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Eine Ladestation erfüllt drei Funktionen gleichzeitig: Sie zeigt den Status an, nimmt Zahlungen entgegen und dient gelegentlich der Werbung. Jede Funktion hat eine unterschiedliche Fehlertoleranz, und alle drei befinden sich in einem Gehäuse, das der Witterung ausgesetzt und für die Öffentlichkeit zugänglich ist.
Dieser Leitfaden beschreibt die Anforderungen an ein Standdisplay, wie die Umgebung die Spezifikationen beeinflusst und welche Punkte vor elektromagnetischen und Sicherheitsprüfungen geklärt werden müssen. Zahlungssoftware und Ladeprotokolle werden nicht behandelt; im Fokus stehen das Panel, die Touch-Oberfläche, das Glas und die Lichtverhältnisse, mit denen sie funktionieren müssen.
Ladegeräte unterscheiden sich darin, wie viele Interaktionsfunktionen auf dem Bildschirm dargestellt werden. Ein reines Statusdisplay zeigt Ladezustand, Akkustand und Fehlercode auf einem Display an, das aus einem Meter Entfernung lesbar ist. Ein Bezahldisplay verfügt über eine Touch-Oberfläche mit PIN-Eingabefeld, Kartenabfrage und Belegfunktion. Ein Werbebildschirm kann im selben Gehäuse Inhalte mit deutlich höherer Helligkeit und eigener Wärmeentwicklung darstellen.
| Sockeltyp | Anzeigepflicht | Leseabstand | Kontakt | Arbeitsumfeld |
|---|---|---|---|---|
| AC-Zielladegerät | Status- und Anzeigetafel | 1-3 m, schräge Ansicht | Normalerweise keine | Außenmontage, Wand- oder Pfostenmontage |
| DC-Schnellladegerät | Status, Anweisungen, Zahlung | 0.5 1-m | Kapazitive, nasse und handschuhpflichtige Verwendung | Außenbereich, hohe thermische Belastung |
| Zahlungsterminal | Transaktionsschnittstelle | 0.3 0.6-m | Kapazitiv, handschuh- und regenfest | Unbedecktes Gesicht, geschützter Körper |
| Werbetafel | Kontinuierlicher Inhalt | 2 10-m | Keine Präsentation | Hohe Helligkeit, Sonneneinstrahlung |
Die Positionierung eines Produkts in einer Reihe bestimmt die angestrebte Helligkeit, die Touch-Spezifikationen und das Wärmebudget. Ein Design, das eine Zahlungsschnittstelle und ein Werbepanel in einem Gehäuse vereint, erfüllt die höchsten Anforderungen beider Systeme.
Die Lesbarkeit im Freien hängt vom Verhältnis zwischen der Displayhelligkeit, dem einfallenden Licht und der zum Betrachter zurückreflektierten Lichtmenge ab. Eine höhere Helligkeit hilft, doch die Reflexion ist oft das kostengünstigere Problem: Ein Deckglas, das Sonnenlicht ins Auge des Lesers zurückwirft, kann die Lesbarkeit eines ansonsten ausreichend hellen Displays zunichtemachen.
Drei Behandlungsmethoden sind wichtig. Eine entspiegelte Oberfläche streut Reflexionen und reduziert so Spiegelungen, allerdings auf Kosten eines etwas weicheren Bildes. Eine Antireflexbeschichtung verringert Reflexionen und erhält die Bildschärfe; sie ist in der Regel teurer und empfindlicher. Die optische Verklebung zwischen Deckglas und Panel beseitigt die internen Reflexionen eines Luftspalts und verbessert den Kontrast insbesondere bei hellem Licht.
Die Betrachtungsgeometrie eines Bildschirmständers ist festgelegt, was ein Vorteil ist. Wird ein Bildschirm zum Benutzer geneigt, fällt die Spiegelung oft unterhalb der Leseposition statt ins Auge, und eine moderate Helligkeitserhöhung genügt. Die optischen Prinzipien werden im Abschnitt „ Lesbarkeit bei Sonnenlicht durch Design“ erläutert.
Ein Standdisplay ist üblicherweise als Teil des Gehäuses und nicht separat abgedichtet. Das Display bildet die Schnittstelle zwischen Glas und Gehäuse: ein verklebtes Frontglas mit einer Dichtung zum Rahmen, ein abgedichteter Touch-Anschluss oder ein abgedichteter Stecker sowie eine Montage, die keine Kante bildet, auf der sich Wasser ansammeln kann.
