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Progettazione di display e touch screen per stazioni di ricarica per veicoli elettrici

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Una base di ricarica svolge tre funzioni contemporaneamente: segnala lo stato, gestisce i pagamenti e, a volte, visualizza annunci pubblicitari. Ciascuna funzione ha una diversa tolleranza ai guasti e tutte e tre condividono un involucro esposto alle intemperie e accessibile al pubblico.

Questa guida illustra le caratteristiche di un display a piedistallo, come l'ambiente ne influenza le specifiche e cosa definire prima dei test elettromagnetici e di sicurezza. Il software di pagamento e i protocolli di ricarica non rientrano nell'ambito di questa guida; l'argomento trattato è il pannello, lo strato touch, il vetro e la luce con cui devono interagire.

Che cosa c'entra il display con un caricabatterie

I design dei caricabatterie variano per quanto riguarda la quantità di interazione visualizzata sullo schermo. Una base che mostra solo lo stato di carica può visualizzare il livello di carica, il livello di potenza e un codice di errore su un pannello leggibile da un metro di distanza. Una base di pagamento integra un'interfaccia touch con tastierino numerico per l'inserimento del PIN, richiesta di inserimento della carta e conferma di ricezione. Uno schermo pubblicitario può visualizzare contenuti all'interno dello stesso alloggiamento, con una luminosità molto più elevata e un proprio carico termico.

Tipo a piedistalloDovere di esibizioneDistanza di letturatattileAmbiente
Caricabatterie di destinazione CAPannello di stato e indicatori1-3 m, vista angolataDi solito nessunoMontaggio esterno, a parete o su palo
Caricabatterie rapido CCStato, istruzioni, pagamento0.5-1 mUso capacitivo, a umido e con guantiEsterno, elevato carico termico
Unità terminale di pagamentoInterfaccia di transazione0.3-0.6 mCapacitivo, resistente ai guanti e alla pioggiaVolto esposto, corpo protetto
Pannello pubblicitarioContenuto continuo2-10 mNonaAlta luminosità, esposto al sole

Decidere in quale riga posizionare un prodotto determina l'obiettivo di luminosità, le specifiche touch e il budget termico. Un design che integra un'interfaccia di pagamento e un pannello pubblicitario in un unico alloggiamento eredita i requisiti più stringenti di entrambi.

Leggibilità all'aperto: opzioni di luminosità, contrasto e antiriflesso

La leggibilità all'aperto dipende dal rapporto tra la luminosità del display, la luce che lo colpisce e la quantità di luce riflessa verso l'utente. Aumentare la luminosità aiuta, ma il problema della riflessione è spesso più economico da risolvere: un vetro di copertura che riflette la luce solare verso l'occhio del lettore può vanificare le prestazioni di un pannello che altrimenti sarebbe sufficientemente luminoso.

Tre trattamenti sono fondamentali. Una superficie antiriflesso disperde i riflessi, riducendo le immagini speculari a scapito di un'immagine leggermente più morbida. Un rivestimento antiriflesso riduce i riflessi e preserva la nitidezza dell'immagine, ma è generalmente più costoso e delicato. L'incollaggio ottico tra il vetro di copertura e il pannello elimina i riflessi interni di un'intercapedine d'aria, migliorando il contrasto soprattutto in condizioni di luce intensa.

La geometria di visualizzazione di un supporto a piedistallo è fissa, il che rappresenta un vantaggio. Quando uno schermo è inclinato verso l'utente, il riflesso spesso cade al di sotto della posizione di lettura anziché nell'occhio, e un modesto aumento di luminosità è sufficiente a risolvere il problema. I principi ottici sono illustrati nella sezione " Leggibilità alla luce del sole per progettazione".

Sigillatura, pulizia ed esposizione agli urti in luoghi pubblici

Un display a piedistallo è normalmente sigillato come parte integrante dell'involucro, anziché essere un elemento separato. Il display funge da interfaccia tra il vetro e l'alloggiamento: un vetro frontale incollato con una guarnizione alla cornice, un connettore touch sigillato o un connettore a tenuta stagna e un sistema di montaggio che non crea sporgenze in cui l'acqua possa ristagnare.

