Cerințele pentru afișaje s-au modificat dramatic. Chiar și în aplicațiile industriale, utilizatorii se așteaptă acum la interfețe atractive cu ecrane tactile și afișaje interactive, precum și operabilitate intuitivă. În consecință, merită să ne întoarcem privirea și asupra modulelor de tip display.
Așa-numitele display-uri inteligente conțin deja o placă de control integrată, care include un procesor grafic. Astfel, acestea pot fi utilizate fără componente suplimentare, cum ar fi PC-uri sau com- putere pe o singură placă (SBC − Single-Board Computers), atât pentru afișarea, cât și pentru controlul dispozitivului, având comunicație bidirecțională. În special pentru volumele de producție reduse sau medii, modulele oferă avantaje semnificative față de dispozitivele de afișare tradiționale. Dacă toate componentele trebuie integrate individual, acest lucru necesită foarte mult timp și implică niște costuri mari de dezvoltare. Dezvoltatorii trebuie să parcurgă fiecare etapă a procesului de proiectare, de la selectarea microcontrolerelor, a controlerelor grafice și a driverelor adecvate, până la proiectarea plăcii, programarea, testarea și dezvoltarea interfeței grafice cu utilizatorul (GUI). Costurile și efortul pot depăși rapid avantajele acestei abordări sau chiar resursele unei companii, mai ales în cazul unor volume mici de produse.
De exemplu, utilizarea unui display TFT cu diagonala de 4.3″ (la un cost aproximativ de 40€), fără să necesite un design special, consumă un timp de șase luni pentru doi ingineri.
Pe de altă parte, un modulul de afișare TFT (care costă aproximativ 59€) poate fi integrat într-o aplicație de către un dezvoltator în aproximativ o lună. Mulțumită costurilor reduse de dezvoltare, costurile generale sunt diminuate în acest caz, în ciuda faptului că prețul unitar pentru modulul de afișare este mai mare. Deoarece multe dintre etapele de dezvoltare consumatoare de timp sunt eliminate, timpul de lansare pe piață este și el redus drastic.
Soluție integrală cu software corespunzător
Cu propriile module inteligente de afișare, producătorul 4D Systems oferă astfel de soluții universale și rapide pentru sectorul de display-uri embedded. Doar cu interfețele existente, acestea permit nenumărate aplicații într-o plajă largă de domenii − fără plăci adiționale de PC, care ar cauza costuri suplimentare pentru licențele sistemelor de operare și a căror capacitate funcțională depășește cerințele, în special pentru aplicații simple.
De exemplu, un afișaj inteligent fără un controler suplimentar este suficient pentru un aparat de cafea complet automat.
Cu toate acestea, dacă aplicația trebuie să efectueze calcule complexe cu interogări de baze de date, să comunice fluxuri de date prin Internet sau conține senzori sau actuatoare de înaltă performanță, este necesar un computer pe o singură placă (SBC) sau un controler gazdă. Pentru conectarea SBC-urilor precum Arduino, Raspberry Pi sau BeagleBone Black, modulele de afișare 4D Systems oferă un adaptor. În plus, acestea sunt compatibile cu plăci microBus (M-Bus) și suportă compilatoare microelectronice și microSDK-uri, precum și MPLab și Atmel Start.
Pentru a utiliza modulele de afișare și a crea aplicații, 4D Systems oferă software-ul gratuit “4D Workshop” cu patru moduri diferite: modul Designer permite generarea codurilor 4DLG pentru programarea display-ului, în timp ce modul Serial permite transformarea modulului într-un dispozitiv “slave” ce poate fi controlat utilizând orice microcontroler gazdă, printr-un port serial. Modurile “ViSi” și “ViSi-Genie” oferă o programare vizuală simplificată datorită generării automate de cod 4DGL.
