Monitores marinos con pantalla táctil para sistemas de control de embarcaciones

Un monitor táctil marino debe hacer algo más que mostrar datos de navegación o del equipo. Debe seguir siendo legible, sensible y mecánicamente estable aunque esté expuesto a reflejos, humedad, vibraciones, cambios de temperatura y un funcionamiento continuo.

Estas condiciones afectan a casi todos los componentes de la pantalla: el brillo del LCD, el cristal frontal, la tecnología táctil, el ensamblaje óptico, el sellado, el montaje, los conectores y la entrada de alimentación. Un monitor que funciona bien en una oficina puede resultar difícil de leer, producir toques erróneos o fallar prematuramente cuando se instala en un buque.

Por lo tanto, para los fabricantes de equipos y los integradores de sistemas, la solución adecuada depende de dónde se instale el monitor y cómo se vaya a utilizar, y no simplemente del tamaño de la pantalla o de la resolución.

Por qué los sistemas de control marítimo utilizan monitores táctiles

Los buques modernos integran la navegación, los datos del motor, las alarmas, las comunicaciones y la supervisión de los equipos en sistemas de control digitales. Una pantalla táctil permite a los operadores acceder directamente a estas funciones sin necesidad de disponer de un teclado y un ratón independientes en cada puesto.

Las aplicaciones típicas son:

• sistemas de navegación y cartografía para puentes;
• paneles de control y alarma para buques;
• interfaces del motor y de la propulsión;
• mandos de los equipos de cubierta;
• maquinaria para plataformas marinas;
• terminales de vigilancia y comunicación.

El control táctil puede reducir el espacio ocupado en el panel y facilitar el acceso a la información, pero no debe sustituir automáticamente a todos los controles físicos. Las paradas de emergencia, los comandos críticos para la seguridad y las funciones de uso frecuente pueden seguir requiriendo botones específicos, interruptores u otro método de entrada de respaldo.

La función de la pantalla táctil es ofrecer una interfaz de usuario clara y eficaz, al tiempo que se integra de forma segura en la arquitectura de control general.

Empieza por la ubicación de la instalación

“El ”uso marítimo» no se refiere a un único entorno operativo. Una pantalla situada en el interior de un puente cerrado tiene requisitos distintos a los de una instalada en una cubierta expuesta.

Lugar de instalación	Principales problemas relacionados con la pantalla
Puente cerrado	Visibilidad diurna y nocturna, bajo nivel de reflexión, rango de atenuación, compatibilidad con otros sistemas
Puente abierto o cubierta	Luz solar directa, lluvia, salitre, contacto con la humedad, sellado más resistente
Sala de máquinas	Calor, vibraciones, guantes, contaminación y funcionamiento continuo
Equipos para alta mar	Humedad, corrosión, vibraciones, legibilidad en exteriores y acceso para el mantenimiento
Consola integrada	Recorte, compresión de la junta, holgura trasera, conectores y diseño térmico

Antes de elegir la pantalla, comprueba si quedará expuesta la superficie frontal, la carcasa trasera o el monitor completo. Esto determina si basta con un sellado solo en la parte frontal o si se necesita una carcasa totalmente sellada.

Para obtener una visión general más amplia de las plataformas de visualización adecuadas, consulta nuestro pantallas industriales para sistemas marítimos.

La legibilidad a la luz del sol es algo más que un valor de brillo

La luz solar intensa y los reflejos del agua pueden hacer que una pantalla estándar se vea desvanecida. Un alto nivel de brillo ayuda, pero el brillo por sí solo no garantiza la legibilidad.

Hay que tener en cuenta el conjunto óptico completo:

• Luminancia de la pantalla LCD;
• transmitancia del sensor táctil;
• reflejo en el cristal de la cubierta;
• Tratamiento superficial AG o AR;
• unión al aire o unión óptica;
• ángulo de visión;
• el color y el contraste de la interfaz de usuario.

Una pantalla LCD con una especificación de 1.000 nits no tiene por qué ofrecer necesariamente 1.000 nits en el conjunto final de la pantalla táctil. El sensor táctil, el cristal y los recubrimientos influyen en la luz que llega al usuario. Siempre que sea posible, se debe comprobar el brillo en la superficie frontal de la pantalla montada.

La unión óptica elimina el espacio de aire entre el conjunto táctil y la pantalla LCD. Permite reducir la reflexión interna, mejorar el contraste percibido y disminuir el riesgo de condensación en dicha interfaz de unión. No aumenta el brillo nativo de la pantalla LCD ni hace que el monitor completo sea resistente al agua.

Nuestro Guía comparativa entre el encapsulado por aire y el encapsulado óptico explica estas diferencias con más detalle.

El funcionamiento nocturno también es importante. Una pantalla que resulte eficaz a la luz del día puede seguir siendo inadecuada en un puente si no se puede atenuar lo suficiente para su uso nocturno. Cuando se requiera su funcionamiento durante el día, al atardecer y por la noche, se debe evaluar el rango de atenuación útil junto con el brillo máximo.

¿Tecnología PCAP o táctil resistiva para uso marítimo?

