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Sommaire
Le rôle d’un écran dans un chargeur de véhicule électrique dépend de la conception de l’appareil, de l’éventail des fonctions qu’il prend en charge et de la manière dont les utilisateurs interagissent avec lui. Pour choisir l’écran adapté, il faut tenir compte non seulement de la taille et de la technologie de l’écran, mais aussi de l’environnement d’utilisation, notamment de la lumière ambiante, des conditions environnementales et de la fréquence d’utilisation.
Les bornes de recharge pour véhicules électriques peuvent varier considérablement tant au niveau de leur conception que de leurs fonctionnalités. D’un côté, on trouve des unités compactes installées dans les habitations, les immeubles de bureaux ou les immeubles collectifs, où l’interface peut se limiter aux informations essentielles telles que l’état de la recharge, les paramètres clés ou les messages d’erreur. À l’autre extrémité, on trouve les bornes de recharge publiques situées dans des lieux tels que les parkings de commerces et de services, les stations-service ou le long des grands axes routiers. Dans ces applications, l’écran sert souvent d’interface homme-machine (IHM) principale, guidant les utilisateurs à travers les différentes étapes du processus de recharge.
Les différentes applications imposent des exigences variées en matière de technologie d’affichage. Forts de nos nombreuses années d’expérience dans le domaine des projets de visualisation d’informations, nous vous présentons les solutions les mieux adaptées à chaque type de chargeur.
Chargeurs compacts
Dans les chargeurs compacts, l’écran n’a pas besoin de prendre en charge une interface utilisateur complexe. Son rôle peut se limiter à afficher des informations essentielles telles que l’état de l’appareil, les paramètres de charge, la durée de la session, l’énergie fournie, ainsi que des messages et des instructions destinés à l’utilisateur. Pour ce type d’application, un écran OLED monochrome peut constituer une solution efficace.
L’un des principaux avantages de la technologie OLED réside dans son principe d’auto-émission : chaque pixel génère sa propre lumière, ce qui rend superflue l’utilisation d’un rétroéclairage distinct. Cela permet d’obtenir des modules fins offrant un contraste élevé et de larges angles de vision, garantissant ainsi une excellente lisibilité des informations d’état, des symboles et des paramètres clés. Leur format compact simplifie également leur intégration au panneau avant et offre une plus grande flexibilité lors de la conception du boîtier de l’appareil.
Les modules OLED sont disponibles dans de larges plages de températures de fonctionnement, ce qui les rend adaptés aussi bien aux appareils d’intérieur qu’aux appareils d’extérieur.
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Bornes de recharge autonomes
Sur les bornes de recharge autonomes, l’écran sert souvent d’interface principale entre l’appareil et l’utilisateur. Outre l’affichage de l’état de la recharge, il peut fournir des instructions, des détails sur la session, des informations sur les tarifs et le paiement, des invites d’autorisation et des messages de diagnostic.
Lorsqu’il est nécessaire d’afficher davantage de contenu, un écran LCD TFT s’impose naturellement. La taille de l’écran doit être choisie en fonction de la quantité et du type d’informations, de la disposition de l’interface et de la manière dont les utilisateurs interagissent avec l’appareil. Un écran de 10,1 pouces peut suffire pour des interfaces homme-machine (IHM) plus simples, tandis que les formats 12,1 pouces ou 15,6 pouces offrent davantage d’espace pour une navigation complexe, du contenu supplémentaire et des éléments interactifs plus grands. Ces écrans sont également souvent associés à des panneaux tactiles capacitifs, ce qui permet d’utiliser la même surface à la fois pour afficher des informations et pour commander le chargeur.
Les installations en extérieur imposent des contraintes supplémentaires à l’IHM. L’écran LCD TFT reste l’une des technologies d’affichage les plus couramment utilisées pour ce type d’application, mais ses paramètres doivent être soigneusement adaptés à l’environnement d’exploitation. Parmi les facteurs clés figurent les conditions d’éclairage, l’exposition aux agents extérieurs, les interférences électromagnétiques et l’intensité d’utilisation.