La resistenza agli urti va considerata come un aspetto progettuale piuttosto che come un parametro di valutazione. Uno schermo all'altezza del ginocchio è esposto agli angoli dei carrelli e ai manubri delle biciclette; uno schermo all'altezza del petto è esposto a mani, chiavi e colpi intenzionali. Le specifiche del vetro di copertura, lo spazio tra il vetro e l'involucro e la presenza di un pannello esterno di protezione derivano da tale valutazione. Il comportamento del vetro in caso di forti impatti è discusso nella sezione relativa al vetro touch antivandalo con classificazione IK.

La pulizia è la terza esposizione e la più continua. Le stazioni di ricarica pubbliche vengono pulite con qualsiasi prodotto l'operatore abbia a disposizione, e il contatto ripetuto ha un effetto cumulativo maggiore sui rivestimenti e sulla grafica stampata rispetto a un singolo intervento deliberato.

Temperatura di esercizio durante il riscaldamento estivo e il freddo invernale

Il display, alloggiato su un piedistallo, è contenuto all'interno di una scatola che assorbe il calore proveniente dal sole su una faccia e dai componenti elettronici di potenza sottostanti. La temperatura dell'aria in un parcheggio ombreggiato non è un indicatore affidabile della temperatura del pannello; il dato rilevante è quello misurato all'interno dell'involucro, nella posizione in cui si trova il pannello, in estate, con il sole sulla faccia frontale.

L'inverno porta con sé il problema opposto. Un display acceso a bassa temperatura risponde lentamente e i primi secondi di un'interazione possono sembrare un malfunzionamento. Laddove una stazione di ricarica sia operativa tutto l'anno in un clima freddo, il comportamento del pannello all'avvio a freddo deve essere incluso nelle specifiche insieme alla sua capacità di accumulo.

Le leve progettuali pratiche sono il flusso d'aria, la separazione termica tra lo stadio di potenza e il vano display e la strategia di luminosità: un display che funziona a luminosità ridotta quando non c'è nessuno davanti ad esso è anche un display che riscalda meno l'involucro. I pannelli destinati agli involucri per esterni e il loro comportamento termico sono trattati in " Funzionamento LCD ad ampio intervallo di temperatura".

Comportamento tattile con mani bagnate, guanti e luce solare

Spesso i tocchi durante la ricarica sono bagnati. La pioggia su uno schermo capacitivo crea un'ampia area di contatto che un controller può interpretare come un tocco, e una pellicola d'acqua che si muove con il dito produce un comportamento intermittente. I controller gestiscono questo problema con modalità di rifiuto delle gocce e distinguendo la forma di una goccia da quella di un dito.

I guanti modificano l'altro aspetto del problema: un guanto presenta una variazione di capacità inferiore rispetto alla punta di un dito, quindi un pannello ottimizzato per le dita nude potrebbe non rilevare le pressioni attraverso i guanti. Un prodotto che deve funzionare in entrambi i casi necessita di una strategia multimodale piuttosto che di un compromesso basato su una singola soglia, ed entrambe le modalità dovrebbero essere verificate alle temperature estreme.

La luce solare complica ulteriormente le cose, perché uno schermo sufficientemente luminoso all'aperto si scalda anche, e un controller caldo tende a subire deriva. Il funzionamento è descritto in "Utilizzo con guanti e in condizioni di umidità" , e lo stesso comportamento specifico delle unità di ricarica è discusso in " Touch resistente alla pioggia nelle unità di ricarica per esterni".

Bilancio energetico, modalità standby e programmazione della regolazione della luminosità

Una base di ricarica è alimentata in modo continuo e il display rappresenta uno dei suoi carichi maggiori. Da ciò derivano due decisioni. In primo luogo, la luminosità del display quando è inattivo; un pannello di stato con una luminosità ridotta a una frazione di quella diurna è solitamente più facile da leggere rispetto a uno completamente oscurato, e inoltre incide meno sul bilancio termico dell'involucro. In secondo luogo, la velocità con cui il display torna alla massima luminosità quando un utente si avvicina.

Le impostazioni di attenuazione interagiscono sia con il livello touch che con la retroilluminazione. Quando un controller viene messo in modalità a basso consumo tra un'interazione e l'altra, il tempo di riattivazione diventa parte dell'esperienza utente e uno schermo che impiega mezzo secondo a rispondere al primo tocco sembra difettoso anche quando la seconda pressione funziona normalmente.

Laddove il piedistallo debba segnalare il proprio consumo, la quota del display deve essere misurabile. Un progetto che non consente di separare il consumo del pannello da quello del resto dell'unità non può dimostrare un miglioramento in un secondo momento.

