.
Unisystem Core peut donc être considéré comme une norme industrielle, un point de départ pour les projets dans lesquels l’affichage constitue un élément important de l’interface utilisateur.
Unisystem Core – des dizaines de variantes de modules LCD-TFT
La gamme Unisystem Core comprend des dizaines de variantes de modules qui se distinguent par leur diagonale, leur résolution, leur interface, la présence ou non d’un écran tactile et la conception de leur verre de protection. Cela permet de choisir une configuration adaptée à l’architecture électronique, à la conception mécanique, à l’aspect de l’interface et au mode de fonctionnement prévu.
Les principales caractéristiques de chaque module sont indiquées dans sa désignation produit, à savoir la référence (PN). Nous vous expliquons comment sont créées les références des produits Lite, Core et Pro d’Unisystem dans le guide : Comment déchiffrer les références Unisystem : guide des gammes Lite, Core et Pro.
Nous abordons ci-dessous certaines caractéristiques des écrans Unisystem Core.
Composants de qualité industrielle
L’une des caractéristiques distinctives de la gamme Unisystem Core réside dans l’utilisation de composants de qualité industrielle. Cela concerne les éléments qui influent directement sur la qualité d’image, la stabilité de fonctionnement et la durabilité des modules, notamment la dalle LCD-TFT, les circuits intégrés de commande, le système de rétroéclairage ainsi que les composants chargés de l’alimentation électrique et de la transmission des signaux. Leur sélection tient compte d’une utilisation intensive et d’un fonctionnement fréquent ou continu de l’appareil. Dans les applications industrielles, ce qui importe, ce n’est pas seulement la performance d’affichage au démarrage, mais également sa répétabilité après plusieurs milliers d’heures de fonctionnement.
Des composants correctement sélectionnés garantissent une qualité d’image constante, des performances prévisibles et un cycle de vie prolongé du produit. Cela revêt une importance particulière dans les projets où une défaillance de l’écran pourrait perturber un processus, limiter l’accès à des informations essentielles, contraindre un appareil ou une installation entière à s’arrêter et, par conséquent, entraîner des pertes d’exploitation, des coûts de maintenance et un risque de non-respect des délais.
Dimensions et résolutions
Les modules Unisystem Core sont disponibles en quatre formats courants et dans les résolutions correspondantes :
- 7,0 pouces – 1 024 × 600 pixels (WSVGA),
- 10,1 pouces – 1 280 × 800 px (WXGA),
- 12,1 pouces – 1 280 × 800 pixels (WXGA),
- 15,6 pouces – 1 920 × 1 080 pixels (Full HD).
Luminosité adaptée aux applications industrielles
The brightness of panels in the Unisystem Core line is 750 cd/m² (600 cd/m² in touch panel variants), providing appropriate image readability in many industrial indoor applications.
La luminosité doit toujours être choisie en fonction des conditions réelles d’utilisation de l’appareil. C’est pourquoi les gammes Lite, Core et Pro proposent différents niveaux de luminosité adaptés aux diverses conditions d’éclairage ambiant :
- Unisystem Lite – pour les appareils destinés à un usage intérieur fonctionnant dans des conditions d’éclairage ambiant modéré, par exemple dans les habitations, les bureaux, les hôtels, les espaces d’accueil, les points de service et les installations techniques,
- Unisystem Core – destiné aux appareils d’intérieur utilisés dans des environnements soumis à un éclairage plus intense, notamment les halls de production, les centres logistiques, les centres commerciaux, les hôpitaux et les cliniques, les gares, les aéroports et autres établissements publics,
- Unisystem Pro – destiné aux équipements utilisés en extérieur, y compris en plein soleil, par exemple aux arrêts de bus, sur les quais, dans les parkings, les stations-service, les installations sportives et les espaces urbains.
Le choix d’une luminosité adaptée n’est pas seulement important pour la lisibilité de l’image. Il permet également de réduire la consommation d’énergie et la production de chaleur, tout en diminuant le risque d’usure prématurée du rétroéclairage et de surchauffe de la dalle.
Modèles équipés d’un écran tactile
Outre les modules LCD-TFT « ouverts », la gamme Unisystem Core comprend également des modèles équipés d’une dalle tactile capacitive projetée (PCAP). Celle-ci permet une interaction directe à l’écran avec l’interface, sans avoir besoin de multiples boutons, commutateurs ou molettes externes.
La saisie tactile dans les modules Unisystem Core est gérée par le contrôleur ILITEK ILI2520, qui permet de configurer l’écran tactile en fonction de la conception spécifique de l’appareil et des conditions d’utilisation. Une configuration et un étalonnage adéquats permettent d’ajuster la sensibilité en fonction de facteurs tels que l’épaisseur de la vitre de protection, le mode d’utilisation prévu, les niveaux d’interférences et la présence de salissures à la surface de l’écran. Un réglage adapté peut également permettre l’utilisation de certains types de gants, notamment les gants en latex ou en nitrile. Ces paramètres doivent être définis au cas par cas : une sensibilité excessive peut entraîner des saisies involontaires, communément appelées « touches fantômes ».