Conditions d’éclairage
L’un des principaux défis liés à l’utilisation d’un écran LCD TFT en extérieur réside dans les fortes variations de la lumière ambiante. Un même écran peut fonctionner dans des conditions de faible luminosité le matin et le soir, puis en plein soleil pendant la journée. Le choix de l’écran doit donc tenir compte de l’ensemble des conditions d’éclairage auxquelles l’application ciblée est susceptible d’être confrontée.
La luminosité est l’un des paramètres clés. Les applications en extérieur utilisent généralement des écrans dont la luminance est d’au moins 1 000 cd/m², tandis que les emplacements exposés à la lumière directe du soleil peuvent nécessiter une luminance comprise entre 2 000 et 2 500 cd/m², voire davantage. Une luminosité élevée est essentielle pour garantir une bonne lisibilité, mais ce n’est pas le seul facteur à prendre en compte. Le contraste est tout aussi important, car il détermine la clarté avec laquelle les éléments clairs et sombres de l’image peuvent être distingués. En cas de forte lumière ambiante, un contraste insuffisant peut réduire la visibilité du texte, des icônes et des autres éléments de l’interface.
L’assemblage optique joue également un rôle important. Dans les applications exposées à un fort ensoleillement, le collage optique mérite d’être envisagé. Cette technique consiste à coller l’écran, la dalle tactile et le verre de protection sur toute leur surface à l’aide d’un matériau optique transparent. L’élimination de l’interstice d’air réduit les réflexions internes au sein du module. Des revêtements AG (anti-éblouissants) ou AR (antireflets) peuvent également être appliqués sur la surface du verre afin de minimiser les reflets. Ensemble, ces solutions contribuent à améliorer la lisibilité de l’image, en particulier dans les environnements très lumineux.
Protection contre les effets de l’exposition au soleil
Une exposition prolongée au soleil peut entraîner une élévation significative de la température de la surface de l’écran. Sur les écrans LCD TFT, ces températures élevées peuvent altérer la qualité de l’image et, dans les cas extrêmes, provoquer ce que l’on appelle un « noircissement », c’est-à-dire un assombrissement temporaire de l’image.
La technologie Hi-Tni constitue l’une des solutions utilisées dans les écrans conçus pour les emplacements fortement exposés au soleil. Elle repose sur l’utilisation de cristaux liquides présentant une température de transition de phase plus élevée, ce qui permet à la dalle de conserver ses propriétés optiques même lorsque la surface de l’écran est fortement chauffée par le rayonnement solaire.
Des couches de protection supplémentaires peuvent également être utilisées pour réduire l’impact de la lumière du soleil. Une couche anti-UV limite les effets du rayonnement ultraviolet, contribuant ainsi à protéger les matériaux optiques contre le vieillissement accéléré et la dégradation. Une couche IR réduit la transmission du rayonnement infrarouge, contribuant ainsi à limiter l’accumulation de chaleur lors d’une exposition directe au soleil.
Conditions environnementales
Les bornes de recharge autonomes fonctionnent dans des conditions environnementales variables ; la conception de l’interface homme-machine (IHM) doit donc tenir compte des variations de température, des précipitations et des contaminants présents sur le site d’installation.
Outre la chaleur générée par l’ensoleillement direct, l’appareil doit également s’adapter aux variations de température ambiante. La plage de températures de fonctionnement peut avoir une incidence tant sur l’écran que sur l’écran tactile ; les composants doivent donc être sélectionnés en conséquence. La conception thermique de l’appareil dans son ensemble revêt une importance tout aussi grande. En fonction de la charge thermique, un refroidissement passif – tel que des dissipateurs thermiques et la dissipation de la chaleur par le boîtier – ou un refroidissement actif à l’aide de ventilateurs peut s’avérer nécessaire. Le positionnement des composants et une circulation d’air adéquate jouent également un rôle important.
La pluie, la neige et les salissures de surface peuvent poser des problèmes particuliers aux écrans tactiles capacitifs. La présence d’eau ou d’autres substances sur l’écran peut perturber la mesure de la capacité, entraînant une détection tactile erronée ou ce que l’on appelle des « touches fantômes »: des activations involontaires de l’interface sans contact réel avec l’écran. L’étalonnage de l’écran tactile constitue donc une étape importante de la préparation de l’IHM en vue de son application cible. À l’aide d’un contrôleur adapté, des paramètres tels que la sensibilité et le filtrage peuvent être réglés pour tenir compte de l’épaisseur du verre de protection, des conditions d’utilisation et de la manière dont les utilisateurs interagissent avec l’appareil.
