Una guida pratica dalla scelta dei componenti all'approvazione del campione
Di VANESEN | Blog tecnico | Integrazione dei display
L'integrazione del display è il processo che consiste nel combinare un display, un'interfaccia touch o una tastiera, i componenti elettronici e la struttura meccanica in un unico gruppo che si adatti all'apparecchiatura e soddisfi i requisiti concordati. Nel caso di un'interfaccia uomo-macchina (HMI) industriale, il lavoro inizia prima dell'ordinazione dei componenti e prosegue fino alla verifica dei campioni.
Uno schermo può funzionare su un banco di prova e tuttavia causare problemi all’interno di un involucro. La finestra di visualizzazione potrebbe nascondere un bordo dell’immagine, un cavo potrebbe rimanere incastrato alla chiusura del coperchio posteriore oppure la risposta al tocco potrebbe variare a seconda della struttura finale del coperchio. Esaminare queste interfacce in una fase iniziale rende la prototipazione più utile.
La presente guida illustra quali elementi definire, come interagiscono le parti principali e quali prove richiedere prima di approvare un display integrato. Essa segue l’ambito di progettazione e assemblaggio descritto in Servizio di assemblaggio di display e interfacce uomo-macchina (HMI) di VANESEN.
Inizia dall'applicazione installata
Definisci i requisiti relativi all’operatore e alle apparecchiature. L’indicazione “un touchscreen da 10 pollici” lascia in sospeso decisioni importanti: distanza di visione, spazio disponibile, connessione al sistema host, guanti, illuminazione ambientale e accesso per la manutenzione. Utilizza i seguenti punti di controllo per trasformare un’idea iniziale in un brief verificabile.
- Condizioni di visualizzazione: angolo di installazione, luce ambientale e informazioni che l’operatore deve leggere.
- Funzionamento: a mani nude, con guanti specifici, tramite tastiera e in qualsiasi condizione di utilizzo a umido richiesta.
- Installazione: apertura del pannello, punti di fissaggio, profondità consentita e accesso ai connettori.
- Ambiente: condizioni di funzionamento e stoccaggio, esposizione durante la pulizia e piano di verifica richiesto.
Adattare il gruppo ottico alla finestra di osservazione
Figura 1. Struttura semplificata dalla parte anteriore a quella posteriore. Il design effettivo del display touch determina il numero di strati e le interfacce di incollaggio.
Verificare contemporaneamente l'area attiva del display LCD, l'area sensibile al tocco e la finestra di copertura visibile. Controllare inoltre lo spessore complessivo dello stack e il suo fissaggio al telaio. La dimensione diagonale nominale non definisce queste misure.
L'incollaggio ottico è una delle fasi dell'integrazione dei display. Il materiale di incollaggio e la struttura devono essere adeguati alle superfici e all'applicazione selezionate. Per quanto riguarda i metodi di incollaggio stessi, si veda Che cos’è l’incollaggio ottico.
Considerare il video e il touch come interfacce distinte
Figura 2. Mappa delle connessioni funzionali. Le frecce indicano i percorsi principali delle informazioni video e tattili; non si tratta di uno schema completo del cablaggio.
Il percorso di visualizzazione trasmette i dati dell'immagine al display LCD. Il percorso tattile restituisce gli input dell'utente al host. La presenza di un'immagine sullo schermo non garantisce che il controller tattile, il driver del host e il sensore siano compatibili.
Verificare i codici esatti del pannello e del controller, il formato del segnale, l’assegnazione dei pin, i livelli di tensione e i requisiti temporali. Successivamente, controllare il collegamento della retroilluminazione e il metodo di controllo. Il fatto che un connettore si adatti fisicamente non garantisce la compatibilità elettrica. Texas Instruments’ Progetto di riferimento TIDA-00169 Ne è un esempio il seguente: la sua scheda di interfaccia LCD è progettata appositamente per un determinato pannello.
Verificare l'aderenza con la struttura frontale prevista
Lo spessore del rivestimento, la struttura del sensore e le condizioni operative devono essere inclusi nella recensione del touch. Quello di Microchip Discussione sul controller touchscreen spiega perché le coperture più spesse e l'utilizzo con i guanti possono compromettere la sensibilità al tocco. Le prestazioni indicate per un controller o una dimostrazione non si applicano automaticamente a un altro modello.
Verificare il sensore e il controller selezionati prima dell’installazione, quindi ripetere i controlli concordati all’interno dell’alloggiamento completato. Includere i bersagli perimetrali, i percorsi di tracciamento ed eventuali operazioni specificate con guanti o multi-touch. Registrare le impostazioni del controller utilizzate. Il nostro processo di selezione e approvvigionamento dei componenti esamina queste parti come un insieme coerente.