Selon le modèle, les versions équipées d’un écran tactile offrent des niveaux de luminosité compris entre 650 et 900 cd/m². Cette luminosité inférieure à celle d’un écran LCD-TFT standard s’explique par les couches optiques supplémentaires que doit traverser le rétroéclairage. Malgré cela, cette plage offre une bonne lisibilité de l’image dans de nombreuses applications industrielles, y compris dans des environnements où la luminosité ambiante est plus élevée.
Interfaces RGB, MIPI DSI et LVDS
En fonction de la diagonale et du modèle, les modules Unisystem Core utilisent une interface RVB, MIPI DSI ou LVDS. Ces trois interfaces sont disponibles sur certains modèles de 7,0 pouces, tandis que les modules de 10,1 pouces, 12,1 pouces et 15,6 pouces utilisent l’interface LVDS. Cette diversité d’interfaces permet d’adapter l’écran à l’architecture électronique, à la conception des connexions ainsi qu’aux exigences en matière de bande passante et d’immunité aux interférences.
RVB
L’interface RVB est une interface parallèle dans laquelle les données relatives aux composantes de couleur individuelles et les signaux de synchronisation sont transmis par des lignes distinctes. Elle est prise en charge par de nombreux microcontrôleurs et processeurs équipés d’un contrôleur LCD, ce qui permet l’intégration directe de l’écran LCD-TFT à l’électronique de l’appareil.
En raison du grand nombre de lignes de signal, cette interface nécessite une conception minutieuse des connexions et un acheminement soigné des pistes sur le circuit imprimé. Elle est principalement utilisée dans des applications où la distance entre l’écran et l’unité de commande est courte et où le nombre de connexions requises ne constitue pas une contrainte majeure.
MIPI
Le MIPI DSI est une interface série haut débit conçue pour la transmission de données d’image vers des écrans. Elle utilise un nombre réduit de lignes de signal, ce qui contribue à réduire le nombre de connexions et permet un agencement efficace des composants sur le circuit imprimé.
Cette interface est principalement utilisée dans les conceptions compactes où l’écran est situé à proximité du processeur. Son utilisation nécessite une unité de commande équipée d’un contrôleur MIPI DSI.
LVDS
Le protocole LVDS transmet le signal d’image à l’aide de paires de fils différentiels. Ce mode de transmission permet de préserver l’intégrité du signal et de réduire la sensibilité aux interférences électromagnétiques.
Cette interface permet une transmission stable de grands volumes de données, ce qui explique pourquoi elle est couramment utilisée dans les écrans LCD-TFT à haute résolution ainsi que dans les conceptions nécessitant une connexion plus longue entre le module et le circuit électronique de génération d’images.
USB-C et HDMI – poursuite du développement des produits propres à Unisystem
Dans le cadre du développement continu de notre gamme de produits, nous prévoyons de proposer des variantes LCD-TFT dotées d’un circuit imprimé supplémentaire prenant en charge à la fois les interfaces USB-C et HDMI. Dans cette configuration, l’une ou l’autre de ces interfaces peut être utilisée pour la transmission vidéo, ce qui simplifie l’intégration avec des ordinateurs industriels, des ordinateurs monocarte et d’autres appareils fournissant un signal vidéo prêt à l’emploi.
Cette solution est de type « plug & play »: elle permet de connecter le module à une source vidéo compatible sans qu’il soit nécessaire de prendre directement en charge l’interface native de l’écran. Cela simplifie la mise en service de l’écran et réduit la charge de travail requise au niveau de l’électronique de commande.
USB-C
L’USB-C est un connecteur universel qui, selon la mise en œuvre, peut prendre en charge la vidéo, les données, les signaux des écrans tactiles et l’alimentation électrique. Il permet de réduire le nombre de câbles et de connecteurs distincts, ce qui peut simplifier le montage et l’intégration de l’écran à l’appareil. Les fonctionnalités disponibles dépendent des capacités de l’unité de commande et de l’électronique du module. La présence d’un connecteur USB-C ne garantit pas à elle seule la prise en charge de la transmission vidéo ou de l’alimentation électrique.
HDMI
Le HDMI est une interface numérique permettant de transmettre des signaux vidéo et audio prêts à l’emploi. Largement utilisé dans les appareils équipés d’une sortie vidéo standard, il permet de simplifier l’intégration de l’écran à l’unité de commande, car le processeur n’a pas besoin de prendre directement en charge l’interface de l’écran. Le module d’affichage doit toutefois intégrer des composants électroniques supplémentaires pour recevoir et traiter le signal HDMI.
