Resolução dos ecrãs industriais: quando é que vale a pena optar por uma resolução mais elevada?

Vale a pena optar por um ecrã LCD de maior resolução quando os operadores necessitam de detalhes na imagem ou de espaço de trabalho que o ecrã existente não consegue proporcionar. Esta opção é menos útil quando a interface continua a consistir em alguns botões grandes e valores de estado. A resolução de um ecrã industrial deve adequar-se à tarefa, e não limitar-se simplesmente à especificação mais elevada disponível.

Antes de comparar os painéis, separe resolução nativa de resolução de entrada suportada. A resolução nativa é a grelha física de píxeis do ecrã LCD. A resolução de entrada é o sinal de vídeo que o monitor aceita. Um ecrã de 1280 × 800 não se torna um ecrã Full HD só porque o seu controlador aceita um sinal de 1920 × 1080; a imagem tem de ser redimensionada para se ajustar ao ecrã. A aceitação desse sinal também depende do controlador, não sendo garantida. Explicação da EIZO sobre a resolução nativa explica por que razão esta distinção é importante.

No caso de um projeto OEM, a questão relevante é: o que é que o operador irá realmente ver e fazer de forma diferente após a alteração da resolução?

O que é que uma resolução mais elevada realmente melhora?

Maior nível de detalhe na imagem

Um ecrã de maior resolução consegue mostrar mais pormenores a partir de uma imagem de origem suficientemente detalhada. Isto é importante quando um operador analisa a imagem captada pela câmara, verifica a borda de um componente ou analisa o resultado de uma inspeção.

A janela de imagem é tão importante quanto o ecrã inteiro. A imagem captada por uma câmara de alta resolução, quando reduzida a um pequeno mosaico no painel de controlo, continua a ser redimensionada. Se for necessário um exame mais detalhado, disponibilize uma visualização maior ou uma função de zoom. Aumentar a resolução do ecrã não melhora os dados captados pela câmara nem a precisão de deteção do algoritmo de visão artificial.

Mais espaço para informações úteis

Os gráficos de tendências, os alarmes e o estado dos equipamentos podem beneficiar da sua visualização conjunta. Um maior número de píxeis pode permitir um layout útil em lado a lado, em vez de ter de mudar constantemente de página.

Esse benefício depende do redimensionamento. Se o software ampliar cada elemento para preservar o seu tamanho físico, os píxeis adicionais podem melhorar a suavidade, em vez de aumentar o número de itens no ecrã. Ambos os resultados podem ser úteis, mas correspondem a requisitos diferentes.

Texto e imagens de maior qualidade

Com o mesmo tamanho físico do ecrã, um maior número de píxeis pode fazer com que o texto, as linhas diagonais e as curvas pareçam mais finas, desde que o software as represente de forma adequada. Aumentar uma interface antiga em bitmap não cria novos detalhes.

No caso de um ecrã de controlo simples, estas melhorias podem ser modestas. No caso de uma página de diagnóstico com muitos elementos, podem justificar a alteração.

Por que é que mais píxeis nem sempre melhoram a usabilidade

Um ecrã pode ter um aspeto elegante numa secretária e, mesmo assim, ser difícil de utilizar num computador.

Considere dois painéis com o mesmo tamanho e a mesma forma. Se um deles tiver o dobro de píxeis na largura, um botão que mantenha a mesma largura em píxeis físicos ficará com metade da largura nesse painel. Um redimensionamento adequado da interface do utilizador pode restaurar o seu tamanho físico, mas a aplicação tem de suportar essa funcionalidade.

As estruturas modernas permitem separar as coordenadas da interface dos píxeis físicos do ecrã; Documentação do Qt sobre alta resolução (DPI) explica esta abordagem. O software HMI mais antigo, os gráficos de tamanho fixo e os componentes de software mistos continuam a necessitar de ser verificados no sistema de destino.

Avalie a interface a partir da posição de operação prevista. O operador consegue ler um alarme sem se inclinar para a frente? Os comandos adjacentes estão suficientemente separados? O layout continua a ser utilizável com as luvas exigidas?

A precisão do toque não é determinada apenas pela resolução do ecrã LCD. O sensor tátil, o controlador, a calibração e o mapeamento de coordenadas também são importantes. Botões visíveis mais pequenos podem tornar a utilização mais difícil, mesmo quando o ecrã tátil indica as posições corretamente.

Nem mesmo um maior número de píxeis resolverá o problema do texto desbotado causado por reflexos ou brilho insuficiente. Considere esses aspetos como requisitos de visibilidade distintos.

O que muda no sistema com uma resolução mais elevada

Carga de trabalho do anfitrião e do software

No caso de um monitor industrial autónomo, a interface é gerada por um computador externo. Num PC de painel, esse computador está integrado na própria unidade. Esta distinção é importante ao diagnosticar lentidão nos gráficos ou ao avaliar o aquecimento.

Uma imagem de 1920 × 1080 contém cerca de 2,64 vezes mais píxeis do que uma de 1024 × 768. Trata-se de uma comparação do número de píxeis — não de uma previsão de que a carga da GPU, a latência ou o consumo de energia aumentem 2,64 vezes.

O desempenho real depende da taxa de atualização, da animação, da descodificação de vídeo, da aceleração gráfica e da conceção do software. Uma plataforma capaz de apresentar um ambiente de trabalho estático pode comportar-se de forma diferente quando apresenta várias janelas de vídeo em direto. Teste a carga de trabalho pretendida, em vez de avaliar a capacidade apenas com base na família de processadores.

