Comment choisir un écran pour les appareils de l’internet des objets ?

L’internet des objets (IdO) est l’idée de mettre en réseau divers appareils et objets, équipés d’électronique et de logiciels, leur permettant de communiquer et d’échanger des données sans intervention humaine. Les solutions IdO sont de plus en plus utilisées dans la vie privée et dans l’industrie. Les prévisions indiquent que le nombre d’appareils IoT connectés pourrait atteindre 50 milliards d’ici 2030. Une proportion importante d’entre eux utiliseront des écrans.

Dans cet article, nous examinerons les technologies d’affichage disponibles pour les applications IdO. Nous discuterons de leurs avantages, de leurs inconvénients et de leurs domaines d’application. Nous analyserons également les tendances et les exigences du marché des appareils IoT afin de vous aider à sélectionner les solutions d’affichage optimales pour vos applications spécifiques. En tant qu’Unisystem, nous sommes le plus grand … fournisseur d’écrans pour les appareils IoT.

Le marché de l’IdO et le rôle des écrans

Les dispositifs de l’internet des objets sont largement utilisés dans les maisons et les bâtiments intelligents (contrôle de l’éclairage, du chauffage, de la sécurité), les transports et la logistique (surveillance des véhicules et des cargaisons), la médecine (télésurveillance des patients), l’agriculture (automatisation et contrôle des cultures), l’industrie (contrôle des chaînes de production) et bien d’autres domaines.

Selon les projections du McKinsey Global Institute, la valeur économique que l’IdO peut apporter est énorme et croissante, atteignant entre 5,5 et 12,6 billions de dollars dans le monde d’ici 2030. Le plus grand potentiel économique de l’IdO est concentré dans des lieux spécifiques, les usines en tête, représentant environ 26 % de la valeur potentielle en 2030. Bien que le B2B domine la création de valeur de l’IdO, 55 % de la valeur mondiale de l’IdO devrait provenir des pays développés d’ici à 2030.

Les écrans constituent un élément clé de nombreux appareils IdO. Ils permettent de présenter des informations à l’utilisateur et d’interagir avec le système. Par conséquent, la croissance du marché de l’IdO va de pair avec une demande croissante d’écrans dotés de propriétés spécifiques.

Technologies d’affichage sélectionnées pour l’IdO

Les appareils IoT utilisent diverses technologies d’affichage, qui diffèrent par leurs paramètres, leurs avantages et leurs inconvénients. Voici les plus populaires d’entre elles :

• LCD TFT – écrans à cristaux liquides avec une matrice de transistors (TFT). Ils offrent un temps de réponse rapide, une bonne reproduction des couleurs et un support multimédia. Ils sont relativement gourmands en énergie.
• OLED – écrans organiques. Ils présentent un excellent contraste, des angles de vision larges, une faible consommation d’énergie et peuvent être fabriqués à l’aide d’une technologie flexible. Ils sont plus chers que les écrans LCD.
• EPD – affichage sur papier électronique. Faible consommation d’énergie, excellente lisibilité à la lumière du jour, pas de rétro-éclairage. Taux de rafraîchissement plus lent.
• LCD segmentés – affichages numériques et alphanumériques simples. Peu coûteux, polyvalents, robustes. Fonctionnalité limitée.
• Tactile – écrans dotés d’un panneau tactile, permettant de les contrôler directement à partir de l’écran. Différentes technologies tactiles sont disponibles : capacitive, résistive, infrarouge.

Qu’est-ce qui distingue les écrans IoT ?

Les écrans utilisés dans les appareils IoT doivent permettre une communication et un échange de données libres entre les appareils intelligents connectés. Il est crucial de les équiper de protocoles de communication appropriés reliant l’écran à l’unité de contrôle, qui doit à son tour être mise en réseau avec d’autres appareils IoT (par exemple, via Wi-Fi ou Bluetooth). C’est notamment le cas si l’écran est équipé d’un module permettant un contrôle tactile.