RGB, MIPI, LVDS, USB-C et HDMI
Le tableau ci-dessous présente les principales caractéristiques des interfaces RGB, MIPI DSI, LVDS, USB-C et HDMI du point de vue de l’intégration d’un écran LCD-TFT à l’électronique de l’appareil. Cette comparaison est donnée à titre indicatif : les capacités de transmission réelles dépendent, entre autres, de la résolution et de la fréquence de rafraîchissement de l’écran, de la conception du circuit imprimé, de la longueur et de la qualité de la connexion, des paramètres de l’unité de commande et de la mise en œuvre de l’interface.
| Caractéristiques | RVB | MIPI DSI | LVDS | USB-C | HDMI |
| Type de solution | Interface directe avec le panneau | Interface directe avec le panneau | Interface directe avec le panneau | Connecteur prenant en charge diverses normes de transmission | Interface vidéo et audio numérique |
| Procédé de transmission vidéo | Parallèle | Différentiel | Différentiel | Cela dépend de la norme mise en œuvre | Série, numérique |
| Disponibilité dans la gamme Core | Modèles sélectionnés de 7,0 pouces | Modèles sélectionnés de 7,0 pouces | Modèles de 7,0 pouces, 10,1 pouces, 12,1 pouces et 15,6 pouces | Solution envisagée | Solution envisagée |
| Nombre de connexions | 24 lignes de données – 8 pour R, 8 pour G et 8 pour B – ainsi que les lignes VSync, HSync et DCLK | Généralement 4 paires différentielles, soit 8 lignes de signal ; certaines configurations peuvent utiliser moins de paires | Généralement 4 paires différentielles, soit par exemple 8 lignes de signal | Un connecteur compact | Un connecteur de signal |
| Longueur typique d’une connexion | Courts-circuits sur le circuit imprimé ou entre des composants très proches les uns des autres | Connexion directe entre le processeur et l’écran | Convient également aux raccordements plus longs | Cela dépend de la norme et du câble utilisés | Convient aux raccordements utilisant un câble externe |
| Immunité aux interférences | Faible : les lignes parallèles et asymétriques sont sensibles aux interférences, à la diaphonie et à une augmentation des émissions électromagnétiques | Bande passante élevée, adaptée aux modules compacts transportant de grands volumes de données | Bande passante élevée, adaptée aux modules à haute résolution | Cela dépend de la mise en œuvre et de la qualité du câble | Faible sensibilité lorsqu’un câble adapté est utilisé |
| Bande passante et résolution | Convient principalement aux résolutions faibles et moyennes | Une bande passante élevée avec un nombre réduit de lignes | Bande passante élevée, adaptée aux résolutions plus élevées | Cela dépend de la norme de transmission vidéo utilisée | Cela dépend de la version HDMI et de l’électronique du module |
| Exigences relatives à l’unité de commande | Contrôleur LCD prenant en charge le RVB | Contrôleur MIPI DSI | Émetteur LVDS ou convertisseur adapté | Prise en charge d’un mode de transmission USB-C compatible | Sortie HDMI |
| Capacité de fourniture d’énergie | Non | Non | Non | Oui – cela dépend de la mise en œuvre | Non |
| Transmission par contact via le même connecteur | Non | Non | Non | Oui – cela dépend de la conception du module | Non |
| Conséquences sur la conception des circuits imprimés | Cela nécessite de acheminer de nombreuses lignes en parallèle et de préserver les relations de synchronisation | Nécessite un acheminement correct des paires différentielles à haut débit | Nécessite un acheminement contrôlé et une mise en correspondance des paires différentielles | Cela permet de réduire le nombre de connecteurs, mais nécessite des circuits intégrés de commande supplémentaires | Cela simplifie la connexion à un ordinateur, mais augmente la quantité de composants électroniques dans le module |
| Utilisation courante | Modèles dont l’écran est situé à proximité de l’unité de commande | Appareils compacts dotés d’une connexion directe entre l’écran et le processeur | Les applications nécessitant une transmission stable, une résolution plus élevée ou une connexion plus longue | Appareils nécessitant un câblage simplifié et l’intégration de plusieurs fonctions dans un seul connecteur | Appareils fonctionnant avec des ordinateurs et équipements dotés d’une sortie vidéo standard |
Les interfaces RGB, MIPI DSI et LVDS sont utilisées pour le pilotage direct d’une dalle LCD-TFT. Les interfaces USB-C et HDMI constituent un modèle d’intégration différent : elles nécessitent des composants électroniques supplémentaires au niveau du module, mais permettent de simplifier la connexion à une plateforme informatique prête à l’emploi.
Le choix final de l’interface doit tenir compte des capacités de l’unité de commande, de la résolution de l’écran, de la longueur et de la conception du câble, de l’espace disponible pour les composants électroniques, ainsi que des exigences en matière de bande passante, de l’immunité de transmission aux interférences et de la manière dont le module sera intégré à l’appareil.