Saída de vídeo e electrónica do monitor

Verifique todo o percurso do sinal: saída do computador, adaptadores, cabo, controlador do monitor e ecrã LCD. Cada um destes componentes deve suportar a resolução e a frequência de atualização pretendidas. O facto de os conectores serem compatíveis não é prova suficiente.

No caso de monitores completos, solicite separadamente os tempos de entrada suportados e a resolução nativa do painel. No caso de conjuntos de LCD incorporados, confirme a interface do painel e os requisitos de temporização. A nossa guia de interfaces para ecrãs industriais abrange as opções de ligação mais abrangentes.

Calor, custo e disponibilidade

Trabalhos de renderização adicionais podem afetar o consumo de energia e a temperatura do equipamento anfitrião. O consumo do painel e do controlador também deve ser verificado, mas a resolução, por si só, não determina se um sistema irá sobreaquecer. Compare os dados reais de consumo de energia e valide o equipamento montado sob a carga de trabalho prevista.

Da mesma forma, compare modelos específicos de ecrãs LCD em termos de preço, prazo de entrega e planos de abastecimento. Não presuma que uma resolução mais baixa implica sempre um custo mais baixo ou uma disponibilidade mais prolongada. Inclua no orçamento da atualização quaisquer alterações ao controlador, trabalhos de software e requalificação.

Quando vale a pena optar por uma resolução mais elevada — e quando não vale

Utilize a tarefa de apresentação para restringir as opções. Trata-se de pontos de partida para a tomada de decisões, e não de regras fixas de resolução para cada setor.

Tarefa de visualização	Uma razão para aumentar a resolução	Uma razão para manter a resolução atual
Comandos básicos da máquina	Os rótulos ou o conteúdo de diagnóstico já não se enquadram claramente	Os botões, valores e alarmes existentes estão legíveis e completos
Tendências e monitorização em múltiplas janelas	Os operadores precisam de ter mais informações visíveis em simultâneo	O redimensionamento torna a informação adicional demasiado pequena para ser utilizada
Imagens da câmara e da inspeção	Os detalhes da fonte perdem-se na área de visualização atual	A imagem original ou a pequena janela de visualização continuam a ser o fator limitante
IHM com layout fixo existente	O software e o hardware estão a ser redesenhados em conjunto	A aplicação atual baseia-se num layout fixo de píxeis e funciona bem

Não existe um limiar universal a partir do qual um ecrã industrial passe a ser considerado de “alta resolução”. O Full HD pode representar uma mudança substancial em relação a uma interface XGA mais antiga; outro projeto pode necessitar de QHD (2560 × 1440) ou UHD (3840 × 2160). Especifique as dimensões exatas em píxeis, em vez de se basear em termos como “2K” ou “alta resolução”.”

No caso de equipamento de substituição, a resolução é apenas um dos critérios de compatibilidade. Se a mudança também alterar a forma ou as dimensões do ecrã, consulte o nosso Guia sobre monitores industriais com proporção 4:3 vs 16:9 antes de o considerar como um substituto direto.

O que verificar antes de aprovar a apresentação

Utilize o equipamento final, a versão do software e os cabos aprovados. Um fundo de ecrã não constitui uma amostra adequada para o teste.

1. Confirme o modo de vídeo. Verifique a resolução nativa e a frequência de atualização pretendida, incluindo o arranque e a recuperação após uma interrupção de energia.
2. Analise a página da interface com maior tráfego. Preste atenção a texto cortado, alarmes ocultos, controlos de tamanho reduzido e escala inconsistente à distância real de visualização.
3. Verifique a configuração do toque. Teste o centro, os bordos e os cantos, incluindo qualquer orientação na vertical ou redimensionamento da imagem que seja necessário.
4. Execute a carga de trabalho real. Teste as tendências, as animações e as perspetivas da câmara em conjunto. Chegue a acordo quanto ao nível de capacidade de resposta aceitável antes da aprovação.
5. Repita em condições de funcionamento. Verifique, em condições de funcionamento contínuo e nas condições de temperatura especificadas, se ocorrem falhas intermitentes, perda de sinal ou limitação térmica.

Registe as definições aprovadas do ecrã LCD, do controlador, do software e do modo de vídeo, para que as encomendas subsequentes possam ser verificadas em relação à mesma configuração.

Perguntas mais frequentes

Será que o Full HD é suficiente para um HMI industrial?

Pode ser. Os fatores determinantes são o conteúdo, o tamanho físico do ecrã, a distância de visualização e a disposição do software. Uma IHM simples pode precisar de menos; uma estação de trabalho com muitas imagens pode beneficiar de mais.

Um monitor com maior resolução tornará uma interface antiga mais nítida?

Não necessariamente. Uma interface de resolução fixa pode ser interpolada ou apresentada numa parte do ecrã. Para obter uma visualização mais nítida, é normalmente necessário que o software gere texto e gráficos adequados para o novo ecrã.

O funcionamento 24 horas por dia, 7 dias por semana, exige um ecrã LCD de menor resolução?

Não. A adequação ao funcionamento contínuo depende dos componentes selecionados e da conceção do sistema. A resolução, por si só, não constitui um indicador de fiabilidade.

Discuta as suas necessidades em termos de exposição

Envie à Eagle Touch as dimensões do ecrã de destino, a resolução de saída do host, a interface de vídeo, uma captura de ecrã da IHM e a quantidade de amostras ou de produção. Podemos utilizar estes dados para uma análise inicial da resolução e da compatibilidade de vídeo, e discutir possíveis monitor de ecrã industrial configurações.

Antes de recomendarmos um monitor completo, teremos também de confirmar as dimensões de montagem e o ambiente de funcionamento.