Дизайн дисплея и сенсорного экрана для зарядных станций для электромобилей

Зарядная подставка выполняет сразу три функции: отображает состояние, принимает оплату и иногда показывает рекламу. Каждая функция имеет разную степень отказоустойчивости, и все три функции выполняются в корпусе, который находится под открытым небом и в пределах досягаемости посетителей.

В этом руководстве рассматривается, для чего предназначен напольный дисплей, как окружающая среда влияет на его технические характеристики и какие вопросы необходимо решить до проведения электромагнитных и испытаний на безопасность. Платежное программное обеспечение и протоколы зарядки выходят за рамки данного руководства; здесь рассматриваются панель, сенсорный слой, стекло и свет, с которым они взаимодействуют.

Что должен делать дисплей на зарядном устройстве?

Конструкция зарядных устройств различается по тому, какая часть интерактивной части находится на экране. На подставке, отображающей только состояние, может быть показано состояние заряда, уровень мощности и код ошибки на панели, считываемой с расстояния в метр. Платежная подставка имеет сенсорный интерфейс с клавиатурой для ввода PIN-кода, запросом карты и решением о выдаче чека. Рекламный экран может отображать контент в том же корпусе, но с гораздо большей яркостью и собственной тепловой нагрузкой.

Выбор ряда, в который будет помещен тот или иной продукт, определяет целевую яркость, характеристики сенсорного экрана и тепловой бюджет. Конструкция, в которой в одном корпусе размещены платежный интерфейс и рекламная панель, отвечает самым жестким требованиям обоих этих элементов.

Удобство чтения на открытом воздухе: выбор яркости, контрастности и антибликового покрытия.

Читаемость на открытом воздухе зависит от соотношения яркости дисплея, падающего на него света и количества света, отражающегося обратно к пользователю. Повышение яркости помогает, но отражение часто оказывается более дешевой проблемой: защитное стекло, отражающее солнечный свет в глаз читателя, может ухудшить читаемость панели, которая и без того была бы достаточно яркой.

Три метода обработки имеют значение. Антибликовое покрытие рассеивает отражения, что уменьшает зеркальное отображение за счет несколько более мягкого изображения. Антибликовое покрытие уменьшает отражения и сохраняет четкость изображения, но обычно оно дороже и требует больших усилий. Оптическая склейка между защитным стеклом и панелью устраняет внутренние отражения воздушного зазора, что улучшает контрастность, особенно в условиях яркого освещения.

Геометрия обзора на подставке фиксирована, что является преимуществом. Если же экран наклонен к пользователю, отражение часто попадает ниже точки чтения, а не в глаз, и небольшое увеличение яркости решает проблему. Оптические принципы изложены в концепции «читаемость на солнце благодаря конструкции».

Герметизация, очистка и защита от ударов в общественных местах.

Подставка для дисплея обычно герметизируется как часть корпуса, а не как отдельная его часть. Дисплей обеспечивает взаимодействие между стеклом и корпусом: приклеенное переднее стекло с уплотнителем к рамке, герметичный сенсорный вывод или герметичный разъем, а также крепление, которое не образует выступа, где может скапливаться вода.

Воздействие ударов следует рассматривать скорее как проектный случай, а не как рейтинг. Экран на уровне колена сталкивается с углами тележки и рулем велосипеда; экран на уровне груди — с руками, ключами и преднамеренными ударами. Спецификация защитного стекла, зазор между стеклом и корпусом, а также наличие защитного внешнего стекла — все это вытекает из такой оценки. Поведение стекла при сильном ударе обсуждается в статье « Антивантильное сенсорное стекло с рейтингом IK».

Уборка — это третий и наиболее непрерывный вид воздействия. Общественные зарядные станции очищаются тем, что есть в наличии у оператора, и многократный контакт оказывает более кумулятивное воздействие на покрытия и печатную графику, чем однократное преднамеренное воздействие.

Рабочая температура при летнем обогреве подставки и зимнем холоде

Дисплей, установленный на подставке, находится внутри корпуса, который собирает тепло от солнца с одной стороны и от расположенной ниже силовой электроники. Температура воздуха на затененной парковке плохо отражает температуру самой панели; релевантным показателем является температура, измеренная внутри корпуса в месте расположения панели летом, когда солнце находится на лицевой стороне.

Зимой возникает противоположная проблема. Дисплей, запущенный при низкой температуре, реагирует медленно, и первые секунды взаимодействия могут выглядеть как ошибка. В случае, когда зарядная станция работает круглый год в холодном климате, поведение панели при холодном запуске должно быть указано в спецификации наряду с ее емкостью аккумулятора.

Практическими факторами, влияющими на конструкцию, являются циркуляция воздуха, теплоизоляция между силовым каскадом и отсеком дисплея, а также стратегия регулировки яркости: дисплей, работающий с пониженной яркостью, когда перед ним никого нет, также меньше нагревает корпус. Панели, предназначенные для наружного применения, и их температурные характеристики рассматриваются в разделе « Работа ЖК-дисплея в широком диапазоне температур».

Тактильные ощущения мокрыми руками, в перчатках и на солнце.

Части, контактирующие с зарядным устройством, часто бывают влажными. Дождь на емкостном экране создает широкую зону контакта, которую контроллер может распознать как касание, а водяная пленка, движущаяся вместе с пальцем, приводит к прерывистому поведению. Контроллеры решают эту проблему с помощью режимов защиты от капель и путем различения формы капли от формы пальца.

Перчатки решают другую сторону проблемы: в перчатке изменение емкости меньше, чем на кончике пальца, поэтому панель, настроенная для работы без перчаток, может пропускать нажатия. Изделие, которое должно обеспечивать работу в обоих режимах, требует стратегии выбора режимов, а не компромисса в виде одного порогового значения, и оба режима должны быть проверены при экстремальных температурах.