Il convient d’envisager des solutions avancées sous la forme de panneaux IHM tout-en-un, qui contiennent eux-mêmes des microprocesseurs et des interfaces de communication. Ils permettent une intégration complète de l’écran dans le système IoT sans nécessiter de modules supplémentaires.

Un exemple d’une telle solution est le Riverdi STM32 Embedded Display, décrit plus loin dans cet article. Il comprend un microcontrôleur STM32 embarqué, des ports de communication et la possibilité de programmer facilement des interfaces utilisateur graphiques (GUI). Il constitue une solution complète pour les appareils IoT.

Le choix d’écrans dotés de capacités de communication et de calcul étendues est crucial pour un échange de données efficace au sein des systèmes IoT et permet d’éviter les coûts supplémentaires liés à la mise en œuvre de modules de communication.

Exemples d’applications des écrans dans l’IdO

Les écrans dans l’IdO jouent un rôle clé dans la présentation d’informations aux utilisateurs et dans l’interaction avec les appareils. Voici quelques exemples d’utilisation des écrans dans l’IdO :

1. Les montres intelligentes (Smartwatches) : Elles utilisent des écrans pour afficher des notifications, suivre l’activité physique, surveiller la santé et bien d’autres fonctions.
2. Thermostats intelligents : tels que Nest ou Ecobee, qui sont dotés d’écrans tactiles permettant aux utilisateurs de régler la température et de surveiller la consommation d’énergie.
3. Systèmes d’éclairage intelligents : Certains systèmes sont dotés d’écrans qui fournissent des informations sur l’état actuel de l’éclairage, la consommation d’énergie ou les horaires d’allumage et d’extinction.
4. Réfrigérateurs intelligents : Équipés d’écrans tactiles qui affichent le contenu du réfrigérateur, les recettes, les listes de courses ou même les calendriers familiaux.
5. Dispositifs médicaux portables : tels que les glucomètres qui indiquent le taux de sucre dans le sang en temps réel.
6. Systèmes de gestion de flotte : Utilisez les écrans embarqués pour contrôler l’itinéraire, la consommation de carburant et d’autres informations pertinentes sur le véhicule.
7. Villes intelligentes : des écrans placés aux arrêts de bus ou aux stations de métro fournissent des informations sur l’heure d’arrivée du prochain moyen de transport ou sur les conditions de circulation actuelles.
8. Bornes de recharge pour véhicules électriques : Équipées d’écrans qui informent les utilisateurs de l’état de la charge, du coût et du temps nécessaire pour une charge complète.
9. Sécurité et surveillance : les caméras de sécurité sont dotées d’écrans intégrés qui peuvent afficher des images en direct d’autres caméras du système.

Il ne s’agit là que de quelques exemples, et les possibilités d’utilisation des écrans dans l’IdO sont presque infinies, en particulier au fur et à mesure que la technologie et l’innovation se développent dans ce domaine.

Exemple d’une application industrielle d’affichage IoT

Les appareils de mesure portables dotés de la technologie IdO sont courants dans l’industrie. Ces appareils transmettent des informations aux bases de données en temps réel. Travaillant dans des lieux tels que les ateliers d’usine, ils sont exposés à divers facteurs, notamment les interférences, les chocs, les températures extrêmes ou la poussière.

Les écrans OLED tels que les modèles unicolores de la série WEO012864G de Winstar, sont idéaux pour ces applications. Ils fonctionnent à des températures allant de -40 à 80°C et offrent une excellente visibilité dans diverses conditions d’éclairage.

Lorsque des diagrammes ou des graphiques doivent être affichés, les écrans LCD-TFT peuvent être plus appropriés. Les paramètres importants sont la luminosité, les angles de vision et une large plage de température de fonctionnement. Modèle WF40ESWAA6MNN0# de Winstar répond à ces exigences.

Une protection supplémentaire est assurée en plaçant l’écran dans un boîtier très étanche tel que IP65. Un tel boîtier est totalement étanche à la poussière et partiellement étanche à l’eau conformément à la norme EN 60529.

