Ontwerp van industriële displays op maat: van vereisten tot productie

Een op maat gemaakt ontwerp voor een industrieel beeldscherm is zinvol wanneer een standaard industrieel beeldscherm niet voldoet aan de eisen die aan de installatie, bediening of onderhoud van de apparatuur worden gesteld. Dit kan bijvoorbeeld betekenen dat er een ander afdekglas nodig is, dat de bevestigingsbeugels moeten worden aangepast of dat er een complete beeldschermconstructie moet worden gebouwd rond het hostsysteem.

Begin met vast te stellen wat het standaardproduct niet kan. Dat bepaalt de omvang van de ontwikkeling, de benodigde tests en of maatwerk de kosten waard is. Een monitor die al aan de eisen voldoet, hoeft wellicht alleen nog maar getest te worden bij de installatie en hoeft niet opnieuw ontworpen te worden.

Wanneer moet een industrieel beeldscherm op maat worden gemaakt?

De schermgrootte is zelden de enige beperking. Een beeldscherm kan weliswaar de juiste diagonaal en resolutie hebben, maar toch ongeschikt zijn voor het uiteindelijke apparaat.

Veelvoorkomende redenen om aanpassingen door te voeren zijn onder meer:

• Mechanische afwijking: de behuizing, de bevestigingspunten of de diepte aan de achterzijde passen niet bij de apparatuur.
• Verbindingsproblemen: als de connectoren een obstakel tegenkomen, de kabels niet veilig kunnen buigen of het hostapparaat een andere ingang nodig heeft.
• Onbetrouwbare werking: De prestaties kunnen variëren afhankelijk van het gebruikte glas, handschoenen, de aarding of de elektrische omgeving.
• Slechte zichtbaarheid na installatie: door reflecties of de temperatuur in de behuizing voldoet het scherm niet aan de kijkvereisten.
• Moeilijk te onderhouden: Om het display te vervangen, moet apparatuur worden gedemonteerd die daar niets mee te maken heeft.

Beschrijf het probleem voordat je de oplossing aangeeft. “De HDMI-kabel zit in de weg bij de kastdeur” geeft de leverancier een nuttige ontwerpbeperking. “We hebben een volledig op maat gemaakte monitor nodig” geeft niet aan wat er precies moet veranderen.

Vergelijk de beschikbare industriële beeldschermen rekening houden met deze beperkingen voordat we met de ontwikkeling beginnen.

Kies het juiste aanpassingsniveau

Voor een op maat gemaakte monitor is niet per se een nieuw ontwikkeld LCD-scherm nodig. Bij veel projecten wordt gebruikgemaakt van een bestaand industrieel LCD-scherm en een bestaande controller, waarbij aanpassingen worden aangebracht aan de aanraakmodule, de mechanica of de aansluitingen.

Aanpak	Als het past	Wat moet worden bevestigd?
Standaard industriële monitor	Een bestaand model voldoet aan de essentiële eisen.	Installatie, compatibiliteit met de host en werking in de apparatuur.
Aangepaste standaardmonitor	Wijzigingen blijven beperkt tot onderdelen zoals glas, beugels, kabels of de configuratie.	Welke bestaande specificaties blijven geldig en wat moet opnieuw worden getest?.
Op maat gemaakte display-assemblage	Er moet gezamenlijk een oplossing worden gevonden voor verschillende mechanische, optische of elektrische vereisten.	Omvang van het ontwikkelingsproject, verantwoordelijkheden, engineeringkosten en opleveringscriteria.

Een monitor die bijvoorbeeld wel in een bestaande kast past, maar waarvan de aansluitingen niet bereikbaar zijn, heeft wellicht alleen een aangepaste aansluitopstelling nodig. Het tegelijkertijd vervangen van het LCD-scherm, de aanraaksensor en de behuizing zou extra werk met zich meebrengen zonder dat het resultaat daardoor per se beter wordt.

Spreek ook af welk product wordt geleverd: een LCD- en aanraakmodule, een complete monitor met video- en voedingsaansluitingen, of een panel-pc met ingebouwde rekenkracht. Dit brengt verschillende verantwoordelijkheden op het gebied van integratie met zich mee.

