Kompleksowe podejście do optoelektroniki – wyświetlacze przemysłowe w ofercie Unisystemu

Nie tylko w świecie elektroniki konsumenckiej, lecz także w zastosowaniach profesjonalnych i przemysłowych wyświetlacze to dziś najważniejszy element interfejsu między człowiekiem a technologią. Tam, gdzie liczy się niezawodność i precyzyjny dobór parametrów użytkowych, Unisystem oferuje konfigurowane na indywidualne zamówienie moduły z wyświetlaczami od wiodących producentów.

Efektywne monitorowanie i obsługa procesów oraz możliwość skutecznego przeglądania lub prezentowania kluczowych danych mają szczególne znaczenie w produkcji, transporcie, medycynie, reklamie i wielu innych branżach korzystających z nowoczesnych technologii. Każde z tych zastosowań ma odmienną specyfikę, różne są też oczekiwania dotyczące nie tylko jakościowych, lecz także wytrzymałościowych parametrów danego rozwiązania wizualizującego informacje. Dobór i optymalizacja urządzenia ściśle według specyfikacji użytkownika docelowego lub wsparcie w opracowaniu modułu na miarę jego oczekiwań to misja Unisystemu – lidera w dostarczaniu kompletnych rozwiązań optoelektronicznych, projektowanych w oparciu o technologie wychodzące naprzeciw rzeczywistym potrzebom klienta.

LCD-TFT – precyzja w każdym pikselu

Przy zastosowaniu technologii LCD (ang. liquid crystal display) obraz na wyświetlaczu powstaje w procesie zmiany ustawienia ciekłych kryształów pod wpływem pola elektrycznego, co skutkuje wyświetleniem piksela. W rozwiązaniach LCD-TFT każdy subpiksel wyświetlacza jest kontrolowany przez osobny tranzystor cienkowarstwowy (ang. thin film transistor), co pozwala na uzyskanie kolorowego obrazu o jakości odpowiedniej dla precyzyjnych zastosowań w przemyśle, medycynie, transporcie i wszelkich branżach korzystających z elektronicznych nośników informacyjnych i marketingowych (ang. digital signage).

Najważniejsze parametry wyświetlaczy LCD-TFT to m.in.:

• Rozdzielczość – liczba pikseli w poziomie i w pionie. Im większa rozdzielczość, tym bardziej szczegółowy obraz.
• Jasność – natężenie światła emitowanego przez ekran mierzone w kandelach na metr kwadratowy (cd/m²). Wysoka jasność jest niezbędna w miejscach intensywnie oświetlonych.
• Kontrast – współczynnik natężenia światła między najjaśniejszym a najciemniejszym punktem na ekranie. Im wyższy współczynnik kontrastu, tym lepsza jakość obrazu.
• Kierunek obserwacji – szerokie kąty obserwacji są kluczowe w wielu aplikacjach przemysłowych. Popularne są matryce IPS, które oferują pełne kąty obserwacji.
• Temperatura pracy – istotna w zastosowaniach outdoorowych. Wyświetlacze muszą wytrzymywać skrajne temperatury od −30°C do 80°C.

Wybierając dostawcę technologii LCD-TFT, należy zwrócić uwagę na możliwość dostosowania parametrów wyświetlacza do konkretnych zastosowań lub specyfikacji projektowanego urządzenia. Unisystem, dzięki współpracy z wiodącymi producentami, takimi jak Winstar, Litemax, Innolux, AUO, BOE czy polska firma Riverdi, oferuje nie tylko szeroki wachlarz gotowych rozwiązań, lecz także bogate możliwości personalizacji parametrów wyświetlacza – od rozdzielczości przez jasność i kontrast aż po kierunek obserwacji czy temperaturę pracy.

OLED – i wszystko jasne

OLED (ang. organic light emitting diode) to wykonane ze związków organicznych diody emitujące światło pod wpływem prądu elektrycznego. W zastosowaniach konsumenckich wykonane z nich wyświetlacze są synonimem obrazu najwyższej jakości oraz umożliwiają konstruowanie bardzo cienkich urządzeń, ponieważ w przeciwieństwie do ciekłych kryształów diody OLED nie potrzebują osobnego panelu podświetlającego.

W przemyśle, w tym w urządzeniach medycznych, technologia OLED znajduje zastosowanie ze względu na swoją energooszczędność, niezawodność i trwałość. Przemysłowe, przeważnie monochromatyczne wyświetlacze OLED, podobnie jak ich kolorowe konsumenckie odpowiedniki, oferują wysoką jasność i kontrast oraz szerokie kąty obserwacji, dzięki czemu prezentowane informacje są czytelne w każdych warunkach. Odznaczają się również szybkim czasem reakcji, mogą pracować w rozległym zakresie temperatur oraz są lekkie i cienkie, co sprawia, że doskonale sprawdzają się w sprzętach mobilnych, również w urządzeniach pomiarowych obsługiwanych w trudnych warunkach.