Progettazione dell'accoppiamento meccanico in funzione del montaggio e della manutenzione
Il telaio e l'involucro posteriore devono lasciare spazio sufficiente per i componenti effettivi e per le operazioni necessarie al loro collegamento. Verificare lo spazio per la curvatura dei cavi, l'accessibilità ai connettori, lo spazio libero per le schede e la sequenza di chiusura. Specificare in che modo è sostenuto il display e come vengono installate eventuali guarnizioni o sigilli; un disegno della sola apertura frontale non è sufficiente.
Si consideri una proposta di sostituzione dello schermo LCD con le stesse dimensioni in diagonale. Prima di accettarla, è necessario confrontare il profilo, l’area attiva, lo spessore, i punti di fissaggio, la posizione dei connettori e i requisiti elettrici. Una modifica a uno qualsiasi di questi elementi potrebbe influire sul telaio, sul cavo o sul piano di collaudo. È opportuno considerare questa operazione come una revisione del progetto, non come una semplice sostituzione nell’ambito dell’acquisto.
Utilizza la versione di prova per risolvere le questioni in sospeso
Figura 3. Flusso di lavoro suggerito per l'approvazione. Ogni fase produce le informazioni necessarie per la fase successiva.
Realizzare il campione in base a una revisione del disegno e a un elenco dei componenti ben definiti. Registrare eventuali modifiche apportate durante l'assemblaggio, quindi aggiornare i documenti approvati. In caso contrario, l'unità successiva potrebbe presentare nuovamente il problema originario anziché la versione corretta.
Per un esempio concreto delle informazioni che un acquirente può esaminare, leggi Ispezione del primo articolo HMI. Concordate quali documenti debbano accompagnare il vostro campione, invece di dare per scontato che ogni progetto utilizzi lo stesso pacchetto di ispezione.
Definire i criteri di accettazione prima del test finale
Un piano di accettazione efficace specifica cosa verrà verificato, a quali condizioni e quali sono i criteri di superamento del test. Il semplice termine “testato” non fornisce all’acquirente informazioni sufficienti. È necessario definire i seguenti elementi prima dell’approvazione del campione.
- Display e ottica: immagini di prova concordate, condizioni di visualizzazione e criteri relativi ai difetti visibili.
- Tasti e tastiera: posizioni di destinazione, percorsi di tracciamento, risposte dei tasti assegnate e modalità operative richieste.
- Adattamento meccanico: dimensioni specificate, compatibilità di montaggio, spazio libero per i cavi e chiusura dell'involucro.
- Verifica ambientale: profilo di prova, durata dell'esposizione, stato di alimentazione e controlli prima e dopo l'esposizione, ove richiesto.
Il grado di protezione contro l'ingresso di corpi estranei o qualsiasi altra certificazione si riferisce esclusivamente alla configurazione e all'ambito effettivamente sottoposti a prova. Non estenderlo a un involucro modificato o a un assemblaggio diverso senza previa verifica. Il servizio di collaudo e consegna di VANESEN descrive come vengono definiti i controlli funzionali, il collaudo finale e i documenti di consegna per ciascun progetto.
Domande frequenti sull'integrazione dei display
Il bonding ottico è necessario per ogni display?
No. Il bonding è una scelta progettuale nell’ambito del progetto di integrazione. Va deciso tenendo conto degli obiettivi ottici, della struttura del touch, della progettazione meccanica, delle esigenze di manutenzione e dei costi.
È possibile riutilizzare un LCD o un involucro già esistente?
È possibile valutarlo. Fornite il modello esatto, i disegni e le specifiche disponibili, in modo da poter verificare la compatibilità ottica, elettrica e meccanica prima di procedere alla realizzazione.
Cosa occorre inviare per una prima valutazione
Inviare la richiesta, indicando il modello da esporre o le dimensioni previste, i requisiti dell’interfaccia, il disegno di installazione, il funzionamento previsto e le quantità previste. Specificare quali requisiti sono definitivi e quali sono ancora da definire. Il sintesi del progetto di integrazione dei display aiuta a organizzare questi dati.
Discuti il tuo progetto di integrazione dei display con VANESEN
VANESEN coordina la selezione dei componenti, l'incollaggio ottico, la struttura meccanica e l'assemblaggio dell'interfaccia uomo-macchina (HMI) in base al progetto concordato. Condividete con noi il vostro disegno attuale o le vostre esigenze relative al display, in modo da poter definire la fase ingegneristica successiva e i controlli che il vostro campione dovrà superare.
Parla del tuo progetto oppure via e-mail info@vanesen.com.
3 risposte