Come scegliere un monitor industriale per apparecchiature OEM

Un monitor industriale dovrebbe essere specificato come parte integrante della macchina, non come accessorio da scrivania. Un monitor può avere le giuste dimensioni dello schermo e la giusta luminosità, ma comunque non essere adatto al progetto perché i fori di montaggio non corrispondono, i connettori sono ostruiti o non si avvia correttamente con il computer host.

Per un progetto OEM, occorre partire dall’involucro, dal sistema host e dall’ambiente di lavoro. Successivamente, occorre definire il display, il touch, le interfacce e la protezione in base a tali condizioni. Il campione deve essere testato nell’apparecchiatura finita prima che il progetto venga approvato per la produzione.

Per prima cosa, verifica di cosa hai bisogno

I termini “LCD”, “display”, “touch screen” e “monitor” vengono spesso utilizzati per indicare prodotti diversi. Definire innanzitutto i confini del prodotto evita di ricevere preventivi relativi al componente sbagliato.

Prodotto	Cosa comprende	Adatto quando
Pannello LCD	TFT-LCD e retroilluminazione	Ti occuperai della progettazione del controller, della struttura e dell'integrazione
Gruppo display	LCD con pannello touch opzionale, vetro di protezione e incollaggio	Il sistema dispone già di componenti elettronici di visualizzazione adeguati
Monitor industriale	LCD, scheda di controllo, ingressi video, circuito di alimentazione e struttura di montaggio	Il segnale video viene fornito da un PC esterno o da un controller integrato
PC industriale a pannello	Schermo, touch screen e computer in un unico dispositivo	L'HMI deve inoltre eseguire il software localmente

Se il computer e lo schermo devono essere integrati, un PC industriale a pannello potrebbe essere la soluzione architettonica migliore. Se l’apparecchiatura dispone già di un computer o di un controller integrato, un dispositivo separato monitor industriale di norma garantisce una sostituzione più semplice e una maggiore libertà di aggiornare il computer in un secondo momento.

Inizia dal disegno tecnico

Verificate l'adattamento meccanico prima di scegliere le funzionalità opzionali. Modificare l'apertura di un armadio dopo la realizzazione degli stampi è molto più difficile che adattare il monitor durante la fase di progettazione.

Verificare le seguenti dimensioni sui disegni del monitor e dell'involucro:

• larghezza, altezza e profondità complessive;
• Area attiva e area visibile dello schermo LCD;
• ritaglio del mobile e sovrapposizione del vetro di copertura;
• posizione dei fori di montaggio, dimensione delle viti e orientamento della staffa;
• spazio dietro il monitor per schede, cavi e ventilazione;
• posizione del connettore e direzione di uscita del cavo;
• raggio di curvatura del cavo e distanza dalla parete dell'armadio;
• guarnizione anteriore o superficie di tenuta;
• direzione da cui verrà installato e rimosso il monitor.

Un monitor a telaio aperto viene solitamente fissato dietro il pannello frontale del cliente. Un monitor con montaggio a pannello si inserisce in un’apertura dell’armadio. Un monitor VESA è compatibile con un braccio meccanico o una staffa posteriore, ma lo standard VESA da solo non garantisce che l’involucro e i cavi siano compatibili.

Non basare la scelta di un modello esclusivamente sulla diagonale dello schermo. Due monitor da 15,6 pollici possono avere la stessa risoluzione LCD pur presentando dimensioni del vetro, profondità di montaggio e posizione dei connettori diverse.

Adattare il monitor al sistema host

I percorsi relativi al display, al touch e all'alimentazione devono essere verificati separatamente. L'utilizzo di un unico tipo di connettore non garantisce la completa compatibilità.

Video

Annotare il modello dell’host, l’uscita, la risoluzione nativa, l’orientamento e la lunghezza del cavo. HDMI e DisplayPort sono ingressi esterni comuni; VGA o DVI potrebbero rimanere le soluzioni più adatte per le apparecchiature esistenti. LVDS ed eDP sono normalmente interfacce interne del pannello.