Bepaal de apparatuurvereisten voordat met het ontwerp wordt begonnen

Een nuttige eis beschrijft de omstandigheden waaronder het beeldscherm moet functioneren en hoe wordt gecontroleerd of dit lukt. Maak een onderscheid tussen vaste beperkingen en voorkeuren, zodat de leverancier weet waar alternatieven mogelijk zijn.

Vereiste	Te verstrekken informatie
Installatie	Deuropening, beschikbare diepte, bevestigingspunten, ruimte voor aansluitingen en verwijderingsrichting.
Weergave en bediening	Weergegeven inhoud, kijkafstand, oriëntatie, handschoenen en verwachte blootstelling aan water.
Verbinding met de host	Hostmodel, video-uitgang, aanraakinterface, ingangsspanning en kabelopstelling.
Omgevingsomstandigheden	Verlichting, temperatuur in de apparatuur, stof, vocht, trillingen en elektrische belasting in de directe omgeving.
Productie	Aantal prototypes, verwachte jaarlijkse vraag, goedkeuringsschema en beoogde levensduur.

Een schets van de behuizing en een beschrijving van het onopgeloste probleem zijn vaak voldoende voor een eerste bespreking. Ontbrekende vereisten moeten worden vastgelegd als te bespreken punten voordat tekeningen en onderdelen worden goedgekeurd.

Bij vervangingsprojecten dient u het bestaande model en de bijbehorende documentatie mee te sturen. Het feit dat de schermdiagonaal overeenkomt, betekent niet dat het apparaat mechanisch of elektrisch compatibel is.

Los de ontwerpafwegingen op die van invloed zijn op de integratie

Afdekglas, aanraakgevoeligheid en bescherming van de voorkant

Het afdekglas beïnvloedt het uiterlijk, het gedrag bij een botsing en de aanraakgevoeligheid. Controleer de dikte, de bedrukte rand, de bevestiging en de afdichting ervan, samen met de sensor en de controller.

Als het gebruik van handschoenen of werkzaamheden in natte omstandigheden vereist zijn, moet u de daadwerkelijke omstandigheden vaststellen. Test representatieve handschoenen en blootstelling aan water met het beoogde glas en de beoogde aardingsopstelling. Een geslaagde test met blote vingers op een losse proefstuk is onvoldoende.

Wanneer een IP- of impactclassificatie is opgegeven, moet overeenstemming worden bereikt over de geteste samenstelling en de montageomstandigheden. De specificaties van de afzonderlijke onderdelen alleen zijn niet voldoende om bescherming te garanderen bij de verbinding tussen het beeldscherm en de behuizing.

Leesbaarheid, helderheid en warmte

Stel de weergave-eisen in voordat u een helderheidswaarde kiest. De installatiehoek, gereflecteerd licht, het afdekglas en de weergegeven inhoud zijn van invloed op de leesbaarheid.

Het verhogen van de helderheid van de achtergrondverlichting kan de thermische belasting vergroten. Controleer of het voorgestelde beeldscherm binnen de behuizing bij de beoogde bedrijfstemperatuur de vereiste prestaties kan blijven leveren. De Keuzegids voor in zonlicht afleesbare beeldschermen legt de optische aspecten nader uit.

In de ontwerpbeoordeling moet worden vastgelegd wie de thermische omstandigheden van de behuizing opgeeft en wie het installatieresultaat controleert. Een specificatie voor de omgevingstemperatuur van het beeldscherm geeft geen volledig beeld van alle temperaturen binnenin een werkende machine.

Aansluitingen, kabelgeleiding en installatieruimte

Bevestig de video-, touch- en voedingsaansluitingen afzonderlijk. Bij een standaard touchscreen-monitor wordt het beeld via de videokabel doorgegeven, terwijl de touchgegevens via een aparte verbinding naar de host worden teruggestuurd.

Een interfacenaam is slechts een onderdeel van de specificatie. Controleer de ondersteunde videotiming, aansluitingen, kabellengte, stroomvereisten en het opstartgedrag. Controleer bij directe LCD-aansluitingen de exacte pinconfiguratie van het scherm en de elektrische vereisten.