Die Belastung durch Stöße sollte eher als Konstruktionskriterium denn als Bewertungskriterium betrachtet werden. Ein Bildschirm in Kniehöhe trifft auf Einkaufswagenecken und Fahrradlenker; ein Bildschirm in Brusthöhe auf Hände, Schlüssel und gezielte Schläge. Die Spezifikation des Deckglases, der Spalt zwischen Glas und Gehäuse sowie das Vorhandensein einer äußeren Schutzscheibe ergeben sich aus dieser Bewertung. Das Verhalten von Glas bei starken Stößen wird im Abschnitt „ Vandalismusgeschütztes Touchglas mit IK-Klassifizierung“ erläutert.
Die Reinigung ist der dritte und der kontinuierlichste Einwirkungsmechanismus. Öffentliche Ladestationen werden mit den jeweils verfügbaren Mitteln gereinigt, und wiederholter Kontakt hat eine stärkere kumulative Wirkung auf Beschichtungen und aufgedruckte Grafiken als eine einzelne, gezielte Reinigung.
Das Display befindet sich in einem Sockel innerhalb eines Gehäuses, das auf einer Seite Sonneneinstrahlung und auf der anderen Seite die Wärme der darunterliegenden Leistungselektronik aufnimmt. Die Lufttemperatur in einem schattigen Parkhaus ist kein verlässlicher Indikator für die Temperatur des Panels; maßgeblich ist die Temperatur, die im Sommer im Gehäuse am Standort des Panels bei Sonneneinstrahlung auf die Vorderseite gemessen wird.
Der Winter bringt das gegenteilige Problem mit sich. Ein Display, das bei niedrigen Temperaturen gestartet wird, reagiert träge, und die ersten Sekunden einer Interaktion können wie ein Fehler wirken. Wenn eine Ladestation ganzjährig in einem kalten Klima betrieben wird, sollte das Kaltstartverhalten des Panels neben seiner Speicherkapazität in die Spezifikation aufgenommen werden.
Die praktischen Gestaltungshebel sind Luftzirkulation, thermische Trennung zwischen Leistungselektronik und Displaygehäuse sowie die Helligkeitsstrategie: Ein Display, das mit reduzierter Helligkeit arbeitet, wenn sich niemand davor befindet, erwärmt auch das Gehäuse weniger. Panels für Außengehäuse und deren Temperaturverhalten werden im Abschnitt „ LCD-Betrieb bei großem Temperaturbereich“ behandelt.
Berührungen beim Laden werden oft durch Nässe ausgelöst. Regen auf einem kapazitiven Bildschirm erzeugt eine große Kontaktfläche, die vom Controller als Berührung interpretiert wird. Ein Wasserfilm, der sich mit dem Finger bewegt, führt zu intermittierendem Verhalten. Controller begegnen diesem Problem mit Tropfenunterdrückungsmodi und indem sie die Form eines Tropfens von der Form eines Fingers unterscheiden.
Handschuhe verändern die andere Seite des Problems: Ein Handschuh weist eine geringere Kapazitätsänderung auf als eine Fingerspitze, sodass ein für bloße Finger optimiertes Bedienfeld Eingaben durch Handschuhe hindurch nicht erkennen kann. Ein Produkt, das beide Anforderungen erfüllen muss, benötigt eine Strategie mit verschiedenen Betriebsmodi anstelle eines Kompromisses mit nur einem Schwellenwert. Beide Betriebsmodi sollten bei extremen Temperaturen getestet werden.
Sonnenlicht verschärft das Problem zusätzlich, da ein ausreichend heller Bildschirm im Freien auch warm wird und ein warmer Controller zu Abweichungen führen kann. Die Bedienung mit Handschuhen und bei Nässe wird ebenfalls behandelt , und das gleiche Verhalten an Ladegeräten wird speziell im Artikel „Regensichere Touch-Bedienung an Outdoor-Ladegeräten“ diskutiert.
Die Ladestation wird permanent mit Strom versorgt, und das Display stellt einen ihrer größten Stromverbraucher dar. Daraus ergeben sich zwei wichtige Entscheidungen: Erstens, wie hell das Display im Leerlauf sein muss; ein Status-Display mit reduzierter Helligkeit ist in der Regel besser lesbar als ein vollständig abgedunkeltes und schont zudem die Wärmeentwicklung des Gehäuses. Zweitens, wie schnell das Display wieder seine volle Helligkeit erreicht, sobald sich ein Benutzer nähert.
Dimmzeiten beeinflussen sowohl die Touch-Oberfläche als auch die Hintergrundbeleuchtung. Wenn ein Controller zwischen Interaktionen in den Energiesparmodus wechselt, wird die Reaktionszeit Teil des Nutzererlebnisses, und ein Bildschirm, der eine halbe Sekunde benötigt, um auf die erste Berührung zu reagieren, wirkt fehlerhaft, selbst wenn die zweite Berührung normal funktioniert.
