DISPLAY de Aplicações Industriais – Fazendo a escolha correta

Engenheiros, desenvolvedores e outros tomadores de decisão devem ter profundo e total conhecimento de como as especificações do display impactam os produtos finais. Para escolher o display corretamente, é importante saber as diferenças entre displays industriais, não industriais ou displays de consumo, assim como os benefícios oferecidos pelos seus atributos específicos, e quais os impactos nas aplicações.
O Display de Cristal Líquido (LCD) é atualmente a tecnologia dominante no mercado de displays e também o foco deste artigo, embora uma grande parte das informações contidas neste artigo seja também relevante para outras tecnologias de displays emissivos e passivos.

É essencial pesar os prós e contras dos atributos e especificações ressaltadas neste artigo em qualquer processo de decisão.

Elementos básicos que devem ser considerados na escolha do display ideal para cada aplicação:

• Desempenhos Ópticos
- Contraste
- Cor
- Brilho
- Tempo de Resposta
- Ângulo de Visão

• Outros Fatores de Desempenho
- Durabilidade
- Vida útil do Backlight (lâmpada de iluminação traseira)
- Resistência a vibrações
- Local de Montagem e Estrutura Mecânica

• Especificações

• Disponibilidade de fornecimento / Continuidade de Produção

• Condições comerciais

• Controle de Configuração

• Situação e Cenário de Fim de linha de um produto

• Serviços específicos de customização aos clientes/Manutenção e Substituição de peças

• Histórico da empresa fornecedora

DESEMPENHOS ÓPTICOS

(Tecnologia NCM)

Óptica está sempre entre os primeiros itens a serem considerados ao se discutir desempenho. Para esta discussão dividiremos a Óptica em alguns dos seus principais atributos: Contraste, Cor, Brilho, Tempo de Resposta e Ângulo de Visão.

Constraste
O ser humano percebe mais o contraste – a diferença entre os pontos (pixels) claros e escuros – do que do brilho, assim este aspecto da especificação óptica é crítico. Na maioria dos displays de consumo (não industriais), como os utilizados em monitores de PC ou pequenos tocadores de DVD, o contraste de 200:1 pode ser suficiente. No caso de um display industrial onde o usuário pode não estar a uma distância adequada ou otimizada do Display (por exemplo, um médico olhando o display de um certo ângulo) ou ainda não haver condições de iluminação adequada (tais como aplicações em ambiente de fábrica de automação), para estes casos é necessário que o Display tenha um maior contraste. Na maioria das aplicações industriais, onde se utilizam Displays de 10,4; 12,1 e 15 polegadas, a faixa de contraste ideal é de 450:1

Cor
Em algumas aplicações industriais, particularmente onde a cor como informação é mais crítica do que caracteres, letras ou números, é importante medir a variedade (palette) de cores com uma porcentagem do gamut do padrão NTSC (National Television Standards Committee). Nos produtos LCD, o gamut de cores é fortemente influenciado pela iluminação traseira no LCD. As lâmpadas traseiras CCF (Cold Cathode Fluorescent) são tecnologias predominantes fornecendo cerca de 70 a 80 por cento do gamut de cores do padrão NTSC acima descrito. Em certas aplicações, esta faixa ainda não é suficiente e há necessidade de se chegar muito próximo a 100 por cento do gamut de cores NTSC, que tipicamente é atingido utilizando-se LEDs (Light Emitting Diodes) para iluminação traseira do produto LCD. Ao verificarmos um display com backlight de LED lado a lado a um display com backlight CCF convencional percebe-se claramente a diferença entre ambos. Artistas gráficos, editores de revistas e usuários de monitores sofisticados de alto desempenho notarão claramente uma melhoria da colorimetria produzida por um display com iluminação traseira a LED.

Brilho



Os painéis TFT (flat panel) são normalmente utilizados em aplicações de uso interno com predominância para modelos de 15 polegadas com brilho entre 250 a 300 cd/m2(nits). Entretanto este nível de brilho não é adequado para aplicações onde a luz ambiente é mais forte e predomina sobre a iluminação traseira do LCD. Outra situação é encontrada em aplicações onde se emprega o Touch Screen (acionamento e interação por toque direto na tela do LCD), pois neste caso a luz emitida para o display será reduzida. Nas aplicações típicas de quiosques, médicas e industriais, é desejável um brilho igual ou superior a 450 nits.

