Systemy HMI z ekranem dotykowym do sterowania przemysłowego

Początkowo rozwijane dla specjalistycznych zastosowań, które były używane przez takie instytucje jak CERN w latach 70., ekrany dotykowe są obecnie wszechobecne w nowoczesnym życiu. Niezależnie od tego, czy jest to smartfon, tablet, czy nawet system bezpieczeństwa domowego, ekrany dotykowe są kluczowym komponentem dla nowoczesnych systemów interakcji człowiek-maszyna (HMI). Zapewniają one wygodny sposób na połączenie pięknych wyświetlaczy graficznych przy jednoczesnym odbieraniu danych wejściowych od użytkownika.

Wczesne ekrany dotykowe były monochromatyczne, o niskiej rozdzielczości i działały wyłącznie na zasadzie pojemnościowej lub optycznej. Jeden z wczesnych ekranów dotykowych z lat 70. używał skrzyżowanej tablicy czujników pozycji podczerwieni. Każdy czujnik używał podczerwonej diody LED na krawędzi ekranu i dopasowanego fototranzystora na przeciwległej krawędzi. Każdy nieprzezroczysty obiekt, który został zbliżony do ekranu, mógł być wykryty w siatce 2D. Ten typ ekranu dotykowego został później skomercjalizowany przez HP.

Nowoczesne ekrany dotykowe mogą być oporowe lub pojemnościowe, a odpowiedni wybór dla Twojego następnego produktu zależy od środowiska, interakcji z użytkownikiem i wymaganego poziomu czułości. Musisz również wybrać wbudowany silnik wideo, który może kontrolować wyświetlacz i rejestrować dotyk.

Dotyk oporowy vs pojemnościowy

Ekrany dotykowe oporowe składają się z przezroczystych materiałów oporowych. Jedna strona każdego ekranu jest pokryta równoległymi pasmami przezroczystego elastycznego przewodnika jako elektrody. Dwie warstwy są ułożone tak, że równoległe pasma przewodników są prostopadłe. Te ekrany działają wyłącznie na zasadzie nacisku. Gdy nacisk jest stosowany, prostopadłe elektrody łączą się ze sobą i urządzenie rejestruje dotknięte miejsce. Ten ekran dotykowy jest idealny do użycia z ręcznym piórem. Może również rejestrować dotyk, gdy użytkownik ma na sobie rękawiczki.

Ekrany dotykowe pojemnościowe występują w dwóch odmianach: samopojemnościowe i wzajemnie pojemnościowe. Ekrany dotykowe pojemnościowe są również zbudowane z dwóch skrzyżowanych siatek elektrod (zazwyczaj domieszkowane indem lub fluorem tlenku cyny), ale siatki elektrod są oddzielone szybą, tworząc siatkę kondensatorów. Niektóre ręczne pióra mogą być nadal używane z ekranami dotykowymi pojemnościowymi.

W ekranie dotykowym wzajemnie pojemnościowym, palec lub inny elektrycznie naładowany obiekt zbliżony do ekranu powoduje ładowanie lub rozładowanie pobliskich kondensatorów. Prąd przepływa przez określone elektrody na siatce i miejsce jest rejestrowane. W samopojemnościowym ekranie dotykowym elektrody nie są uziemione na krawędzi i działają niezależnie. Dotknięcie na tym typie ekranu jest rejestrowane w pojedynczej lokalizacji, w przeciwieństwie do ekranów dotykowych wzajemnie pojemnościowych.

Ekrany dotykowe wzajemnie pojemnościowe mają tendencję do mniejszej czułości, ale pozwalają na śledzenie wielu dotknięć. Pozwala to użytkownikom na wykonywanie gestów szczypania i przesuwania, tak jak na smartfonie. Samopojemnościowe ekrany dotykowe mają tendencję do większej czułości i są korzystne do użycia w większych wyświetlaczach. Niektóre zastosowania samopojemnościowych ekranów dotykowych to sterowanie przemysłowe, terminale samoobsługowe i urządzenia medyczne. Ekrany dotykowe wzajemnie pojemnościowe mają większe szanse na pozostanie na czele smartfonów i tabletów.

Rysik z pojemnościowym ekranem dotykowym

Możliwości wyświetlacza

Systemy ekranów dotykowych stały się bardziej elastyczne dzięki dostępności wielu protokołów komunikacyjnych. Głębia kolorów i rozdzielczość tych ekranów również wzrosły, do tego stopnia, że urządzenia mobilne mogą streamować wideo w jakości 4k. Te wyświetlacze nie muszą zawierać wbudowanych kontrolerów czy hostów systemowych; te ekrany mogą łączyć się z zewnętrznymi kontrolerami za pomocą HDMI, RS-485, RS-232C Serial, USB i Ethernet.

Parametry do rozważenia przy wyborze ekranu dotykowego

Możliwości interakcji użytkownika są określone przez typ ekranu dotykowego (wzajemnie pojemnościowy lub samopoziomujący) a nie przez rozdzielczość. Wybór ekranu dotykowego samopoziomującego wymaga, aby wspólne funkcje, takie jak powiększanie, wymagały podwójnego stuknięcia w ekran, a nie przeciągania dwoma palcami.