Wyświetlacze OLED dzielą się na graficzne i alfanumeryczne. Te pierwsze pozwalają na przedstawianie skomplikowanych obrazów i coraz częściej pojawiają się chociażby w smartfonach, tabletach czy laptopach. Wyświetlacze alfanumeryczne służą głównie do prezentowania tekstu i prostych ikon, dlatego spotyka się je w profesjonalnych panelach kontrolnych, w tym panelach z interfejsem dotykowym. Głównym dostawcą wyświetlaczy OLED dla Unisystemu jest firma Winstar.

Dodatkowe parametry to:

• Kolory – w zastosowaniach przemysłowych dominują monochromatyczne wyświetlacze OLED, jednak dostępne są również warianty łączące różne barwy.
• Typy modułów – COG (Chip-on-Glass), COB (Chip-on-Board), COF (Chip-on-Film), różniące się umiejscowieniem kontrolera.
• Interfejsy – popularne interfejsy to 6800, 8080, CAN, I2C, SPI.
• Napięcie zasilające – najczęściej 3 V, 3.3 V, 5 V.
• Zakresy temperatur pracy – od −40°C do 80°C.

Monochromatyczne LCM (mono LCM LCD) – prosto do celu

Winstar to główny partner Unisystemu również w zakresie rozwiązań LCM LCD, czyli modułów ciekłokrystalicznych (ang. liquid crystal module) złożonych z wyświetlacza LCD oraz dodatkowych elementów, takich jak podświetlenie, matryca przetworników czy kontroler. Urządzenia te nadają się do wizualizacji krótkich komunikatów. Podobnie jak wyświetlacze OLED dzielą się na graficzne i alfanumeryczne, ale w przeciwieństwie do nich oferują ograniczone kąty obserwacji. Ten ostatni parametr trzeba więc dobierać, mając na uwadze sposób korzystania z urządzenia docelowego.

Wybierając wyświetlacz LCM, należy zwrócić uwagę na:

• Kolor treści i tła – jasne treści na ciemnym tle (lub odwrotnie) zapewniają doskonałą czytelność.
• Kierunek obserwacji – ograniczone kąty obserwacji na godzinę 12:00 lub 6:00.
• Typ modułu – COB (kontroler na płytce PCB) lub COG (kontroler na szkle wyświetlacza).
• Typy matryc – STN, FSTN, FFSTN, różniące się jakością obrazu.
• Typ polaryzatora – refleksyjny, transmisyjny, transfleksyjny.
• Temperatura pracy – zwykle od −20°C do 70°C.
• Układ kompensacji temperaturowej – ważny w aplikacjach narażonych na skokowe zmiany temperatur.
• Wbudowany generator napięcia ujemnego – poprawia regulację kontrastu.

Główną zaletą rozwiązań LCM LCD jest prostota, a co za tym idzie stosunkowo niskie koszty pozyskania i eksploatacji. Nieskomplikowana konstrukcja zapewnia też niezawodność w trudnych warunkach. Z kolei dzięki niskiemu zapotrzebowaniu na energię moduły LCM LCD są optymalne w zastosowaniach przenośnych, takich jak zasilane bateryjnie przemysłowe lub medyczne urządzenia pomiarowe.

E-papier (EPD) – jak czarno na białym

Choć EPD (ang. electronic paper display) jest technologią kojarzoną przede wszystkim z czytnikami e-booków, to obecnie znajduje ona coraz szersze zastosowanie profesjonalne w licznych branżach, zwłaszcza w transporcie (rozkłady jazdy), handlu (etykiety cenowe) i marketingu (nośniki reklamowe). Oparte na tej technologii wyświetlacze spotyka się również w urządzeniach medycznych. Zasadą działania e-papieru jest zjawisko elektroforezy. Złożone z mieszaniny oleju i wody komórki wyświetlacza zawierają cząstki z pigmentem, które pod wpływem energii elektrycznej ulegają odwracalnej manipulacji, tworząc pożądany obraz. Utrzymuje się on bez zasilania (tylko zmiana obrazu generuje zapotrzebowanie na prąd), dzięki czemu e-papier jest niezwykle energooszczędny i świetnie sprawdza się w urządzeniach zasilanych bateryjnie. Wyświetlacze EPD oferują również doskonałą czytelność i wysoki kontrast, pod warunkiem że korzysta się z nich przy dobrym oświetleniu. E Ink i DKE to zaufani dostawcy rozwiązań EPD dla Unisystemu, w którego ofercie znaleźć można nie tylko monochromatyczne, lecz także barwne warianty wyświetlaczy e-papierowych.

Wybierając wyświetlacz EPD należy wziąć pod uwagę:

• DPI – liczba pikseli na cal ekranu, wpływająca na rozdzielczość obrazu.
• Interfejsy – SPI, USB to najpopularniejsze interfejsy w wyświetlaczach e-papierowych.
• Zakresy temperatur pracy – zwykle od 0°C do 50°C.