Utilizzate l'uscita nativa dell'host, ove possibile. I convertitori comportano un ulteriore dispositivo, una connessione e una sequenza di avvio da verificare. Il nostro Guida a HDMI, DisplayPort e USB-C spiega in quali casi è opportuno utilizzare ciascuna interfaccia.

Verificare la risoluzione nativa, il ridimensionamento, la rotazione in modalità verticale, l’avvio a freddo, l’accensione simultanea, il comportamento in modalità sospensione/riattivazione e il ripristino dopo aver ricollegato il cavo video. Questi controlli possono evidenziare problemi relativi all’EDID, all’hot-plug o all’inizializzazione del controller che potrebbero sfuggire durante un rapido test su banco.

Toccare

L'interfaccia USB HID è quella più comune quando il sistema operativo la supporta senza bisogno di un driver specifico; i sistemi meno recenti potrebbero richiedere l'interfaccia RS232. Verificare il sistema operativo, l'interfaccia, la lunghezza del cavo e il connettore prima di scegliere il controller.

La tecnologia touch dovrebbe adeguarsi al metodo di input effettivo. La tecnologia PCAP è comunemente utilizzata per frontali in vetro sigillato e interfacce multi-touch. Il touch resistivo rimane utile quando è richiesto un input tramite pressione con uno stilo o un guanto non conduttivo. Nessuna delle due tecnologie è universalmente migliore dell’altra e il prezzo dipende dalla configurazione complessiva piuttosto che dal solo principio di funzionamento del touch. Consulta la nostra Confronto tra touchscreen PCAP e resistivi per il testo completo della decisione.

Potenza

Specificare la tensione disponibile. A seconda del modello, un monitor può funzionare a 12 V CC, 24 V CC, 12–24 V CC oppure, in opzione, con un circuito ad ampio intervallo di tensione in ingresso, ad esempio 9–36 V CC.

Verificare la variazione di tensione, la potenza massima, la corrente di avviamento, i connettori e la messa a terra. Se la macchina condivide l'alimentazione con motori o relè, eseguire il test con quel sistema anziché utilizzare solo un adattatore da laboratorio.

Trasformare l'ambiente di lavoro in specifiche

“I termini ”interno“ e ”esterno” non costituiscono specifiche complete. Definire le condizioni a cui sarà effettivamente sottoposta l’attrezzatura una volta assemblata.

Condizioni di utilizzo	Cosa verificare
Area interna controllata	Luce ambientale, ciclo di lavoro e temperatura normale di funzionamento
Piano di produzione luminoso	Luminanza richiesta, riflessi e direzione di osservazione
Luce solare diretta o parziale	Luminosità, incollaggio ottico, trattamento superficiale, carico solare e temperatura dell'involucro
Polvere o sporadiche tracce d’acqua	Guarnizione anteriore installata e direzione di esposizione
Area di lavaggio	Pressione dell'acqua, distanza, direzione, sostanze chimiche e perimetro di tenuta completo
Funzionamento dei guanti	Materiale effettivo del guanto, spessore e gesti richiesti
Funzionamento a umido	Se sia meglio ignorare le goccioline, accettare un dito bagnato o evitare il contatto
Attrezzature pubbliche	Struttura con vetro di copertura e requisiti di resistenza agli urti verificati
Armadio sigillato	Temperatura interna alla massima luminosità e alla temperatura ambiente più sfavorevole
Vibrazioni	Rigidità di montaggio, fissaggio dei cavi e ritenzione dei connettori

La luminosità è solo uno degli aspetti che determinano la leggibilità. I riflessi causati dal vetro di protezione e dallo spazio d’aria possono rendere poco nitido uno schermo LCD anche molto luminoso. L’incollaggio ottico riduce i riflessi interni, ma comporta un aumento dei costi e requisiti di lavorazione più complessi. Vedi incollaggio ad aria vs incollaggio ottico per un confronto mirato.