Wysokowydajne wyświetlacze dla urządzeń mobilnych, IoT i sterowania przemysłowego wymagają odpowiedniego hosta systemowego/kontrolera i wbudowanego silnika wideo. Należy również rozważyć połączenie z płytą kontrolera lub innymi zewnętrznymi urządzeniami. Musisz zdecydować, czy wyświetlacz i kontroler będą wbudowane w ten sam pakiet, czy ekran dotykowy będzie łączył się za pomocą jednego z wymienionych wyżej typów połączeń.

Siemens, 6AV2123-2DB03-0AX0

Idealny do użytku jako wyświetlacz ekranu dotykowego w kontrolerach przemysłowych, 6AV2123-2DB03-0AX0 oferuje wyświetlanie 65k kolorów przy rozdzielczości 480x272, ściemnianie podświetlenia LED, pamięć Flash i 10 MB pamięci RAM na pokładzie, oraz połączenie za pomocą USB lub Ethernet. Jest również oceniany na możliwość pracy do 50 °C, co pozwala na jego użycie w bardziej surowych środowiskach w porównaniu z innymi ekranami dotykowymi.

*Panel HMI Basic Siemens 6AV2123-2DB03-0AX0 posiada... zarówno klawiaturę, jak i wygodę ekranu dotykowego. Panel HMI Basic spełnia normy cULus, CE, RCM (dawniej C-Tick) i KC. *

Ze strony 1 karty katalogowej Siemens 6AV2123-2DB03-0AX0

Omron, NS8-TV00B-V2

Ten wyższej klasy ekran dotykowy oferuje znacznie większą głębię kolorów (260k kolorów), większy rozmiar ekranu i bezpośrednią łączność z PLC w środowisku przemysłowym za pomocą Ethernet. Wyświetlacz na tym ekranie może nawet być odbijany na innym monitorze za pomocą standardowego analogowego wyjścia RGB. Oferuje łączność z innym sprzętem za pomocą RS-232C, Modbus i USB.

Sterownik Automatyzacji Maszyn serii NJ pozwala projektantom maszyn na… łatwe przeprowadzanie diagnozy PLC, diagnozy maszyn, ustawień dla napędów serwo, kontrolerów temperatury i innych komponentów sterujących, monitorowanie statusu podłączonych urządzeń oraz wysyłanie/odbieranie parametrów.

Znalezione na stronie 39 karty katalogowej NS8-TV00B-V2

FTDI Ltd., FT801x Embedded Video Engine

Seria FT801x układów scalonych do obsługi wideo posiada tylko 6 pinów wyjściowych dla każdego głównego koloru, ale konwertuje między 6-bitowym (RGB-6,6,6) a 8-bitowym RGB do rozdzielczości 512x512 oraz ditheringiem 2-bitowym. Jako układ do obsługi wideo, ten kontroler dostarcza również 4-bitowe wyjście audio ADPCM (8-bit PCM w mono), z próbkowaniem 8 lub 48 kHz. Chociaż nie jest to wystarczające dla odtwarzania audio wysokiej wierności, jest to wystarczające do kompozycji powiadomień lub dźwięków alarmowych za pomocą MIDI. FT801x zawiera nawet dziesiątki gotowych efektów dźwiękowych.

Architektura zorientowana obiektowo pozwala na użycie niskokosztowego MPU/MCU jako hosta systemu i komunikację przez I2C z prędkością 3,4 MHz lub SPI z prędkością 30 MHz. Silnik sprzętowy jest idealny do zasilania wyświetlaczy w urządzeniach IoT lub jednostkach sterujących lekkim przemysłem. Ten układ do obsługi wideo pracuje przy stosunkowo niskim poborze mocy w trybie aktywnym (2,4 mA) i uśpienia (250 uA).

*FT801 z technologią EVE (Embedded Video Engine) upraszcza architekturę systemu dla zaawansowanych interfejsów człowiek-maszyna (HMI) poprzez wsparcie dla wyświetlacza, audio i dotyku oraz podejście architektury zorientowanej obiektowo, które rozciąga się od tworzenia wyświetlacza do renderowania grafiki. *

Znalezione na stronie 4 karty katalogowej FT801x

Wykorzystanie odpowiedniego układu do obsługi wideo może wspierać piękne wyświetlanie grafiki na ekranie dotykowym. Wiele firm oferuje układy kontrolerów graficznych jako układy scalone, które obsługują odtwarzanie w wysokiej rozdzielczości w popularnych formatach wideo. Niektóre układy do obsługi wideo są dostępne na płytach ewaluacyjnych, dając większą kontrolę nad Twoim kolejnym produktem z ekranem dotykowym lub systemem sterowania przemysłowego.

Bądź na bieżąco z naszymi najnowszymi artykułami, zapisując się do naszego newslettera.