La tecnología táctil capacitiva proyectada se utiliza ampliamente en las interfaces hombre-máquina (HMI) marinas modernas, ya que ofrece una superficie de cristal transparente, una respuesta precisa y capacidad multitáctil. Sin embargo, los ajustes estándar de la tecnología PCAP no son automáticamente adecuados para la lluvia, el agua salada o los guantes gruesos.

El agua presente en la superficie puede alterar las condiciones eléctricas que detecta el controlador táctil. Dependiendo del controlador, de su configuración y de su conexión a tierra, esto puede provocar falsos toques, el bloqueo de la entrada táctil o una menor precisión.

Por lo tanto, el diseño de un PCAP marino debería someterse a pruebas con:

• el espesor final del cristal de cobertura;
• la estructura de unión real;
• los dedos mojados y las gotas de agua;
• los guantes que utilizan los operarios;
• la carcasa metálica terminada;
• la fuente de alimentación prevista y el ordenador central.

Aumentar la sensibilidad para el manejo con guantes también puede aumentar la sensibilidad al agua o al ruido eléctrico. El ajuste correcto del firmware consiste en encontrar un equilibrio, no simplemente en seleccionar la sensibilidad más alta disponible.

La tecnología táctil resistiva sigue siendo práctica cuando los operadores utilizan guantes gruesos o un lápiz óptico. Responde a la presión en lugar de a la capacitancia del dedo, pero normalmente ofrece una menor claridad óptica y una capacidad multitáctil más limitada que la tecnología PCAP.

Requisito	Pantalla táctil PCAP	Tacto resistivo
Manejo con los dedos desnudos	Excelente	Bien
Gestos multitáctiles	Soporte	Normalmente no es necesario ni está admitido
Maniobra con guantes gruesos	Requiere validación y ajuste	En general, más fácil
Superficie mojada	Requiere el ajuste y la comprobación del controlador	Menos sensible a las interferencias capacitivas del agua
Claridad óptica	Más alto	Baja
Frente de cristal duro	Muy adecuado	Depende de la construcción

Ninguna de las dos tecnologías es siempre la mejor. La decisión debe basarse en el operario, los guantes, la exposición al agua y la interfaz del software.

Averigua qué es lo que cubre realmente el índice de protección IP

Un índice de protección IP solo se aplica a la estructura que se ha sometido a ensayo. La expresión “parte frontal IP65” suele significar que la parte frontal instalada es resistente al polvo y a los chorros de agua cuando la junta está correctamente apretada contra la carcasa del cliente. No significa que la carcasa trasera, los conectores o el monitor completo tengan un índice de protección IP65.

En el caso de un monitor montado en panel, la estanqueidad no depende únicamente del cristal:

• marco frontal o diseño de cristal de borde a borde;
• material y posición de la junta;
• abertura de instalación;
• una presión cada vez mayor;
• planitud de la carcasa;
• puntos de entrada de cables y conectores.

Un monitor instalado en una cubierta abierta puede requerir una carcasa completamente sellada y conectores impermeables. Un monitor instalado dentro de un armario de control protegido puede que solo requiera una superficie frontal sellada.

En las especificaciones y en los planos debe indicarse claramente si la clasificación se refiere a la parte delantera, a la trasera o a la carcasa completa.

La sal, la condensación y la corrosión requieren un enfoque sistémico

El agua salada no solo afecta a la superficie de la pantalla. La humedad cargada de sal puede llegar a los conectores expuestos, los tornillos, los bordes de la carcasa y las placas controladoras. Con el tiempo, esto puede provocar corrosión, señales inestables o fallos en el controlador táctil.

En función del nivel de exposición, es posible que el diseño requiera:

• material de la carcasa o tratamiento superficial resistente a la corrosión;
• elementos de fijación de acero inoxidable;
• conectores protegidos o sellados;
• materiales adecuados para juntas;
• recubrimiento conformado en determinadas placas de circuito impreso;
• cuestiones relacionadas con el drenaje o la gestión de la presión;
• unión óptica cuando existe riesgo de empañamiento interno.

La unión óptica puede eliminar el riesgo de condensación en la interfaz de la pantalla LCD unida, pero no puede impedir que la humedad penetre en una carcasa que no esté debidamente sellada.

Las vibraciones no solo afectan a la pantalla LCD

Los motores, el movimiento de la embarcación y el impacto de las olas generan una tensión mecánica continua. Una pantalla puede funcionar correctamente durante las pruebas iniciales, pero puede presentar fallos intermitentes si el montaje o las conexiones de los cables no son estables.

La revisión técnica debe incluir:

• montaje en panel o estructura de montaje VESA;
• rigidez de la carcasa;
• soporte para cristales de cubierta grandes o pesados;
• método de fijación con tornillo;
• alivio de tensión del cable;
• conectores de vídeo y de alimentación con bloqueo;
• compatibilidad interna con placas de circuito impreso y pantallas LCD;
• requisitos de vibración para la aplicación final.

Las pruebas realizadas con un monitor sueltos sobre un banco de pruebas no reproducen las condiciones mecánicas de la consola montada. Siempre que sea posible, la muestra debe evaluarse utilizando la estructura de montaje y los cables previstos.