Perfect scalabil
Chiar și după crearea inițială a unei aplicații, decizia de alegere între display-urile simple și modulele de afișare inteligente are un efect asupra proceselor de dezvoltare, deoarece în generațiile noi de produse sunt adesea utilizate alte procesoare. Dezvoltarea tradițională bazată pe o soluție chipset înseamnă, de obicei, că interfața grafică cu utilizatorul (GUI) trebuie adaptată. Pentru a reduce semnificativ volumul de muncă pe care acest lucru îl implică, firma 4D Systems și-a proiectat mediul de dezvoltare astfel încât interfața GUI să fie susținută pe deplin și de procesoarele ulterioare.
Același lucru este valabil atunci când volumul producției crește. Atunci, producătorii schimbă deseori furnizorii de display-uri − de exemplu, pentru că primesc condiții mai favorabile. În general, acest lucru înseamnă, totuși, că programarea anterioară trebuie adaptată la chipset-ul noului display. Pe de altă parte, modulele de afișaj 4D Systems facilitează creșterea volumului de producție, fără a fi necesară investiția în dezvoltarea unui software nou. Acest lucru se datorează faptului că sunt posibile volume de producție atât mici, cât și mari, iar chipset-urile rămân compatibile cu software-ul existent.
Module standard și adaptare la specificațiile clientului
Pentru afișaje mari (de la 1.38 ” la 7.0″) – cu sau fără ecran tactil − 4D Systems folosește tehnologia TFT. Pentru display-urile mai mici fără o funcție tactilă (de la 0.96″ la 1.7″), se utilizează tehnologia OLED, deoarece aceasta permite o structură mult mai subțire. Ecranele TFT sunt disponibile, opțional, fără rame de protecție (open-frame) sau acoperite cu o sticlă (capac cu ramă de sticlă). Dacă display-ul urmează să fie montat în interiorul unei carcase, este disponibilă o versiune open-frame, cu elemente de prindere pentru montajul lateral. Pe de altă parte, dacă display-ul este montat pe partea exterioară carcasei, modelul cu ramă de protecție din sticlă poate fi pur și simplu lipit în carcasă.
Toate modulele de display de la 4D Systems sunt conectate printr-o placă de interfațare (USB, 5V) și necesită un card micro SD pentru a memora conținutul grafic. Pentru a asigura buna funcționare a aplicației, mai ales dacă datele din memorie trebuie prelucrate permanent, nu numai tem- porar, este recomandat să se utilizeze carduri de memorie industriale. Acestea au la bază o tehnologie de calitate superioară și oferă, astfel, mai multe cicluri de citire și scriere decât “cardurile normale de consum”. Acest lucru crește fiabilitatea întregii aplicații. Asemenea carduri pot fi obținute, de exemplu, de la Swissbit sau Apacer.
Cu aceste caracteristici, display-urile inteligente sunt deosebit de potrivite pentru aplicații de volum redus, precum mașini de cafea complet automate, cântare medicale, sisteme de dozare, afișaje de informații pentru biciclete inteligente, panouri de control pentru echipamente de lipit și sudare în sectorul bijuteriilor, imprimante 3D și dispozitive de cronometrat.
În combinație cu alte produse embedded și wireless, modulele de display îmbunătățesc o gamă largă de aplicații, precum ar fi sisteme de climatizare cu afișare de temperatură, care pot fi, de asemenea, utilizate pentru control tactil. Modulele de afișare sunt echipate cu interfețe seriale I2C și SPI sau RS-232 și RS-485.
Modulele standard, care ating o rezoluție de până la 800 × 480 pixeli, acoperă deja o gamă largă de aplicații. Suplimentar, 4D Systems se adaptează, de asemenea, la cerințele specifice clienților, cum ar fi un anumit nivel de luminozitate sau acoperirea cu un strat anti-reflexie a display-ului, precum și certificări specifice pentru aplicații în tehnologia medicală sau în industria auto.
Nikolai Schnarz este Director de vânzări al departamentul de Monitoare profesionale și aplicații la Rutronik Rutronik | https://www.rutronik.com