Interférences électromagnétiques
Dans les bornes de recharge pour véhicules électriques, l’écran fonctionne à proximité des composants électroniques de puissance chargés de la conversion et de la distribution d’énergie, ce qui fait de la compatibilité électromagnétique un aspect important de la conception de l’interface homme-machine (IHM).
Les interférences électromagnétiques peuvent affecter à la fois les performances de l’écran tactile et la transmission de l’image entre l’unité de commande et l’écran. Leur impact dépend non seulement de l’interface utilisée, mais également de la conception du circuit imprimé, du tracé des pistes, de la longueur des câbles, du blindage et de la conception de l’alimentation électrique. Si ces éléments ne sont pas correctement conçus, l’IHM peut présenter des symptômes tels que le scintillement de l’image, des artefacts, une perte temporaire de signal ou un fonctionnement tactile instable, y compris des activations involontaires.
C’est pourquoi l’IHM complète doit être testée dans la configuration finale de l’appareil, dans des conditions qui reflètent fidèlement son fonctionnement en situation réelle.
Utilisation intensive
Les bornes de recharge publiques sont des équipements en libre-service qui fonctionnent souvent 24 heures sur 24 et restent en service pendant de nombreuses années. Dans ce type d’application, la durabilité des composants est essentielle, en particulier pour l’écran, son rétroéclairage et les autres éléments de l’interface homme-machine (IHM). L’un des paramètres couramment utilisés pour évaluer la fiabilité est le MTBF, une mesure statistique correspondant au temps moyen entre deux pannes.
La face avant doit également résister aux contraintes physiques liées à une utilisation quotidienne. Il peut être soumis à des pressions, à des chocs accidentels ou à des tentatives délibérées d’endommager l’appareil, ce qui fait d’un verre de protection choisi avec soin un élément essentiel de la conception. Son efficacité dépend de facteurs tels que l’épaisseur du verre, la manière dont il est intégré à l’écran tactile et à l’affichage, ainsi que la conception mécanique et le montage de l’ensemble du module.
La résistance mécanique de l’écran lui-même ne doit pas être considérée comme équivalente à celle de l’appareil complet. Les performances finales dépendent de la conception de l’ensemble du panneau avant et du boîtier, du mode de fixation et de l’intégration de tous les composants.
Écrans LCD TFT Unisystem pour chargeurs de véhicules électriques
Chez Unisystem, nous avons développé nos propres gammes d’écrans LCD TFT – Lite, Core et Pro – classées en fonction de leurs applications prévues. Chaque gamme répond à un niveau différent d’exigences environnementales et opérationnelles, ce qui facilite le choix d’une solution adaptée à un projet spécifique.
En ce qui concerne les bornes de recharge autonomes pour véhicules électriques, les modèles de la gamme Pro sont particulièrement adaptés, car ils ont été développés pour des applications extérieures exigeantes. Ils sont disponibles dans des tailles de 7,0″, 10,1″, 12,1″ et 15,6″, avec une luminosité nominale de 2 000 cd/m². Ces modules sont également dotés d’une couche anti-UV, tandis que certaines variantes sont proposées avec une couche IR supplémentaire.
Les versions tactiles utilisent des écrans tactiles capacitifs associés au contrôleur ILI2520 d’ILITEK, ce qui permet de configurer les paramètres tactiles en fonction des exigences d’une application spécifique. Ces variantes offrent une luminosité minimale de 1 700 cd/m². Le collage optique est de série, tandis qu’un verre de protection de 4 mm confère au module une résistance mécanique de niveau IK08.
Cette combinaison de paramètres est parfaitement adaptée aux exigences des équipements conçus pour une utilisation en extérieur, ce qui fait de la gamme Pro une base solide pour le développement de solutions destinées à une utilisation en extérieur.
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