Comprueba la alimentación, las interfaces y el ruido eléctrico

Es posible que los sistemas eléctricos marinos no proporcionen un suministro tan estable como el de un adaptador de corriente de laboratorio. Las variaciones de tensión, las cargas de conmutación y el ruido eléctrico pueden afectar a la pantalla, al controlador táctil y a la conexión de la señal.

El integrador de sistemas debe confirmar lo siguiente:

• rango nominal y admisible de entrada de corriente continua;
• si es necesario el aislamiento;
• requisitos relativos a la polaridad inversa y a las sobretensiones;
• conexión a tierra entre el monitor y la carcasa;
• Conexión HDMI, DisplayPort, DVI o VGA;
• USB, RS232 u otra interfaz táctil;
• longitud del cable y fijación del conector;
• Compatibilidad con el sistema operativo y el controlador táctil.

Una pantalla táctil PCAP que funcione correctamente con un cable USB corto puede comportarse de forma diferente tras su instalación cerca de motores, inversores, radios u otras fuentes de interferencias. Es necesario comprobar la conexión a tierra y el ajuste táctil en el sistema destinado a la producción.

Las normas marítimas deben definirse con antelación

No todas las pantallas instaladas en una embarcación requieren la misma certificación. El transporte marítimo comercial, los equipos de navegación, los sistemas en alta mar, las embarcaciones de recreo y los paneles de control no destinados a la navegación pueden seguir distintos procesos de homologación.

Entre los requisitos pueden figurar la norma IEC 60945, la norma IACS E10, la homologación de una sociedad de clasificación o normas específicas de rendimiento del ECDIS. Estos requisitos influyen en la selección de componentes, el diseño en materia de compatibilidad electromagnética (EMC), los ensayos ambientales, la documentación, el coste de desarrollo y el plazo de entrega.

Un monitor descrito como apto para un entorno marino no es automáticamente una pantalla marina certificada. Si la certificación o la homologación son obligatorias, deben determinarse antes de elaborar el presupuesto y desarrollar la muestra, y no una vez finalizado el diseño del hardware.

¿Qué se debe probar antes de la producción?

Una muestra destinada a la producción debe evaluarse en condiciones que reproduzcan la instalación definitiva del recipiente.

La revisión debería incluir:

• legibilidad al utilizar la interfaz real a la luz del día;
• brillo mínimo durante el funcionamiento nocturno;
• respuesta táctil con guantes específicos;
• comportamiento al tacto húmedo y de las gotas de agua;
• resistencia a los toques accidentales;
• rendimiento de la pantalla y de la función táctil a las temperaturas requeridas;
• funcionamiento en las condiciones de tensión previstas;
• estabilidad del conector y del cable;
• comportamiento frente a las vibraciones;
• sellado tras la instalación;
• funcionamiento continuo y comportamiento térmico.

Cualquier afirmación relativa al brillo, la protección IP, el funcionamiento con guantes, la temperatura o la resistencia a los impactos debe estar relacionada con un método de ensayo definido y con la configuración exacta del producto.

Información que hay que facilitar para un proyecto de pantalla táctil marina

Para evaluar un monitor marino a medida, el proveedor deberá recibir:

• tamaño, resolución y orientación de la pantalla;
• lugar de instalación;
• uso en interiores, en exteriores protegidos o en exteriores a la intemperie;
• planos de montaje y de recorte;
• brillo requerido y rango de regulación;
• Preferencia por la tecnología táctil PCAP o resistiva;
• requisitos relativos a los guantes y al tacto en húmedo;
• espesor del cristal de protección y tratamiento de la superficie;
• Requisito de protección IP solo en la parte frontal o con cerramiento completo;
• temperatura de funcionamiento;
• interfaces de vídeo, táctiles y de alimentación;
• normas o certificaciones exigidas;
• cantidad anual prevista y vida útil del producto.

Eagle Touch desarrolla monitores táctiles industriales a medida con brillo configurable, cristal protector, tecnología táctil, unión óptica, interfaces y estructuras de montaje. Nuestros soluciones de monitores táctiles legibles a la luz del sol están disponibles para proyectos en los que la visibilidad en exteriores sea un requisito fundamental.

Diseña el monitor teniendo en cuenta el entorno real del buque

Un monitor táctil marino fiable no se consigue simplemente añadiendo una etiqueta de «resistente al agua» a una pantalla LCD estándar. Es el resultado de adaptar el conjunto óptico, el comportamiento táctil, el sellado, la estructura mecánica, el diseño eléctrico y el plan de verificación al entorno real de la embarcación.

El punto de partida más útil no es una larga lista de especificaciones preferidas, sino una descripción clara del lugar donde se instalará la pantalla, qué debe hacer el operador con ella y qué requisitos medioambientales o de certificación debe cumplir el sistema una vez instalado.

Si estás desarrollando un sistema de control para buques, una terminal de navegación o una interfaz para equipos en alta mar, envíanos las condiciones de instalación, los planos y las especificaciones clave. El equipo de ingeniería de Eagle Touch puede evaluar si una plataforma existente, un monitor modificado o un sistema completamente solución táctil personalizada es la opción más práctica.