一, principe technique: l'essence physique du contraste et de la luminosité
1. Contraste: la pierre angulaire visuelle du contraste noir et blanc
Le contraste est défini comme le rapport de la luminosité entre les zones les plus brillantes (blanches) et les plus sombres (noires) d'un écran, et est un paramètre central pour mesurer la clarté de l'affichage. Le contraste d'un écran segmenté est influencé par trois facteurs: matériau de cristal liquide, type de polariseur et méthode de conduite
Material de cristal liquide: les molécules de cristal liquides (alignées verticalement) VA peuvent se tordre jusqu'à 90 degrés, avec un rapport de contraste de plus de 1000: 1, dépassant de loin le rapport 500: 1 des cristaux liquides Nematic TN (nématiques torsadés, ce qui le rend adapté aux instruments de surveillance de la puissance qui nécessitent une grande cornet.
Conception de film polarisant: en utilisant un film polarisant de l'angle large -, l'angle de vision de l'écran TN peut être étendu de 60 degrés à 120 degrés, réduisant l'interférence réfléchissante dans des environnements lumineux forts. Les données de test d'une certaine ligne de production automobile montrent que l'écran de code de segment utilisant VA + large - Polariseur d'angle peut toujours maintenir un rapport de contraste de 8: 1 sous l'éclairage de 10000lux, en remplissant la norme ISO 13406-2.
Optimisation de la forme d'onde d'entraînement: En ajustant le cycle de service et le rapport de biais du signal COM / SEG, les effets de cristal liquide résiduels peuvent être éliminés. Par exemple, un schéma de conduite avec 1/4 devoir et 1/3 biais peut augmenter le contraste de 30% tout en réduisant la consommation d'énergie de 15%.
2. Lumidité: une variable clé pour l'adaptabilité environnementale
La luminosité de l'écran du code du segment est déterminée conjointement par le module de rétroéclairage et la couche réfléchissante, et sa sélection doit équilibrer la consommation d'énergie et la lisibilité:
Affichage réfléchissant: la conception sans rétro-éclairage repose sur la réflexion de la lumière ambiante, avec une consommation électrique aussi faible que 1 μ A, mais une luminosité de seulement 50-200cd / m ², adaptée aux instruments solaires extérieurs. Un certain onduleur photovoltaïque adopte un écran de code de segment réfléchissant, qui peut encore afficher clairement la production d'énergie sous 120000 Lux Direct Light, avec un rapport de contraste de 15: 1.
Affichage semi-transparent et semi-réfléchissant: combinant la couche réfléchissante avec le rétro-éclairage LED, la luminosité peut atteindre 400 cd / m ², et la consommation d'énergie est contrôlée à moins de 50 MW. Un certain compteur intelligent adopte ce schéma dans un environnement semi-extérieur, atteignant une large opération de température de -40 degré à +85, avec MTBF (temps moyen entre les échecs) dépassant 100000 heures.
Affichage complet de transparence: le rétro-éclairage à la luminosité élevée peut atteindre une luminosité de plus de 1000 cd / m ², mais avec une consommation d'énergie allant jusqu'à 200 MW, nécessitant un ajustement dynamique de l'intensité du rétro-éclairage en conjonction avec un capteur de lumière. Une certaine armoire de contrôle pétrochimique adopte ce schéma, qui garantit un fonctionnement stable pendant 10 ans dans un environnement de gaz hautement corrosif grâce au niveau de protection IP67 et à l'explosion - la conception de la preuve.
2, Adaptation environnementale: exigences différenciées pour les scénarios industriels
1. Posté de travail fixe intérieur: Priorité de la précision
Dans les scènes intérieures telles que les laboratoires et les lignes de production, l'intensité de la lumière ambiante est généralement inférieure à 500lux, et l'exigence de contraste est beaucoup plus élevée que la luminosité. Par exemple:
Équipement médical: Les moniteurs physiologiques doivent afficher des signaux de signes vitaux faibles, avec un rapport de contraste supérieur ou égal à 1500: 1 et une luminosité contrôlée à moins de 200 cd / m ² pour éviter les reflets. Une certaine marque de moniteur adopte VA LCD + un revêtement anti-réflexive, qui peut encore distinguer clairement les fluctuations du signal électrique de niveau 0,1 mV dans un environnement de pièce sombre.
Fabrication de précision: l'équipement de nettoyage des semi-conducteurs doit fonctionner dans un environnement lumineux jaune, et l'écran de code de segment doit utiliser un filtre jaune avec un rapport de contraste de 1200: 1 ou plus pour assurer la lisibilité des paramètres. Un certain fabricant a raccourci le temps de réponse à 50 ms en personnalisant la formule LCD pour répondre aux exigences de surveillance dynamique de vitesse élevée.