Zorg voor voldoende ruimte voor connectoren, kabelbochten en onderhoudsgereedschap. Controleer de aarding en de kabelgeleiding aan de hand van de opstelling van de apparatuur; anders kan een mechanisch correct gemonteerd exemplaar na de installatie toch last krijgen van een onregelmatige werking.

Verlijming, mechanische ondersteuning en toegankelijkheid voor onderhoud

Optisch verlijmen kan interne reflecties verminderen, maar heeft ook gevolgen voor de montage- en reparatiemogelijkheden. Bepaal of de buitendienst afzonderlijke onderdelen zal vervangen of de volledige, verlijmde assemblage.

De bevestiging moet het scherm ondersteunen zonder ongelijkmatige druk op het LCD-scherm uit te oefenen. Controleer de toleranties van het frame, de bevestiging en de compressie van de pakking bij de uiteindelijke constructie.

Houd bij de ontwerpbeoordeling rekening met de demontage. Een onderdeel dat tijdens de montage door de opening past, kan moeilijk te vervangen zijn zodra de omliggende apparatuur is geïnstalleerd.

Wat zijn de factoren die van invloed zijn op de kosten en levertijd van op maat gemaakte displays?

De kosten zijn afhankelijk van de aard van de wijzigingen en de wijze waarop deze worden gecontroleerd. Voor nieuwe gereedschappen, op maat gemaakt glas, de ontwikkeling van printplaten en firmwarewerk kunnen afzonderlijke eenmalige engineeringkosten in rekening worden gebracht. Ook kunnen er minimale afnamehoeveelheden gelden voor specifieke onderdelen.

Vraag offertes aan om het volgende te vergelijken:

• Kosten voor engineering of gereedschap en wat daaronder valt.
• Prijs van het proefexemplaar en productieprijs bij de verwachte afnamehoeveelheid.
• Verantwoordelijkheden op het gebied van testen, documentatie en goedkeuring.
• Levertijd voor proefexemplaren en levertijd voor herhalingsbestellingen.
• Voorwaarden voor ontwerpwijzigingen na goedkeuring.

Een bestaande ontwerpwijziging en een nieuwe assemblage mogen niet uitsluitend op basis van de eenheidsprijs worden vergeleken. Controleer ook de beschikbaarheid van onderdelen en de validatiewerkzaamheden. Door in een vroeg stadium afspraken te maken over de behuizing, de interfaces en de bedrijfsomstandigheden, kunnen herhaalde herzieningen van prototypen worden voorkomen.

Het prototype valideren en de productieconfiguratie vastleggen

Installeer het prototype in representatieve apparatuur. Spreek voorafgaand aan het testen af wat de acceptatiecriteria zijn, zodat beide teams weten wat er nodig is voor goedkeuring.

Controleer de mechanische passing, de afleesbaarheid, de bediening via aanraking, de continue werking, de stroomonderbreking en het opnieuw opstarten. Test het scherm met relevante elektrische belastingen in werking en voer de door het project vereiste omgevings- of beveiligingstests uit. Controleer of het scherm via de geplande onderhoudstoegang kan worden verwijderd.

Leg na goedkeuring de revisie van de tekening, de specificatie, de stuklijst, de firmware en de inspectie-eisen vast. Bepaal hoe voorgestelde vervangingen van componenten zullen worden beoordeeld en voor welke wijzigingen een nieuwe test van de apparatuur vereist is.

Ook voor de levering op lange termijn is een plan nodig. Bespreek kennisgevingen van stopzetting, de beoordeling van vervangende onderdelen en reserve-eenheden, in plaats van ervan uit te gaan dat een ongewijzigd model voor onbepaalde tijd beschikbaar zal blijven.

Wat moet er worden ingediend voor een eerste ontwerpbeoordeling?

Stuur de aanvraag voor de apparatuur, de specificaties van de stroomweergave en eventuele beschikbare tekeningen of foto’s mee. Vermeld daarbij de hostinterface, de bedrijfsomstandigheden, de vereisten voor monsters en de verwachte productiehoeveelheid.

Eagle Touch kan deze gegevens inzien via zijn dienst voor op maat gemaakte touch-oplossingen en adviseer of een standaardmonitor, een aangepast model of een op maat gemaakte assemblage geschikt is. Als de specificatie onvolledig is, begin dan met de tekening van de behuizing en het probleem dat je moet oplossen.