Tempo de Resposta
Historicamente, as tecnologias de display passivos, incluindo LCDs, têm um tempo de resposta bem baixo quando comparado às tecnologias de displays emissivos. Nos displays de consumo (não industriais), sejam eles displays de notebooks ou monitores de PC, um tempo de resposta de 30 milissegundos é considerado bom. Todavia, em aplicações de jogos, industriais ou médicas, onde o usuário pode perceber o movimento num ambiente de conteúdo dinâmico, é extremamente importante e desejável um tempo de resposta mais rápido para o LCD. As mais novas tecnologias, como o ASV (Advanced Super View) ou MVA (Multivariate Vertical Alignement), reduziram este tempo de resposta para menos de 10 milissegundos. Nos caso de aplicações em TV, a tecnologia ASV reduziu este número para fantásticos 6 milissegundos.

Ângulo de Visão



Os displays comerciais ou de consumo (não industriais) são tipicamente projetados para um único usuário e que supostamente esteja posicionado em frente ao display. Este cenário é raramente verificado na maioria das aplicações industriais; por exemplo, um médico ou enfermeira não pode parar no meio de um procedimento cirúrgico para ver o display de frente apenas para verificar um dado desejado. Para o operador de uma grande máquina, seria quase impossível ter uma visão direta ou se posicionar em frente ao display. Para um navegador em um barco ou avião, seria inconveniente se posicionar em frente ao display LCD, especialmente quando há vários displays no painel todos com diferentes ângulos em relação ao usuário. Também em aplicações comerciais (exmplo: ponto de venda) um ângulo de visão mais amplo é desejável para melhor visualização por parte dos clientes e usuários.

Os displays deveriam ser legíveis sob um amplo ângulo de visão com razoável contraste, também conhecido como legibilidade imediata, “at-a-glance readability”. Os displays de consumo apresentam um desempenho pífio nestes ambientes, porque utilizam a tecnologia TN (Twisted Nematic) e por isso tem ângulo de visão limitado. Para a melhor adequação em aplicações que requerem amplos ângulos de visão, foram desenvolvidas tecnologias como ASV e MVA, que permitem ângulos de visão de até 178 graus.


OUTROS FATORES DE DESEMPENHO

Durabilidade
A durabilidade é um atributo difícil de especificar. Um modo de determinar se um painel em particular é durável é pedir ao fabricante que forneça referências dos clientes que tenham utilizado os displays por mais de cinco anos. Os displays industriais bem projetados sobrevivem por cinco anos, enquanto é provável que os displays projetados para o segmento de consumo tenham uma vida bem mais curta, devido a falhas na iluminação traseira ou algum outro mal-funcionamento.

Vida útil do Backlight (lâmpada de iluminação traseira)
As lâmpadas CCF (Cold Cathode Fluorescent) são as mais comumente utilizadas na iluminação dos LCDs industriais. Nas aplicações industriais, estas lâmpadas são especificadas com um mínimo de 50.000 horas para meia-vida, isto é, o ponto no qual seu brilho cai pela metade de uma lâmpada nova. Nas muitas aplicações, o projeto pode requerer um desempenho de iluminação de apenas 10.000 horas antes de atingir a metade do brilho originalmente especificado. Desde que estas aplicações não requeiram utilização constante do display, os CCFs de 10.000 horas podem ser suficientes, mas não é isso o que acontece na maioria das aplicações industriais e médicas.

A iluminação traseira é normalmente o ponto fraco na expectativa de vida útil do LCD. Há esforços no sentido de duplicar o tempo de iluminação traseira do LCD, mas na maioria das aplicações industriais, a norma mínima considerada para a iluminação através de um uma CCF é de 50.000 horas.

Resistência a vibrações
Em aplicações que utilizam dispositivos eletrônicos de mão (Handheld Data Terminal) ou equipamentos portáteis como desfibriladores, a realização de testes de vibração assegura que o projeto sobreviverá ao deslocamento em um veículo comercial ou numa chamada de emergência. Nestas aplicações a resistência à vibração é importante pois permitirá ao projetista uma certa margem na construção do produto final.