Wenn der Standfuß seinen eigenen Stromverbrauch melden muss, sollte der Anteil des Displays messbar sein. Eine Konstruktion, die den Stromverbrauch des Panels nicht vom restlichen Gerät trennen kann, kann später keine Verbesserung nachweisen.
Die Displayschnittstelle wird üblicherweise anhand der Bildbreite und des Abstands zum Controller ausgewählt. Der Schnittstellenvergleich wird im Abschnitt zur Auswahl einer TFT-LCD-Modulschnittstelle behandelt ; kurz gesagt: Ein nahe am Panel montierter Einplatinencomputer verändert die Entscheidung grundlegend.
Zwei Punkte speziell für den Sockel sollten frühzeitig geplant werden. Die Kabelführung in einem geschlossenen Gehäuse muss die Bewegung der Tür oder des Scharniers ermöglichen; ein Displaykabel, das im Betrieb wiederholt gebogen wird, wird irgendwann ausfallen, und sein Austausch erfordert in der Regel das Öffnen eines geschlossenen Fachs. Außerdem muss die Schnittstelle des Touch-Controllers – üblicherweise USB oder I2C – an der Position des Displays verfügbar sein, nicht nur auf der Hauptplatine.
Wird für eine Statusleiste ein Balkenpanel verwendet, bestimmt oft die Gehäusegeometrie das Format, bevor die Elektronik dies tut; Balkenoptionen sind im Bereich der Balken-LCD-Displays aufgeführt.
Die meisten von Zertifizierungsstellen angeforderten Dokumente werden bereits während der Entwicklungsphase erstellt. Folgende Unterlagen sollten bereitgehalten werden: die Konformitätsdokumentation des Displays, die Stückliste für die Frontbaugruppe, das Dichtungskonzept und dessen Prüfverfahren, die Firmware-Version des Touch-Controllers sowie die Temperaturmessung, die die Betriebstemperatur des Panels im Gehäuse angibt.
Elektromagnetisches Verhalten ist häufig der Grund, warum ein Projekt überarbeitet werden muss, da ein Displaykabel als effiziente Antenne fungiert und seine Verlegung oft durch das Gehäuse vorgegeben ist. Die Festlegung der Kabelführung, des Schirmanschlusses und der Steckerpositionen vor der Gehäusefertigung ist kostengünstiger als eine Änderung nach einem fehlgeschlagenen Test.
Die Dokumente, die ein Lieferant für das Panel und dessen Materialien vorlegen können sollte, sind auf der Seite „Qualität und Zertifizierung“ zusammengefasst.
Die untenstehende Liste soll in ein Anforderungsdokument eingefügt und mit den für den jeweiligen Standort geltenden Werten vervollständigt werden.
Bildschirmgröße und -ausrichtung nach Interaktionsart; Helligkeits- und Dimmbereich mit Steuerungsmethode; Deckglasbehandlung und -verklebung; Dichtungskonzept und Dichtungsschnittstelle; Touch-Technologie, Handschuh- und Wassermodus sowie Aufwachverhalten; Betriebstemperatur im Gehäuseinneren; Stoßfestigkeit und Deckglasspezifikation; Schnittstelle und Kabelführung; Standby-Strategie und -Verbrauch; die mit jedem Gerät mitgelieferte Dokumentation.
Wenn ein Programm ein Display für eine Ladestation auswählt, beschreiben Sie bitte den Stationstyp, die Montagefläche und die Umgebungsbedingungen. Wir legen dann fest, welche dieser Punkte in der Spezifikation berücksichtigt werden müssen. Außendisplays für diese Gehäuseklasse finden Sie im Sortiment der industriellen LCD-Displays.
Die Helligkeit muss so bemessen sein, dass der Inhalt auch bei schlechtesten Lichtverhältnissen vor Ort lesbar ist, wobei die Reflexionsbehandlung berücksichtigt wird. Dieser Wert sollte als Messgröße für die Position des Panels in die Spezifikation aufgenommen werden und nicht als Überschrift dienen.
Das ist möglich, aber dann müssen die Anforderungen zusammentreffen: Die Zahlungspflicht legt die Spezifikationen für Haptik und Dichtigkeit fest, die Werbepflicht die Helligkeit und die Wärmebelastung. Beide müssen gleichzeitig erfüllt werden.
Wenn die Strecke von Fahrern bei kaltem Wetter genutzt wird, ja. Ein Modus, der die Schwellenwerte des Reglers anpasst, ist robuster als eine einzelne Einstellung, die für beide Fälle geeignet sein soll.
In der Praxis altern Dichtungen und Beschichtungen vor dem Schaltschrank selbst, und Steckverbinder sind die zweithäufigste Ursache für sporadische Fehler. Beides hängt von Konstruktionsentscheidungen ab, die lange vor der Auswahl des Schaltschranks getroffen werden.
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