La temperatura nominale deve riferirsi al monitor nella sua interezza, non solo al pannello LCD. La retroilluminazione, la scheda di controllo, il controller touch, il materiale di incollaggio e il circuito di alimentazione devono tutti rientrare nell’intervallo richiesto. Nel caso di un monitor ad alta luminosità all’interno di un armadio sigillato per uso esterno, è necessario valutare congiuntamente il riscaldamento solare e il calore generato internamente.

Definire chiaramente i concetti di “tocco”, “vetro” e “protezione”

Per un monitor touchscreen, specificare in che modo l'operatore lo utilizzerà:

• dito nudo, guanto, stilo o una combinazione di questi;
• tipo di guanto e spessore massimo;
• gesti single-touch o multi-touch;
• uso a secco, gocce occasionali o esposizione continua all'acqua;
• spessore del vetro di copertura e bordo stampato;
• trattamento superficiale richiesto;
• installazione dietro o attraverso il pannello frontale del cliente.

Le prestazioni dei guanti in PCAP e la sensibilità al tocco con le mani bagnate dipendono dal sensore, dal controller, dal firmware, dal vetro, dall’incollaggio, dalla messa a terra e dall’involucro finale. Un’affermazione del tipo “compatibile con i guanti” non è sufficiente; è necessario testare effettivamente il guanto e la macchina finita.

Anche i gradi di protezione devono avere un limite ben definito. Molti monitor da incasso garantiscono la protezione IP frontale solo se installati correttamente con la guarnizione e la forza di serraggio specificate. Ciò non significa che i componenti elettronici posteriori o l’intero armadio del cliente abbiano lo stesso grado di protezione. Il nostro Guida ai touch screen industriali impermeabili spiega la differenza tra tenuta frontale, protezione completa dell'involucro e comportamento al contatto con l'umidità.

Lo spessore del vetro di copertura da solo non è sufficiente a determinare un grado di resistenza agli urti (IK). Se è richiesta la resistenza agli urti, definire il grado desiderato e la configurazione da sottoporre a prova, compresi il vetro, l’incollaggio, il supporto del telaio e il gruppo montato.

Piano di assistenza e produzione in serie

Le apparecchiature OEM possono rimanere in produzione per anni, mentre i pannelli LCD, le schede di controllo e i componenti touch vengono sostituiti più rapidamente.

Prima di iniziare la produzione, concordare quanto segue:

• il disegno approvato e il campione di riferimento;
• Modifiche al display LCD, al controller touch e alla scheda di visualizzazione;
• versione del firmware in cui è prevista la regolazione tramite touchscreen;
• ricambi idonei e procedura di riconvalida;
• avviso prima di una modifica alla forma, alla vestibilità o alla funzionalità;
• compatibilità di cavi, connettori e sistemi di montaggio;
• quantità annuale prevista e periodo di produzione;
• requisiti relativi alle unità di riserva o all'ultimo acquisto;
• accesso per la rimozione e la sostituzione sul campo.

La fornitura a lungo termine non implica necessariamente che un modello di LCD rimanga immutato. L'obiettivo è quello di gestire le modifiche e garantire il mantenimento delle prestazioni meccaniche, elettriche e ottiche concordate.

Testare il campione sull'apparecchiatura definitiva

Un campione dovrebbe essere installato nell'armadio vero e proprio e collegato all'host, all'alimentatore e ai cavi previsti. Effettuare i test solo su un banco di prova aperto può portare a trascurare eventuali problemi relativi alla dissipazione termica, alla messa a terra, alle interferenze elettromagnetiche e al montaggio.