A série de produtos da Optrex exibe uma notória resistência à vibração de 2G em alguns modelos de displays que os tornam adequados para o desenvolvimento de produtos industriais mais robustos em aplicações e ambientes severos.

Local de Montagem e Estrutura Mecânica
Como em toda tecnologia, as especificações são atualizadas constantemente pelos fabricantes de painéis LCD. No caso dos tipos de painéis industriais, estas variações acontecem em aproximadamente cinco anos, e ocorrem como uma resposta à evolução da tecnologia e melhorias nos projetos. Assim sendo, é importante que ao projetar um equipamento industrial ou médico se assegure que haja um certo nível de continuidade, incluindo furações similares para a montagem, localização de conectores, e ainda a manutenção de algumas dimensões do display. Desta forma o display pode mudar em cinco anos, e o produto final pode ter um ciclo de vida de 5 a 7 anos. É extremamente benéfico considerar estas especificações como uma filosofia de projeto e produtos da companhia antes de escolher um display. Em contraste com esta situação, os displays comerciais e de consumo (não industriais) podem ser alterados ou obsoletados a cada seis meses, tornando-os totalmente inadequados e de difícil utilização em aplicações que requeiram controle e manutenção da sua configuração original.

ESPECIFICAÇÕES

Especificações para displays de comerciais de consumo (não industriais) – construídos para monitores, laptops ou outras aplicações de consumo – tipicamente correspondem ao modelo de desempenho destes displays. Para os displays de uso industrial há sempre cuidados adicionais na elaboração e classificação do produto e inclusão de sistemas de amortecimento a impactos, desenvolvidos em vários aspectos das especificações, especialmente para atender à demanda dos ambientes hostis a que estes displays devem suportar. As especificações são cruciais na seleção de displays industriais, enquanto que o fator preço é mais importante na escolha de um display comercial de consumo (não industrial).

DISPONIBILIDADE DE FORNECIMENTO / CONTINUIDADE DE PRODUÇÃO

Não é raro para os clientes no mercado industrial, seja um fabricante de um Kiosk, ATM ou terminal de display para perfuração de petróleo, procurar por displays com garantia de vida entre 5 a 7 anos. Fabricantes como a Optrex oferecem displays que atendem a este requisito e duram ou excedam os 5-7 anos.

Em total contraste, os displays de consumo comercial usados em produtos como monitores de PC, notebooks etc, costumam sofrer alterações dentro de um ano e é freqüente se observar alterações após seis meses do seu lançamento.

CONDIÇÕES COMERCIAIS

Como os displays industriais são projetados para durarem mais tempo e possuem especificações que suportam aplicações hostis, os fabricantes são capazes de oferecer condições comerciais mais brandas e favoráveis aos seus clientes.

Seja por venda direta ou através dos canais de distribuição, as condições podem incluir quantidades menores de lotes, preços objetivos no futuro, aceitação de pedidos programados ao longo do ano comercial, melhores termos de garantia, análise de falha e requisitos específicos da aplicação, avisos de alterações de engenharia, entre outras facilidades. No caso de clientes que não são capazes de prever as necessidades e solicitações do mercado quanto ao uso de displays comerciais de consumo (não industriais), os displays de uso industrial oferecerão uma possibilidade de fornecimento estável e garantido ao longo da vida útil do produto.

CONTROLE DE CONFIGURAÇÃO

A definição de controle de configuração permite que o usuário faça a transição para novos produtos com displays com o mínimo de mudança de desenho e formato. Alterações de produtos são inevitáveis; é uma questão de saber quando e que impacto estas alterações terão nos clientes em termos de tempo e recursos. É útil dar ênfase no gerenciamento das alterações e mudanças para minimizar o impacto ao estabelecer o controle da configuração.

Displays industriais são desenhados para permitir alterações; os fabricantes empenham-se para manter as mudanças a níveis mínimos, e quando eles tem que mudar não somente há um plano de Notificação de Alteração de Engenharia/Produto (NAE/NAP) bem estabelecido e aceito, mas também a informação é conduzida ao cliente em tempo suficiente, permitindo que o cliente acomode tais mudanças sem impacto importante aos seus negócios. Tipicamente um NAP é divulgado cerca de três meses antes da sua implementação. Estas alterações são então documentadas e conforme apropriado, são disponibilizadas novas amostras para testes nos clientes antes deles receberem os novos produtos. No caso de displays de consumo, é muito raro haver um controle de configuração e nem sempre solicitado pelo mercado. A maioria dos displays de consumo, ou comercial são vendidos para utilização de curto prazo e são normalmente sujeitos a alteração sem prévio aviso.

