Hệ thống HMI cảm ứng cho Điều khiển Công nghiệp

Ban đầu được phát triển cho các ứng dụng chuyên biệt mà những tổ chức như CERN sử dụng vào những năm 1970, màn hình cảm ứng giờ đây đã trở nên phổ biến trong cuộc sống hiện đại. Dù là điện thoại thông minh, máy tính bảng, hay thậm chí là hệ thống an ninh nhà bạn, màn hình cảm ứng là một thành phần quan trọng cho các hệ thống tương tác người-máy (HMI) hiện đại. Chúng cung cấp một cách thuận tiện để kết hợp hiển thị đồ họa đẹp mắt trong khi nhận đầu vào từ người dùng.

Các màn hình cảm ứng đầu tiên có màu đơn sắc, độ phân giải thấp và hoàn toàn dựa trên cảm ứng điện dung hoặc quang học. Một màn hình cảm ứng đầu tiên từ những năm 1970 sử dụng một mảng cảm biến vị trí hồng ngoại chéo. Mỗi cảm biến sử dụng một đèn LED hồng ngoại ở cạnh màn hình và một phototransistor tương ứng ở cạnh đối diện. Bất kỳ vật thể không trong suốt nào được đưa gần màn hình đều có thể được phát hiện trong một lưới 2D. Loại màn hình cảm ứng này sau đó được HP thương mại hóa.

Màn hình cảm ứng hiện đại có thể là điện trở hoặc điện dung, và sự lựa chọn phù hợp cho sản phẩm tiếp theo của bạn phụ thuộc vào môi trường, tương tác người dùng, và mức độ nhạy cảm cần thiết. Bạn cũng cần chọn một động cơ video nhúng có thể điều khiển hiển thị và đăng ký cảm ứng.

Cảm ứng Điện Trở so với Điện Dung

Màn hình cảm ứng điện trở được tạo thành từ các vật liệu màn hình điện trở trong suốt. Một mặt của mỗi màn hình được phủ một lớp dải dẫn điện linh hoạt trong suốt dưới dạng điện cực. Hai tấm được sắp xếp sao cho các dải dẫn điện song song vuông góc với nhau. Các màn hình này hoạt động hoàn toàn dựa trên áp suất. Khi áp suất được áp dụng, các điện cực vuông góc tiếp xúc và thiết bị đăng ký vị trí đã chạm. Màn hình cảm ứng này lý tưởng để sử dụng với bút cảm ứng. Nó cũng có thể đăng ký cảm ứng khi người dùng đang đeo găng tay.

Màn hình cảm ứng điện dung có hai loại: tự điện dung và điện dung tương hỗ. Màn hình cảm ứng điện dung cũng được tạo thành từ hai lưới điện cực chéo (thường là oxit thiếc doped indium hoặc doped fluor), nhưng các lưới điện cực được tách biệt bởi một tấm kính, tạo thành một lưới tụ điện. Một số bút cảm ứng vẫn có thể được sử dụng với màn hình cảm ứng điện dung.

Trong một màn hình cảm ứng điện dung tương hỗ, một ngón tay hoặc vật thể mang điện tích khác được đưa gần màn hình cảm ứng khiến cho các tụ điện gần đó sạc hoặc xả. Dòng điện chảy qua các điện cực cụ thể trên lưới và vị trí được đăng ký. Trong một màn hình cảm ứng tự điện dung, các điện cực không được nối đất ở cạnh và hoạt động độc lập. Một cảm ứng trên loại màn hình này được đăng ký tại một vị trí duy nhất, trái ngược với màn hình cảm ứng điện dung tương hỗ.

Màn hình cảm ứng điện dung tương hỗ có xu hướng ít nhạy cảm hơn, nhưng chúng cho phép theo dõi đa điểm chạm. Điều này cho phép người dùng thực hiện các cử chỉ như véo và di chuyển như họ làm trên điện thoại thông minh. Màn hình cảm ứng tự điện dung có xu hướng nhạy cảm hơn và được ưa chuộng sử dụng trong các màn hình lớn hơn. Một số ứng dụng liên quan đến màn hình cảm ứng tự điện dung bao gồm điều khiển công nghiệp, máy tự phục vụ, và thiết bị y tế. Màn hình cảm ứng điện dung tương hỗ có khả năng tiếp tục dẫn đầu trong điện thoại thông minh và máy tính bảng.

Bút cảm ứng với màn hình cảm ứng điện dung

Khả năng Hiển Thị

Hệ thống màn hình cảm ứng đã trở nên linh hoạt hơn với nhiều giao thức truyền thông có sẵn. Độ sâu màu và độ phân giải của những màn hình này cũng đã tăng lên, đến mức các thiết bị di động có thể phát video 4k. Những màn hình này không cần phải bao gồm bộ điều khiển tích hợp hoặc hệ thống chủ; những màn hình này có thể kết nối với bộ điều khiển ngoại vi qua HDMI, RS-485, RS-232C Serial, USB và Ethernet.

Các Tham Số Cần Xem Xét Khi Chọn Màn Hình Cảm Ứng

Khả năng tương tác của người dùng được xác định bởi loại màn hình cảm ứng (điện dung chung hoặc tự điện dung) chứ không phải độ phân giải. Chọn một màn hình cảm ứng tự điện dung đòi hỏi các chức năng phổ biến như phóng to, ví dụ, cần phải nhấn đúp vào màn hình thay vì kéo bằng hai ngón tay.