Test	Cosa verificare
Adattamento meccanico	Ritaglio, profondità, fori, sovrapposizione del vetro e spazio libero per i cavi
Video	Risoluzione nativa, ridimensionamento, orientamento e stabilità dell'immagine
Startup	Avvio a freddo, accensione simultanea, riavvio e ripristino del segnale
Toccare	Precisione, contorni, gesti, guanto, utilizzo in condizioni di umidità e risposta dopo il riavvio
Potenza	Ingresso normale, variazione di tensione consentita e cicli ripetuti
Termico	Armadio chiuso, luminosità massima e temperatura ambiente peggiore prevista
Ottica	Illuminazione reale, riflessi, angolo di visione e utilizzo in modalità ritratto, se necessario
Ambiente elettrico	Alimentazione finale, messa a terra, cavi e fonti di rumore nelle vicinanze
Sigillatura	Struttura anteriore installata, compressione della guarnizione e direzione di esposizione
Servizio	Accesso ai connettori e rimozione senza danneggiare le parti circostanti
Funzionamento prolungato	Prestazioni stabili in termini di immagine e reattività al tocco per l'intero ciclo di funzionamento previsto

Se un progetto richiede test normativi o ambientali, è necessario concordare lo standard di prova, la configurazione del campione e i criteri di superamento prima dell'avvio della produzione. La dicitura “di livello industriale” non sostituisce i requisiti documentati.

Cosa inviare per ottenere un preventivo accurato

Una richiesta di preventivo ben strutturata elimina le ipotesi che incidono sulla realizzazione e sui costi.

Si prega di fornire:

• dimensioni e risoluzione dello schermo di destinazione;
• disegno dell'involucro, apertura o spazio massimo disponibile;
• metodo di montaggio;
• modello host e uscita video;
• metodo di interazione, interfaccia e sistema operativo;
• in ambienti interni, semi-esterni o esterni;
• temperatura ambiente e ciclo di funzionamento;
• requisiti di luminosità e visualizzazione;
• vetro di copertura, requisiti di incollaggio o di trattamento superficiale;
• requisiti di protezione frontale o a involucro completo;
• potenza in ingresso disponibile;
• certificazioni o esami richiesti;
• quantità del campione, volume annuo e durata prevista della produzione.

È utile allegare delle foto del mobile, del monitor già presente e della zona dei connettori. Se alcune specifiche non sono ancora definite, indica l’applicazione e le priorità piuttosto che selezionare in anticipo tutte le opzioni.

Domande frequenti

È opportuno progettare l'involucro prima di scegliere il monitor industriale?

Devono essere progettati insieme. Se il mobile è fisso, indicare l’apertura, le dimensioni massime, la profondità e i limiti di spazio libero per i connettori.

Un PC panel industriale è intercambiabile con un monitor industriale?

No. Un panel PC integra al suo interno il computer ed esegue l’applicazione. Un monitor riceve il segnale video da un host separato.

Come va approvata una campionatura personalizzata di monitor?

Testarlo su un'apparecchiatura rappresentativa, utilizzando l'host, l'alimentatore, i cavi, l'involucro e il software previsti. Registrare lo schema approvato, la revisione dell'hardware e il firmware.

È possibile che il pannello LCD cambi nel corso di un programma OEM di lunga durata?

Sì. Concordare la notifica delle modifiche, le alternative approvate e i test necessari per verificare la forma, l’adattabilità e il funzionamento prima di utilizzare un ricambio.

Controllo finale prima del campionamento

Il momento migliore per risolvere un problema relativo a un monitor industriale è prima che la progettazione dell'involucro e del display venga definita in via definitiva. Verificare innanzitutto il disegno tecnico, quindi l'unità principale, le interfacce, l'alimentazione, le condizioni ambientali e il piano di manutenzione. Una volta che il campione è disponibile, verificare l'assemblaggio completo anziché limitarsi al solo monitor.

Per un nuovo progetto, inviate a Eagle Touch il disegno del vostro armadio, l’interfaccia host, l’ambiente operativo e la quantità stimata. Possiamo esaminare il monitor industriale configurazione prima del campionamento e identificare i punti che devono essere sottoposti a collaudo sull’apparecchiatura finita.