SITUAÇÃO E CENÁRIO DE FIM DE LINHA DE PRODUTO

Quando um display de consumo ou comercial tem seu fim de linha decidido e anunciado, geralmente o usuário principal deste display acompanha e transiciona sua linha de produção o novo produto. Não é incomum isto acontecer em menos de um ano com muitos produtos comerciais de consumo. Contrariamente, muitas aplicações industriais ( como jogos, quiosques, ATM e médicas) o desenvolvimento do projeto levar de 12 a 18 meses entre a época em que o display foi selecionado até o ramp up de produção.
Como podemos observar, é arriscado utilizar um display comercial de consumo em tais circunstâncias. Displays Industriais apresentam maior duração de produção (de 3 a 5 anos). Quando os produtos entram na fase de fim de linha (EOL – End Of Line) é informado ao cliente ressaltando-se as razões, tais como a descontinuação de um subcomponente, alterações significativas de tecnologia, ou demanda do mercado. Esta informação é seguida por uma oportunidade de última compra (LTB – Last Time Buy) dentro de 30 a 180 dias e da última data para embarque ( LTD – Last Time Delivery) de 3 a 6 meses adiante. Este tipo de processo antecipado de informação de fim de linha de produção permite ao fabricante original do equipamento (OEM) planejar uma transição suave para outro display com um mínimo impacto nos seus negócios.

SERVIÇOS ESPECÍFICOS DE CUSTOMIZAÇÃO AOS CLIENTES/MANUTENÇÃO E SUBSTITUIÇÃO DE PARTES E PEÇAS

Se houver uma falha em um display comercial de consumo, seja durante sua montagem na produção ou no campo, o display é geralmente descartado e inutilizado. O fabricante raramente pretende efetuar reparos nos displays no campo ou retrabalhos na fábrica de montagem do produto. Isto é aceitável em muitas aplicações onde o custo de enviar o display para que um técnico o repare é muito mais caro do que se dispor do display. Porém, nos mercados industriais, se espera que o fabricante do equipamento original (OEM) esteja preparado para efetuar serviços de manutenção e reparo e que esteja apto a consertar o produto por alguns anos. Seja para substituir a lâmpada de iluminação traseira do LCD, o inversor ou mesmo recuperar o display, esta é uma tarefa que faz parte dos negócios de serviços com muitos clientes.

Fabricantes que oferecem displays industriais tipicamente projetam seus produtos de forma que as lâmpadas de iluminação traseira sejam substituíveis. Outra preocupação é que o display possa ser desmontado facilmente, facilitando o acesso aos subcomponentes para a manutenção e reparos devidos. Também são fornecidas peças sobressalentes, tais como lâmpadas para a iluminação traseira, inversores e outros subcomponentes. O conceito de peças sobressalentes em um display comercial de consumo é incomum.

HISTÓRICO DA EMPRESA FORNECEDORA

Ao selecionar um display para uma aplicação não comercial ou de consumo, peça para o fabricante fornecer referências de clientes que tenham utilizado seus displays por 10 anos ou mais. Preferencialmente a referência deve ser de empresa em sua própria indústria que tenha usado certo tipo de display e que pudesse repartir suas experiências com você. Especialmente se você tiver um curto espaço de tempo para selecionar e decidir pelo display a ser utilizado, isto pode ser um caminho seguro e efetivo para escolher um display ou um fabricante que atenda às suas necessidades.

CONCLUSÃO

Os Displays de aplicação comercial ou consumo são uma excelente opção quando o desempenho e preços são requisitos já definidos. Todavia, em algumas aplicações, é preferível investir um pouco mais e projetar um display de aplicação industrial. O tempo e recursos investidos na hora de selecionar um display industrial sempre compensam a longo prazo.

CONSULTE A OPTREX PARA O DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES COM LCDs INDUSTRIAIS.


Representação exclusiva:
- Mastertronics Representações Ltda.

Distribuidores franqueados:
- Avnet do Brasil



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