Les écrans tout-en-un comme solution pour les applications IoT

Les panneaux de contrôle IHM (interface homme-machine) sont largement utilisés dans l’industrie. On trouve encore parfois des panneaux avec des boutons, des interrupteurs, des cadrans ou des compteurs, qui sont aujourd’hui remplacés par des solutions basées sur des écrans, y compris ceux dotés d’une fonction tactile. Ces types de panneaux de contrôle utilisent généralement des écrans LCD-TFT avec des paramètres sélectionnés de manière appropriée, qui sont ensuite recouverts de capteurs tactiles et d’un verre de protection. Les modèles idéaux pour ce type d’application sont les modules tout-en-un de 7 ou 10 pouces de la série STM32 Embedded Displays conçue par l’équipe de Riverdi. Leur résolution (1024×600 ou 1280×800), leur luminosité (au moins 800 cd/m2) et leur rapport de contraste (1000:1), ainsi que leurs angles de vision complets, garantiront une excellente lisibilité du contenu, même dans des conditions de forte luminosité (par exemple dans les halls de production). L’une des caractéristiques de la série est sa modularité, ce qui permet de proposer de nombreuses variantes avec différentes spécifications, y compris des modèles avec des panneaux tactiles et du verre de protection, entre autres. Cela signifie que de nombreuses variantes avec différentes spécifications sont disponibles sur étagère, y compris des modèles avec des panneaux tactiles et un verre de protection.

Sélection d’écrans pour les applications IoT

Lors du choix d’un écran pour un appareil ou un système IoT particulier, plusieurs facteurs clés doivent être pris en compte :

• Objectif et fonction du dispositif – quelles sont les informations à afficher ?
• Conditions de fonctionnement – intérieur, extérieur, plage de température, humidité
• Durabilité et fiabilité requises – durée de vie, résistance
• Alimentation – secteur, batterie, efficacité énergétique
• Besoins en matière d’interface utilisateur – commandes tactiles, boutons
• Coûts – budget du projet, prix d’affichage
• Esthétique – taille, forme, couleur Par exemple, dans un compteur d’énergie intelligent simple, une icône de base pour l’affichage des tarifs et des mesures est utile. Pour un compteur médical de précision, un OLED conviendrait mieux. Pour les horaires des arrêts de bus, en revanche, un e-paper économe en énergie.

Tendances en matière d’affichage pour l’IdO

Plusieurs grandes tendances se dégagent de l’évolution des écrans pour l’IdO :

• Développement d’écrans flexibles et pliables – de plus en plus populaires dans les appareils mobiles.
• Des résolutions plus élevées et une meilleure lisibilité du contenu affiché.
• Intégration tactile – les écrans deviennent en même temps l’interface utilisateur.
• Efficacité énergétique – durée de vie de la batterie plus longue, coûts d’exploitation plus faibles.
• Amélioration de la résistance aux facteurs externes – chocs, poussière, eau.
• Revêtements antireflets pour améliorer la lisibilité à la lumière du jour.

Résumé

Le choix de la bonne technologie d’affichage est crucial pour la réussite d’un projet IoT. Il doit tenir compte des exigences spécifiques de l’application. Il existe sur le marché une large gamme d’écrans LCD, OLED et EPD, dont les performances et les domaines d’application varient.

Les écrans LCD TFT fonctionneront bien dans les appareils ménagers et dans les endroits où il y a un accès à l’électricité. Les OLED gagnent en popularité en raison de leur faible consommation d’énergie et de leur capacité à être flexibles. Les écrans à cristaux liquides sont le choix idéal pour les applications alimentées par batterie. Les écrans tactiles facilitent l’interaction avec le système.

Avec la croissance rapide du marché de l’IdO, les exigences imposées aux écrans augmentent également – plus grande efficacité énergétique, meilleure qualité d’image, résistance aux conditions de fonctionnement. Pour répondre à ces tendances, il vaut la peine de se tenir au courant des nouveaux développements et de consulter un fournisseur expérimenté lors de la sélection des écrans optimaux pour les appareils IoT.