Màn hình hiệu suất cao cho di động, IoT, và điều khiển công nghiệp đòi hỏi bộ điều khiển/hệ thống chủ phù hợp và động cơ video nhúng. Kết nối với bảng điều khiển hoặc các bên ngoại vi khác cũng cần được xem xét. Bạn cần quyết định liệu màn hình và bộ điều khiển có được nhúng trong cùng một gói hay màn hình cảm ứng sẽ kết nối sử dụng một trong những loại kết nối được liệt kê ở trên.

Siemens, 6AV2123-2DB03-0AX0

Lý tưởng để sử dụng làm màn hình hiển thị cảm ứng trong bộ điều khiển công nghiệp, 6AV2123-2DB03-0AX0 cung cấp màn hình màu 65k với độ phân giải 480x272, điều chỉnh độ sáng đèn nền LED, bộ nhớ Flash và RAM 10 MB trên bo mạch, và kết nối qua USB hoặc Ethernet. Nó cũng được đánh giá có thể hoạt động lên đến 50 °C, cho phép sử dụng trong môi trường khắc nghiệt hơn so với các màn hình cảm ứng khác.

*Bảng điều khiển HMI cơ bản của Siemens 6AV2123-2DB03-0AX0 có...cả bàn phím và tiện ích cảm ứng cho việc sử dụng thoải mái. Bảng điều khiển HMI cơ bản đáp ứng các tiêu chuẩn cULus, CE, RCM (Trước đây là C-Tick) và KC. *

Từ trang 1 của bảng dữ liệu Siemens 6AV2123-2DB03-0AX0

Omron, NS8-TV00B-V2

Màn hình cảm ứng cao cấp này cung cấp độ sâu màu lớn hơn nhiều (260k màu), kích thước màn hình lớn hơn, và kết nối trực tiếp với PLC trong môi trường công nghiệp qua Ethernet. Màn hình trên thiết bị này thậm chí có thể được phản chiếu lên một màn hình khác sử dụng đầu ra RGB tương tự tiêu chuẩn. Nó cung cấp kết nối với các thiết bị khác qua RS-232C, Modbus, và USB.

Bộ điều khiển tự động hóa máy NJ-series cho phép nhà thiết kế máy... dễ dàng thực hiện việc khắc phục sự cố PLC, khắc phục sự cố máy, cài đặt cho ổ đĩa servo, bộ điều khiển nhiệt độ, và các thành phần điều khiển khác, giám sát trạng thái của các thiết bị kết nối, và tải lên/tải xuống các tham số.

Được tìm thấy trên trang 39 của bảng dữ liệu NS8-TV00B-V2

FTDI Ltd., FT801x Bộ Động Cơ Video Nhúng

Dòng FT801x của bộ động cơ video nhúng IC chỉ có 6 chân xuất cho mỗi màu sắc chính, nhưng nó chuyển đổi giữa RGB 6-bit (RGB-6,6,6) và RGB 8-bit với độ phân giải lên đến 512x512 và dithering 2-bit. Là một bộ động cơ video nhúng, bộ điều khiển này cũng cung cấp đầu ra âm thanh ADPCM 4-bit (PCM 8-bit ở chế độ mono), với tần số lấy mẫu ở 8 hoặc 48 kHz. Mặc dù không đủ tiên tiến cho việc phát lại âm thanh chất lượng cao, nhưng đủ cho việc thông báo sáng tác hoặc âm thanh báo động sử dụng MIDI. FT801x thậm chí bao gồm hàng chục hiệu ứng âm thanh được tạo sẵn.

Kiến trúc hướng đối tượng cho phép sử dụng MPU/MCU chi phí thấp làm hệ thống chủ và giao tiếp qua I2C ở 3.4 MHz hoặc SPI ở 30 MHz. Bộ động cơ phần cứng lý tưởng cho việc cung cấp màn hình trong các thiết bị IoT hoặc đơn vị điều khiển công nghiệp nhẹ. Bộ động cơ video nhúng này hoạt động với công suất thấp trong chế độ hoạt động (2.4 mA) và chế độ ngủ (250 uA).

*FT801 với công nghệ EVE (Embedded Video Engine) đơn giản hóa kiến trúc hệ thống cho các giao diện máy người tiên tiến (HMIs) bằng cách cung cấp hỗ trợ cho hiển thị, âm thanh, và cảm ứng cũng như một cách tiếp cận kiến trúc hướng đối tượng từ việc tạo màn hình đến việc render đồ họa. *

Được tìm thấy trên trang 4 của bảng dữ liệu FT801x

Sử dụng bộ động cơ video nhúng phù hợp có thể hỗ trợ hiển thị đồ họa đẹp mắt trên màn hình cảm ứng. Nhiều nhà cung cấp cung cấp các bộ điều khiển đồ họa nhúng dưới dạng IC hỗ trợ phát lại độ phân giải cao trong các định dạng video phổ biến. Một số bộ động cơ video nhúng IC được đóng gói trên bảng đánh giá, cho bạn nhiều quyền kiểm soát hơn đối với sản phẩm màn hình cảm ứng tiếp theo hoặc hệ thống điều khiển công nghiệp của bạn.

Hãy cập nhật với các bài viết mới nhất của chúng tôi bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.