2. Scénarios mobiles semi-extérieurs: équilibre la consommation d'énergie et la lisibilité
Dans les scénarios semi-extérieurs tels que l'entreposage logistique et les machines agricoles, l'intensité de lumière ambiante peut atteindre 5000-20000 Lux, et une technologie d'affichage semi-transparente et semi-réfléchissante est requise:
Instrument de chariot élévateur: il doit afficher des paramètres clés tels que la capacité de charge et la vitesse sous une lumière forte, avec une luminosité supérieure ou égale à 400 cd / m ² et un rapport de contraste supérieur ou égal à 800: 1. Une certaine marque de chariot élévateur adopte un écran segmenté + une solution tactile capacitive, ce qui réduit la consommation d'énergie de 40% grâce à un réglage dynamique du rétroéclairage et prend en charge le fonctionnement des gants.
Terminal agricole intelligent: lorsqu'il est utilisé sur le terrain, il doit résister à l'érosion de la poussière et de l'eau de pluie, et le niveau de protection IP65 est devenu standard. Un certain contrôleur d'irrigation adopte un écran segmenté et une conception de bouton de silicone, atteignant une précision d'affichage d'humidité de ± 0,5% dans un environnement de -20 degré à +60.
3. Scénarios extrêmes extérieurs: fiabilité d'abord
Dans des scénarios tels que l'inspection des oléoducs et la surveillance de l'alimentation extérieure, l'intensité de la lumière ambiante peut dépasser 100000 lux, et un écran de luminosité élevé en transparence est requis:
Boîte de compteur intelligent: il doit fonctionner en continu dans un environnement entre -40 degrés et +85, avec une luminosité supérieure ou égale à 800cd / m ² et un rapport de contraste supérieur ou égal à 1000: 1. Un certain fabricant a réussi les tests IEC 61000-4-6 dans les tests EMC (compatibilité électromagnétique) en utilisant des matériaux cristallins liquides résistants à haute température (-50 degrés à +105) et des couches de blindage métallique.
Équipement minier: il doit résister aux vibrations, à l'impact et à la poussière, et l'écran du code du segment doit être certifié par MIL - Règlement militaire STD-810G. Un certain instrument de machine à tunneling adopte un écran de code de segment renforcé, qui peut toujours maintenir une précision d'affichage de 0,1% dans un environnement de vibration 5G, avec une durée de vie de plus de 15 ans.
3, Normes de l'industrie: chemin de normalisation des paramètres aux systèmes
1. Cadre standard international
IEC 61131 - 3: Il est obligatoire pour l'interface humaine-machine de l'équipement de contrôle industriel pour répondre à l'exigence de "contraste d'affichage des paramètres de clé supérieur ou égal à 5: 1 sous 10000lux de lumière ambiante".
ISO 13406-2: définit la norme de confort visuel pour les dispositifs d'affichage, nécessitant une atténuation de contraste de pas plus de 30% pour les écrans segmentés à un angle de vision de 45 degrés.
2. Système de certification domestique
GB / T 26572 - 2011: Spécifie les limites des substances nocives telles que le plomb et le mercure dans les produits électroniques et électriques, et favorise le développement d'écrans de code de segment sans plomb et respectueux de l'environnement.
Certification CQC: Le centre de certification de qualité China nécessite des écrans industriels pour passer des tests de cyclisme à haute et basse température de -40 degrés à +85 pour assurer la fiabilité dans des environnements extrêmes.
3. Plan d'optimisation au niveau de l'entreprise
Réglage du contraste dynamique: surveillance en temps réel de l'intensité de la lumière ambiante à travers un capteur de lumière, ajustant automatiquement la luminosité du rétroéclairage. Après avoir adopté cette technologie, HMI d'une certaine marque (interface de machine humaine) a réduit la consommation d'énergie de 35% tout en remplissant la norme d'affichage des équipements médicaux DIN 6868-1.
Conception de lecteur redondant: Dans les scénarios industriels critiques, les circuits de conduite Dual COM / SEG sont utilisés pour passer automatiquement au circuit de sauvegarde lorsque le circuit principal échoue, garantissant la continuité de l'affichage. Après avoir adopté ce schéma, le MTTR (délai moyen de réparation) d'un certain armoire de contrôle de la centrale nucléaire a été raccourci à moins de 15 minutes.
