Ein praktischer Leitfaden von der Komponentenauswahl bis zur Freigabe der Muster
Von VANESEN | Technischer Blog | Display-Integration
Unter Display-Integration versteht man den Prozess, bei dem ein Display, eine Touch-Oberfläche oder eine Tastatur, die Elektronik und die mechanische Struktur zu einer Baugruppe zusammengefügt werden, die in das Gerät passt und die vereinbarten Anforderungen erfüllt. Bei einer industriellen HMI beginnen die Arbeiten bereits vor der Bestellung der Teile und reichen bis zur Musterprüfung.
Ein Bildschirm kann auf einem Prüfstand funktionieren und dennoch Probleme im Inneren eines Gehäuses verursachen. Das Sichtfenster kann einen Bildrand verdecken, ein Kabel kann beim Schließen der hinteren Abdeckung eingeklemmt werden oder die Touch-Reaktion kann sich durch die endgültige Bauweise der Abdeckung verändern. Eine frühzeitige Überprüfung dieser Schnittstellen macht den Prototypenbau wertvoller.
In diesem Leitfaden wird erläutert, was zu definieren ist, wie die wichtigsten Komponenten zusammenwirken und welche Nachweise vor der Genehmigung einer integrierten Anzeige einzuholen sind. Er orientiert sich am in […] beschriebenen Umfang der Konstruktion und Montage. VANESENs Service für Displays und HMI-Baugruppen.
Beginnen Sie mit der installierten Anwendung
Formulieren Sie die Anforderungen in Bezug auf den Bediener und die Ausrüstung. Die Angabe “ein 10-Zoll-Touchscreen” lässt wichtige Entscheidungen offen: Betrachtungsabstand, verfügbarer Platz, Anschluss an den Host, Handschuhe, Umgebungslicht und Wartungszugang. Nutzen Sie die folgenden Prüfpunkte, um aus einer ersten Idee ein überprüfbares Konzept zu erstellen.
- Betrachtungsbedingungen: Einbauwinkel, Umgebungslicht und die Informationen, die der Bediener lesen muss.
- Bedienung: mit bloßen Fingern, mit vorgeschriebenen Handschuhen, über die Tastatur sowie unter allen erforderlichen Bedingungen für den Einsatz in feuchter Umgebung.
- Einbau: Schalttafelöffnung, Befestigungspunkte, zulässige Einbautiefe und Zugang zu den Anschlüssen.
- Umgebungsbedingungen: Betriebs- und Lagerbedingungen, Reinigungsbedingungen sowie der erforderliche Überprüfungsplan.
Passen Sie den optischen Aufbau und das Sichtfenster aneinander an
Abbildung 1. Vereinfachter Aufbau von vorne nach hinten. Die tatsächliche Touch-Konstruktion bestimmt die Anzahl der Schichten und die Verbindungsstellen.
Überprüfen Sie gemeinsam den aktiven Bereich des LCD-Displays, den Touch-Erfassungsbereich und das sichtbare Abdeckfenster. Überprüfen Sie außerdem die Gesamtdicke des Baugruppenträgers und dessen Befestigung im Rahmen. Die Nenn-Diagonale allein sagt nichts über diese Maße aus.
Das optische Verkleben ist ein Bestandteil der Display-Integration. Das Klebematerial und die Konstruktion müssen auf die ausgewählten Oberflächen und die jeweilige Anwendung abgestimmt sein. Zu den Klebeverfahren selbst siehe Was ist optisches Bonding?.
Video und Touch als separate Schnittstellen behandeln
Abbildung 2. Funktionsübersicht. Die Pfeile zeigen die wichtigsten Signalwege für Video- und Berührungsdaten; es handelt sich nicht um einen vollständigen Schaltplan.
Der Anzeigepfad überträgt Bilddaten an das LCD. Der Touch-Pfad leitet Benutzereingaben an den Host zurück. Die Anzeige eines Bildes auf dem Bildschirm ist kein Beweis dafür, dass der Touch-Controller, der Host-Treiber und der Sensor miteinander kompatibel sind.
Überprüfen Sie die genauen Teilenummern des Displays und des Controllers, das Signalformat, die Pinbelegung, die Spannungspegel und die zeitlichen Anforderungen. Überprüfen Sie anschließend den Anschluss der Hintergrundbeleuchtung und die Steuerungsmethode. Ein Stecker, der physisch passt, ist kein Beweis für elektrische Kompatibilität. Texas Instruments’ TIDA-00169 Referenzdesign Dies verdeutlicht das folgende Beispiel: Die LCD-Schnittstellenplatine ist auf ein bestimmtes Display ausgelegt.
Überprüfen Sie die Passform mit der vorgesehenen Vorderseite
Die Dicke der Abdeckung, die Bauweise des Sensors und die Betriebsbedingungen sind in der Touch-Bewertung zu berücksichtigen. Microchips Diskussion zum Touchscreen-Controller erklärt, warum dickere Schutzhüllen und die Bedienung mit Handschuhen die Berührungsempfindlichkeit beeinträchtigen können. Die für einen Controller oder eine Demonstration angegebenen Funktionen gelten nicht automatisch auch für eine andere Baugruppe.
Testen Sie den ausgewählten Sensor und die Steuerung vor der Installation und wiederholen Sie anschließend die vereinbarten Prüfungen im fertiggestellten Gehäuse. Berücksichtigen Sie dabei Randmarkierungen, Verfolgungspfade sowie gegebenenfalls festgelegte Handschuh- oder Multitouch-Funktionen. Notieren Sie die verwendeten Steuerungseinstellungen. Unsere Komponentenauswahl und Beschaffungsprozess betrachtet diese Teile als zusammenhängendes Ganzes.