Monitory przemysłowe – szerokie ramy możliwości

Wyświetlacz LCD-TFT w zastosowaniu profesjonalnym potrzebuje obudowy dostosowanej do warunków jego użytkowania i sposobu montażu w miejscu docelowym. Musi też nie tylko zapewniać oczekiwane parametry w zakresie rozdzielczości, jasności i kontrastu, lecz także spełniać wyśrubowane normy wytrzymałościowe. Bezawaryjność przy eksploatacji, intuicyjny i niezawodny interfejs, pełne kąty obserwacji, wysoka jasność i kontrast oraz odporność na pył, wodę, wstrząsy czy ekstremalne temperatury to kluczowe cechy dobrego monitora przemysłowego w zakładzie produkcyjnym, na poligonie wojskowym, w szpitalu czy ambulansie, a także w zastosowaniach informacyjnych i reklamowych z zakresu digital signage. Liderem w obszarze rozwiązań o takiej charakterystyce jest Litemax, główny dostawca monitorów przemysłowych dla Unisystemu.

Wybierając monitor przemysłowy należy zwrócić uwagę na:

• Jasność – optymalna dla warunków oświetleniowych, od 600 do 4500 cd/m².
• Kontrast – stosunek jasności białego do czarnego punktu, od 400:1 do 10000:1.
• Kierunek obserwacji – pełne kąty obserwacji są standardem (89°/89°/89°/89°).
• Zakres temperatur pracy – od −20°C do 70°C.
• Interfejsy – LVDS, VGA, DP, DVI, HDMI, USB, Vx1.

Komputery przemysłowe – wizja pod kontrolą

Za systemem wizualizowania danych zwykle kryje się mózg całej operacji, czyli komputer przemysłowy kontrolujący procesy przez 24 godziny na dobę i siedem dni w tygodniu. Wybierając dostawcę tego rodzaju urządzeń, dobrze jest zwrócić uwagę na to, czy dysponuje on sprzętem o parametrach odpowiednich do planowanego sposobu użytkowania. Unisystem oferuje kompaktowe i ekonomiczne komputery jednopłytkowe (SBC) do prostych zastosowań przemysłowych, komputery modułowe (COM), które można łatwo serwisować, rozbudowywać i modernizować, komputery przemysłowe w obudowach odpornych na eksploatację w każdych warunkach, wytrzymałe carrier boardy wyposażone w bogate zestawy złącz i interfejsów, a także wydajne i energooszczędne komputery panelowe ze zintegrowanym wyświetlaczem i panelem dotykowym (HMI, ang. human-machine interface), które umożliwiają wygodne i precyzyjne sterowanie procesami przemysłowymi.

Panele dotykowe – wszystko w twoich rękach

Wyświetlacz z panelem dotykowym to kolejne rozwiązanie dobrze znane z rynku elektroniki konsumenckiej. Jest również popularne w zastosowaniach profesjonalnych, gdzie oferuje wygodny interfejs dla urządzeń stacjonarnych i mobilnych stosowanych w produkcji, transporcie, medycynie i wielu innych branżach. Istotne znaczenie ma dobór panelu o odpowiedniej funkcjonalności, najlepiej z opcją personalizacji takich parametrów jak grubość szkła i powłoka (np. powłoka zapobiegająca refleksom świetlnym, przyleganiu tłustych zanieczyszczeń czy namnażaniu się drobnoustrojów). Oferta Unisystemu obejmuje panele dotykowe od producenta ATM w wariantach pojemnościowym (CTP) i rezystancyjnym (RTP).

Dodatkowe opcje:

• Tryb water rejection – prawidłowe działanie panelu przy obecności wody na powierzchni.
• Tryb palm rejection – prawidłowe działanie panelu przy dotyku większych obiektów.
• Funkcje noise detection lub frequency hopping – dostosowanie działania modułu do warunków środowiskowych.

Przy wyborze dostawcy paneli dotykowych warto przejrzeć jego ofertę akcesoriów, które zapewnią efektywne wykorzystanie i konserwację planowanych systemów wyświetlania, a szczególnie sprawdzić dostępność złączy ZIF, taśm EPC, kontrolerów i innych elementów niezbędnych do integracji paneli dotykowych z pozostałymi komponentami projektowanego rozwiązania.

Unisystem – sprawdzony ekspert od optoelektroniki Podczas gdy jeden użytkownik potrzebuje systemu oferującego szerokie możliwości graficznej prezentacji danych w czasie rzeczywistym, inny szuka prostych, mobilnych rozwiązań o dużej wytrzymałości na niesprzyjające warunki atmosferyczne lub ekstremalne temperatury. Dzięki niemal trzem dekadom doświadczenia w budowaniu relacji biznesowych z wiodącymi producentami komponentów optoelektronicznych oraz pasji do rozwijania i implementacji najnowszych osiągnięć techniki Unisystem oferuje swoim partnerom kompleksową obsługę w zakresie projektowanych na zamówienie modułów do niezawodnego wizualizowania informacji.