Interfacce ed elettronica di controllo per un piedistallo

L'interfaccia di visualizzazione viene solitamente scelta in base alla larghezza dell'immagine e alla distanza dal controller. Il confronto tra le interfacce è trattato nella sezione relativa alla selezione dell'interfaccia di un modulo TFT LCD , e in breve, un computer a scheda singola montato vicino al pannello cambia completamente la decisione.

Due aspetti specifici relativi al piedistallo meritano di essere pianificati fin da subito. Il percorso dei cavi all'interno di un involucro sigillato deve consentire il movimento dello sportello o della cerniera; un cavo del display che viene piegato ripetutamente durante la manutenzione finirà per guastarsi e la sua sostituzione di solito implica l'apertura di un vano sigillato. Inoltre, l'interfaccia del controller touch, solitamente USB o I2C, deve essere disponibile nella posizione in cui è installato il display, non solo sulla scheda madre.

Quando si utilizza un pannello a barre per la barra di stato, la geometria dell'involucro spesso determina il formato prima ancora dell'elettronica; le opzioni a barre sono elencate nella gamma di display LCD a barre.

Qualifica e documentazione prima dei test CE/EMC

La maggior parte della documentazione richiesta dagli enti di certificazione viene prodotta durante la fase di progettazione, non successivamente. È utile avere a disposizione: la documentazione di conformità del display, la distinta base per il front-end, il concetto di tenuta e il relativo metodo di prova, la versione del firmware del controller touch e la misurazione termica che mostra la temperatura di esercizio del pannello all'interno dell'involucro.

Il comportamento elettromagnetico è solitamente l'elemento che costringe a rivedere un progetto, poiché un cavo per display si comporta come un'antenna efficiente e il suo percorso è spesso vincolato dall'involucro. Decidere il percorso, la terminazione della schermatura e la posizione dei connettori prima della produzione dell'involucro è più economico che modificarli dopo un test fallito.

La documentazione che un fornitore deve essere in grado di fornire relativa al pannello e ai suoi materiali è riassunta nella pagina dedicata alla qualità e alla certificazione.

Lista di controllo delle specifiche per il display della stazione di ricarica

L'elenco seguente è pensato per essere incollato in un documento dei requisiti e completato con i valori applicabili al sito specifico.

Dimensioni e orientamento dello schermo in base al tipo di interazione; luminosità e intervallo di regolazione con metodo di controllo; trattamento e incollaggio del vetro di copertura; concetto di tenuta e interfaccia della guarnizione; tecnologia touch, modalità guanto e acqua e comportamento al risveglio; temperatura di esercizio misurata all'interno dell'involucro; custodia antiurto e specifiche del vetro di copertura; interfaccia e percorso del cavo; strategia di standby e consumo; la documentazione fornita con ogni unità.

Se un programma prevede la scelta di un display per una base di ricarica, è necessario descrivere il tipo di base, la superficie di montaggio e l'ambiente di utilizzo, e noi indicheremo quali di questi elementi devono essere specificati. I pannelli per esterni adatti a questa tipologia di contenitore sono elencati nella gamma di display LCD industriali.

Domande frequenti

Quanto deve essere luminoso il display di un caricabatterie da esterno?

Luminosità sufficiente a garantire la leggibilità del contenuto previsto anche nelle peggiori condizioni di illuminazione del sito, tenendo conto del trattamento antiriflesso. Il valore va incluso nelle specifiche come requisito misurato nella posizione del pannello, piuttosto che come numero principale.

È possibile che un singolo schermo gestisca sia i pagamenti che la pubblicità?

È possibile, ma in tal caso i requisiti si combinano: l'imposta di pagamento stabilisce le specifiche di tattilità e tenuta, mentre l'imposta pubblicitaria stabilisce la luminosità e il carico termico. Entrambi devono essere soddisfatti contemporaneamente.

Il livello touch richiede la modalità guanti?

Se il sito viene utilizzato dagli automobilisti in condizioni climatiche fredde, sì. Una modalità che commuta le soglie del controller è più robusta di una singola impostazione scelta per adattarsi a entrambi i casi.

Qual è la prima cosa che si rompe in un espositore su piedistallo?

In pratica, le guarnizioni e i rivestimenti invecchiano prima del pannello, e i connettori sono la seconda causa più comune di guasti intermittenti. Entrambi sono determinati da scelte progettuali effettuate ben prima della selezione del pannello.


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