Auslegung der mechanischen Passung unter Berücksichtigung von Montage und Wartung
Der Rahmen und das hintere Gehäuse müssen ausreichend Platz für die eigentlichen Bauteile und die zu ihrer Verbindung erforderlichen Arbeiten bieten. Überprüfen Sie den Biegungsspielraum der Kabel, den Zugang zu den Steckverbindern, den Freiraum für die Leiterplatten sowie die Schließreihenfolge. Legen Sie fest, wie das Display gelagert wird und wie eventuelle Dichtungen angebracht werden; eine Zeichnung der vorderen Öffnung allein reicht nicht aus.
Betrachten Sie einen vorgeschlagenen LCD-Ersatz mit derselben Diagonale. Bevor Sie diesen akzeptieren, vergleichen Sie dessen Umriss, den aktiven Bereich, die Dicke, die Befestigungspunkte, die Position der Anschlüsse und die elektrischen Anforderungen. Eine Änderung bei einem dieser Punkte kann Auswirkungen auf den Rahmen, die Verkabelung oder den Testplan haben. Betrachten Sie dies als Konstruktionsprüfung und nicht als einfache Ersatzbeschaffung.
Verwenden Sie den Beispiel-Build, um offene Fragen zu klären
Abbildung 3. Vorgeschlagener Genehmigungsablauf. In jeder Phase werden Informationen generiert, die für den nächsten Build benötigt werden.
Fertigen Sie das Muster anhand einer festgelegten Zeichnungsrevision und einer Stückliste an. Halten Sie alle während der Montage vorgenommenen Anpassungen fest und aktualisieren Sie anschließend die genehmigten Unterlagen. Andernfalls könnte das ursprüngliche Problem beim nächsten Exemplar erneut auftreten, anstatt dass die korrigierte Fertigung zum Tragen kommt.
Ein praktisches Beispiel für die Unterlagen, die ein Käufer einsehen kann, finden Sie unter HMI-Erstmusterprüfung. Vereinbaren Sie, welche Unterlagen Ihrer eigenen Probe beizufügen sind, anstatt davon auszugehen, dass für jedes Projekt dasselbe Prüfpaket verwendet wird.
Definieren Sie die Abnahmekriterien vor dem abschließenden Test
Ein sinnvoller Abnahmeplan legt fest, was unter welchen Bedingungen geprüft wird und welche Kriterien für eine erfolgreiche Abnahme gelten. Der Begriff “geprüft” allein reicht für den Käufer nicht aus. Legen Sie vor der Freigabe der Muster die folgenden Punkte fest.
- Anzeige und Optik: vereinbarte Testbilder, Betrachtungsbedingungen und Kriterien für sichtbare Mängel.
- Touch- und Tastenfeld: Zielpositionen, Verfolgungspfade, zugewiesene Tastenreaktionen und erforderliche Betriebsmodi.
- Mechanische Passform: vorgegebene Abmessungen, Kompatibilität bei der Montage, Kabelführungsraum und Gehäuseverschluss.
- Umweltprüfung: Prüfprofil, Expositionsdauer, Betriebszustand sowie gegebenenfalls Kontrollen vor und nach der Exposition.
Ein Schutzart-Prüfergebnis oder eine andere Qualifizierung bezieht sich auf die tatsächlich geprüfte Konfiguration und den tatsächlich geprüften Anwendungsbereich. Übertragen Sie diese nicht ohne Überprüfung auf ein geändertes Gehäuse oder eine andere Baugruppe. Der Test- und Lieferservice von VANESEN beschreibt, wie Funktionsprüfungen, Endabnahme und Lieferunterlagen für jedes Projekt festgelegt werden.
Häufige Fragen zur Display-Integration
Ist bei jedem Display eine optische Verklebung erforderlich?
Nein. Das Verkleben ist eine konstruktive Entscheidung im Rahmen des Integrationsprojekts. Diese Entscheidung sollte unter Berücksichtigung der optischen Ziele, der Touch-Konstruktion, der mechanischen Auslegung, der Serviceanforderungen und der Kosten getroffen werden.
Kann ein vorhandenes LCD-Display oder Gehäuse wiederverwendet werden?
Das lässt sich prüfen. Bitte legen Sie das genaue Modell, Zeichnungen und verfügbare technische Daten vor, damit die optische, elektrische und mechanische Kompatibilität geprüft werden kann, bevor wir uns zur Fertigung verpflichten.
Was sollte zur ersten Prüfung eingereicht werden?
Senden Sie uns die Anfrage, das Ausstellungsmodell oder die Zielabmessungen, die Anforderungen an die Schnittstelle, die Einbauzeichnung, den vorgesehenen Einsatzzweck und die erwarteten Stückzahlen. Geben Sie an, welche Anforderungen feststehen und welche noch offen sind. Die Projektbeschreibung zur Display-Integration hilft dabei, diese Eingaben zu ordnen.
Besprechen Sie Ihr Projekt zur Display-Integration mit VANESEN
VANESEN koordiniert die Komponentenauswahl, das optische Verkleben, die mechanische Konstruktion und die HMI-Montage auf der Grundlage des vereinbarten Designs. Teilen Sie uns Ihre aktuelle Zeichnung oder Ihre Anforderungen an das Display mit, damit wir den nächsten Entwicklungsschritt festlegen und die Prüfungen definieren können, die Ihr Muster bestehen muss.
Besprechen Sie Ihr Projekt oder per E-Mail info@vanesen.com.
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