Солнечный свет еще больше усложняет ситуацию, поскольку экран, достаточно яркий на улице, также нагревается, а нагретый контроллер начинает сбоить. Вопросы эксплуатации рассматриваются в перчатках и при работе во влажных условиях , а аналогичное поведение зарядных устройств обсуждается в контексте защиты от дождя сенсорных экранов в уличных зарядных устройствах.

Расчет энергопотребления, режим ожидания и графики регулировки яркости

Зарядная подставка постоянно находится под напряжением, и дисплей является одной из её основных нагрузок. Из этого вытекают два решения. Во-первых, насколько ярким должен быть дисплей в режиме ожидания; панель состояния, яркость которой снижена до доли от дневного уровня, обычно легче читается, чем полностью приглушенная, и меньше влияет на теплоотвод корпуса. Во-вторых, как быстро дисплей возвращается к полной яркости при приближении пользователя.

Режимы затемнения взаимодействуют как с сенсорным слоем, так и с подсветкой. Если контроллер переводится в режим пониженного энергопотребления между взаимодействиями, время пробуждения становится частью пользовательского опыта, и экран, которому требуется полсекунды для реакции на первое касание, ощущается неисправным, даже если второе нажатие работает нормально.

Если требуется, чтобы подставка отражала собственное потребление, то доля потребления дисплея должна быть измеримой. Конструкция, которая не позволяет отделить потребление панели от потребления остальной части устройства, не сможет продемонстрировать улучшение в дальнейшем.

Интерфейсы и управляющая электроника для подставки

Выбор интерфейса дисплея обычно определяется шириной изображения и расстоянием до контроллера. Сравнение интерфейсов рассматривается в разделе «Выбор интерфейса модуля TFT LCD» , и вкратце можно сказать, что установка одноплатного компьютера рядом с панелью полностью меняет решение.

Два момента, касающиеся конструкции подставки, стоит спланировать заранее. Прокладка кабелей внутри герметичного корпуса должна обеспечивать возможность перемещения дверцы или петель; кабель дисплея, многократно изгибаемый во время эксплуатации, в конечном итоге выйдет из строя, и его замена обычно означает вскрытие герметичного отсека. И интерфейс контроллера сенсорного экрана — обычно USB или I2C — должен быть доступен в том месте, где установлен дисплей, а не только на материнской плате.

В тех случаях, когда для отображения состояния используется панель в виде полоски, геометрия корпуса часто определяет формат раньше, чем электронные компоненты; варианты панелей в виде полосок перечислены в линейке ЖК-дисплеев в виде полосок.

Квалификационные требования и документация перед проведением испытаний на соответствие стандартам CE/EMC.

Большая часть документации, запрашиваемой органами по сертификации, составляется на этапе проектирования, а не после него. Полезно иметь под рукой: собственную документацию по соответствию дисплея стандартам, спецификацию материалов для передней панели, концепцию герметизации и метод ее тестирования, версию прошивки контроллера сенсорного экрана, а также данные термометра, показывающие рабочую температуру панели внутри корпуса.

Электромагнитные характеристики обычно являются причиной возврата проекта на доработку, поскольку кабель дисплея представляет собой эффективную антенну, а его прокладка часто определяется корпусом. Определение трассировки, расположения экранирующих элементов и разъемов до изготовления корпуса обходится дешевле, чем их изменение после неудачного тестирования.

Перечень документов, которые поставщик должен предоставить для панели и материалов, представлен на странице, посвященной качеству и сертификации.

Контрольный список технических характеристик дисплея зарядной станции

Приведённый ниже список предназначен для вставки в документ с требованиями и заполнения значениями, применимыми к конкретному сайту.

Размер и ориентация экрана в зависимости от типа взаимодействия; диапазон яркости и затемнения в зависимости от метода управления; обработка и приклеивание защитного стекла; концепция герметизации и интерфейс прокладки; сенсорная технология, режимы работы в перчатках и воде, а также поведение при пробуждении; рабочая температура, измеренная внутри корпуса; характеристики ударопрочности и защитного стекла; интерфейс и прокладка кабелей; стратегия работы в режиме ожидания и потребление энергии; комплект документации, поставляемый с каждым устройством.

Если программа выбирает дисплей для зарядной стойки, опишите тип стойки, монтажную поверхность и условия эксплуатации, и мы укажем, какие из этих параметров должны быть учтены в технической спецификации. Панели для наружного применения для этого класса корпусов входят в ассортимент промышленных ЖК-дисплеев.

Часто задаваемые вопросы

Насколько ярким должен быть дисплей уличной зарядной станции?

Яркость должна обеспечивать читаемость содержимого даже при наихудшем освещении на объекте, с учетом отражений. Этот показатель следует указывать в спецификации как измеренное требование в месте установки панели, а не как заголовок.

Может ли один экран одновременно отображать и оплату, и рекламу?

Это возможно, но в этом случае требования объединяются: пошлина за уплату налога определяет тактильные свойства и герметичность, а рекламная пошлина — яркость и тепловую нагрузку. Оба требования должны быть выполнены одновременно.

Для работы сенсорного слоя необходим режим работы в перчатках?

Да, если сайт используется водителями в холодную погоду. Режим, переключающий пороговые значения контроллера, более надежен, чем единая настройка, выбранная для обоих случаев.

Что первым терпит неудачу при создании подставки для экспонатов?

На практике уплотнения и покрытия изнашиваются раньше, чем сама панель, а разъемы являются следующей по распространенности причиной периодических неисправностей. И то, и другое определяется конструктивными решениями, принятыми задолго до выбора панели.