Porównanie interfejsów LVDS i RGB w komputerach przemysłowych

Interfejsy umożliwiają przesyłanie obrazów z urządzeń dostarczających dane, takich jak komputery przemysłowe, do urządzeń prezentujących dane, np. wyświetlaczy. Bez interfejsu oba urządzenia nie mogłyby ze sobą współpracować. W dzisiejszym wpisie porównamy interfejsy LVDS i RGB. Jakie są ich największe zalety? Jakie rodzaje interfejsów można znaleźć w ofercie Unisystem? W jakich branżach znajdują one zastosowanie?

Czym jest komputer przemysłowy?

Komputery przemysłowe to wyspecjalizowane urządzenia zaprojektowane do pracy w wymagających środowiskach przemysłowych, w których zwykłe komputery nie byłyby w stanie działać niezawodnie. Konstrukcja komputerów przemysłowych jest odporna na różne czynniki, takie jak ekstremalnie niskie lub wysokie temperatury, wilgoć, kurz, wibracje czy zakłócenia elektromagnetyczne.

Komputery przemysłowe są zaprojektowane do ciągłej pracy 24/7 i posiadają komponenty klasy przemysłowej, które są bardziej wytrzymałe niż te stosowane w komputerach konsumenckich. Mogą być również przystosowane do instalacji w różnych konfiguracjach, takich jak szafy sterownicze lub bezpośrednio na liniach produkcyjnych, gdzie wymagana jest integracja z systemami sterowania maszyn. Ważną cechą komputerów przemysłowych jest również ich zdolność do pracy w czasie rzeczywistym, co pozwala na precyzyjne zarządzanie procesami produkcyjnymi.

Z tego powodu są one ważnymi komponentami w systemach automatyki przemysłowej, w których priorytetem jest niezawodność działania. W rezultacie komputery przemysłowe mogą być wykorzystywane m.in. do monitorowania procesów produkcyjnych, zbierania danych z czujników, sterowania maszynami lub robotami, kontrolowania parametrów produkcji i wspierania działania interfejsów człowiek-maszyna (HMI, Human-Machine Interface), które zapewniają płynne i wydajne procesy przemysłowe.

Interfejsy LVDS i RGB w komputerach przemysłowych

Interfejsy można podzielić na dwie grupy: rozwiązania wewnętrzne i rozwiązania zewnętrzne. W pierwszym przypadku służą one do bezpośredniego łączenia komponentów zamontowanych w tym samym urządzeniu, natomiast w drugim do łączenia dwóch oddzielnych urządzeń. Interfejsy LVDS i RGB to rozwiązania wewnętrzne.

W ostatnich latach interfejsy RGB i LVDS były najczęściej stosowane w wyświetlaczach LCD-TFT. Jeszcze kilka lat temu w instrukcjach można było przeczytać, że wybór pomiędzy interfejsami RGB i LVDS zależał od rozdzielczości LCD-TFT. W tamtym czasie interfejs RGB był zalecany dla rozdzielczości poniżej 640×480, a LVDS dla rozdzielczości powyżej 800×480. Jednak rozwój technologii zmienił te granice. Obecnie interfejs RGB jest używany dla rozdzielczości niższych niż 1280×800 px, a LVDS dla rozdzielczości wyższych niż 320×240 px. Warto wspomnieć, że nowoczesne mikroprocesory i mikrokontrolery często mają wbudowany kontroler RGB i/lub LVDS, co znacznie upraszcza implementację LCD-TFT w urządzeniach końcowych.

LVDS – co to jest? Jak działa interfejs LVDS?

Głównym zadaniem interfejsu LVDS (Low Voltage Differential Signalling) jest transmisja obrazów. Rozwiązanie to wymaga czterech par różnicowych, z których jedna służy do transmisji zegara, a pozostałe trzy do transmisji danych. Interfejs LVDS działa w trybie jednokierunkowym, przesyłając dane szeregowo, co oznacza, że bity są przesyłane jeden po drugim. Sygnały są przesyłane jako różnice napięć na przewodach, a konwersja odbywa się po stronie odbiornika. Interfejs LVDS oferuje trzy tryby synchronizacji danych – VSYNC, HSYNC i DE.

Największymi zaletami interfejsu LVDS są wysoka przepustowość, niska emisja zakłóceń elektromagnetycznych oraz możliwość przesyłania danych na duże odległości bez utraty jakości sygnału. Dodatkowo, niski poziom napięcia wykorzystywany podczas transmisji sprawia, że wspomniany interfejs jest energooszczędny. Warto wspomnieć, że interfejs LVDS jest powszechnie stosowany w konfiguracjach punkt-punkt, co umożliwia szybką i niezawodną transmisję danych pomiędzy nadajnikiem a odbiornikiem. Unisystem oferuje standardowe i wielkoformatowe wyświetlacze LCD-TFT z interfejsem LVDS.

Komputer przemysłowy z interfejsem RGB. Zasada działania interfejsu RGB

Interfejs RGB (Red Green Blue) to technologia, która przesyła dane równolegle, wykorzystując wiele przewodów jednocześnie. Każdy przewód przesyła jednobitową informację, która odpowiada za intensywność koloru czerwonego, zielonego lub niebieskiego dla każdego piksela. W zależności od wersji interfejsu, liczba przewodów może się różnić, np. wersja 24-bitowa wymaga 24 przewodów dla każdego piksela. W interfejsie RGB wykorzystywane są różne sygnały do synchronizacji wyświetlania pikseli, a także do zapewnienia poprawnej transmisji danych. Pomimo wysokiej przepustowości, która może wynosić do 1,2 Gbit/s, interfejs ten wymaga dużej liczby przewodów, co może skutkować wyższym poziomem zakłóceń elektromagnetycznych.

Interfejsy RGB obsługują pięć typów sygnałów: VSYNC, HSYNC, DO…DDX, DCLK, DE. Największymi zaletami interfejsu RGB są jego prostota, bezpośredniość transmisji danych i wysoka jakość obrazu. Ponieważ interfejs RGB przesyła dane równolegle, jest w stanie szybko dostarczyć informacje o kolorze dla każdego piksela, co skutkuje wysoką rozdzielczością i dokładnym odwzorowaniem kolorów.

Zastosowanie interfejsów LVDS i RGB w różnych gałęziach przemysłu

Zarówno interfejsy LVDS, jak i RGB są powszechnie stosowane w rozwiązaniach przemysłowych. Można je znaleźć np. w:

• w przemyśle wytwórczym, np. w sterownikach przemysłowych wspierających automatyzację procesów produkcyjnych,
• handel, np. systemy POS (Point of Sale),
• transport, gdzie są wykorzystywane w systemach informacji pasażerskiej,
• rozwiązania digital signage,
• urządzenia medyczne,
• w przemyśle motoryzacyjnym, gdzie są wykorzystywane do tworzenia systemów multimedialnych i nawigacyjnych.

Interfejsy LVDS i RGB są również wykorzystywane w elektronice użytkowej – są używane w telewizorach, monitorach, skanerach, aparatach cyfrowych i wszystkich innych urządzeniach cyfrowych i analogowych, które analizują obrazy.

Różnice w wydajności między interfejsami LVDS i RGB

Główne różnice między interfejsami LVDS i RGB w komputerach przemysłowych przedstawiono w poniższej tabeli:

Sprawdź warianty komputerów przemysłowych dostępnych w Unisystem.

Jeśli szukasz komputera przemysłowego do projektowanego urządzenia, skontaktuj się z nami – razem na pewno znajdziemy odpowiedni sprzęt, który sprawdzi się nawet w najtrudniejszych warunkach.