Verre de protection
Dans les modules Unisystem Core équipés d’un écran tactile, la vitre de protection fait partie intégrante de la conception. Elle protège l’écran et la dalle tactile contre les rayures, la pression et tout autre dommage mécanique, tandis que sa conception peut être adaptée au mode de fixation et au design de la face avant de l’appareil. La vitre de protection est disponible en deux versions : sans ruban de fixation et avec ruban de fixation.
Verre de protection sans ruban de fixation
Dans cette variante, la vitre de protection n’est pas équipée d’un ruban de fixation appliqué en usine, ce qui offre une plus grande flexibilité pour mettre au point une méthode personnalisée de fixation du module dans le boîtier ou sur le panneau avant. Sa forme rectangulaire permet de l’adapter à chaque conception mécanique.
Recouvrez la vitre avec du ruban adhésif de fixation
Dans cette variante, la vitre est munie d’un ruban adhésif qui facilite le positionnement et le montage du module dans le boîtier ou sur la face avant. Cette solution permet de rationaliser l’assemblage et d’améliorer la répétabilité dans la production en série. La vitre présente également des angles arrondis, ce qui confère à la face avant de l’appareil un aspect plus harmonieux.
Collage optique de série
Tous les écrans LCD-TFT des gammes Unisystem Lite, Core et Pro équipés d’une dalle tactile intègrent de série la technologie de collage optique. Ce procédé consiste à coller l’écran, la dalle tactile et la vitre de protection sur l’ensemble de leur surface à l’aide d’un matériau optique transparent. La suppression de l’interstice d’air entre les différents composants réduit les reflets lumineux internes, améliore le contraste de l’image et renforce la rigidité mécanique de l’ensemble du module. Cela revêt une importance particulière dans les applications industrielles où l’écran doit non seulement offrir une lisibilité adéquate, mais également garantir une durabilité optimale en cas d’utilisation intensive et d’exposition aux chocs, aux vibrations et aux contraintes mécaniques localisées.
MTBF = 100 000 heures
Le MTBF (Mean Time Between Failures) est un indicateur statistique qui décrit la durée moyenne de fonctionnement attendue entre deux pannes au sein d’une population d’appareils analysée. Il ne correspond pas à la durée de vie garantie d’un module individuel, mais il peut être utilisé pour comparer la fiabilité attendue de solutions conçues pour des conditions d’exploitation similaires.
Pour les modules Unisystem Core, le MTBF annoncé est de 100 000 heures. Cette gamme a donc été conçue pour un fonctionnement à long terme, y compris pour des appareils fonctionnant en continu. La durée de vie réelle des modules dépend également des conditions d’utilisation, de la température, de l’alimentation électrique, de l’intensité du rétroéclairage et de la conception thermique de l’appareil dans son ensemble.
À quelles applications les modules Unisystem Core sont-ils destinés ?
La gamme Unisystem Core est principalement destinée aux appareils industriels utilisés en intérieur, notamment dans des applications impliquant une utilisation intensive, un fort éclairage ambiant ou un risque accru d’interférences électromagnétiques. Cette gamme peut notamment être utilisée dans :
- IHM, panneaux de commande, de contrôle et de surveillance,
- les systèmes de commande des machines et des chaînes de production, y compris les panneaux permettant de configurer les paramètres de fonctionnement,
- équipements de mesure, de diagnostic et de contrôle,
- des bornes en libre-service utilisées, entre autres, pour passer des commandes, prendre des rendez-vous, effectuer des paiements ou traiter des demandes,
- bornes d’information et totems,
- les systèmes de gestion et d’enregistrement des flux d’usagers, notamment les systèmes de gestion des files d’attente, les distributeurs de tickets, les bornes d’enregistrement et les systèmes d’enregistrement à l’entrée,
- les équipements médicaux et de laboratoire, tels que les analyseurs, les appareils de diagnostic, les incubateurs et les dispositifs de surveillance des paramètres,
- systèmes de surveillance des infrastructures,
- solutions utilisées dans les entrepôts et les centres logistiques : postes de travail, systèmes de préparation de commandes et panneaux de gestion des flux de marchandises.
La gamme Unisystem Core est conçue pour les équipements industriels destinés à une utilisation en intérieur, où la prévisibilité du fonctionnement, la fiabilité et la durabilité constituent des exigences essentielles. Ces solutions ne sont pas destinées à être exposées directement aux intempéries. Si l’équipement doit fonctionner à l’extérieur, en plein soleil ou soumis à des contraintes mécaniques accrues, il convient d’envisager la gamme Unisystem Pro.
Le choix du modèle approprié doit avant tout tenir compte des exigences réelles de l’application et des conditions dans lesquelles l’appareil sera utilisé.
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