Comment sélectionner une architecture d'écran TFT LCD et d'IHM pour un terminal de contrôle d'accès

L’écran d’un terminal de contrôle d’accès a une mission ciblée mais exigeante. Il doit fournir à l’utilisateur un retour immédiat et sans ambiguïté tout en partageant un panneau avant compact avec une caméra, un lecteur d’identifiants, un système d’éclairage, un microphone, un haut-parleur, un clavier, un capteur d’empreintes digitales ou autre matériel d’authentification.

L’écran TFT LCD n’est donc qu’une partie du terminal. Il ne vérifie pas un identifiant, ne prend pas de décision d’accès et ne contrôle pas directement la porte simplement parce qu’il affiche un message d’approbation ou de refus. Ces fonctions relèvent du logiciel du terminal, du sous-système d’identifiants, du contrôleur de porte et de l’architecture globale de contrôle d’accès.

Pour les équipes OEM, le processus de conception correct commence par la définition complète de l’interaction utilisateur et de la frontière du système. La taille de l’écran, le format, l’interface et la technologie tactile peuvent ensuite être sélectionnés en fonction de cette architecture plutôt que traités comme des choix indépendants dans un catalogue.

Définir le rôle du terminal avant de sélectionner l’écran

“Le terme ” terminal de contrôle d’accès » peut désigner plusieurs produits différents. Un simple lecteur peut n’avoir besoin que d’un écran de statut compact. Un terminal de temps et de présence peut nécessiter des informations sur les employés, des invites d’horaire et une navigation tactile. Un terminal visiteur peut inclure une caméra, un flux de travail par code QR, un interphone et une interface graphique plus grande. Un terminal biométrique peut devoir coordonner le positionnement du visage, les invites d’identifiants, l’enrôlement et le retour de transaction.

La première étape d’ingénierie consiste à documenter quelles fonctions sont locales au terminal et lesquelles sont exécutées ailleurs.

Rôle du terminalExigence d’affichage typiqueQuestions système
Lecteur de statutInvites courtes, statut des identifiants, état de la porte et messages d’erreurLe lecteur prend-il une décision locale ou rend-il compte à un contrôleur séparé ?
Terminal d’accès à écran tactileSaisie du code PIN, navigation dans les menus, invites visiteur et instructions contextuellesQuelles actions sont autorisées localement, et comment les événements tactiles sont-ils sécurisés et validés ?
Terminal biométriqueGuidage de positionnement, retour de progression, instructions de nouvelle tentative et états de résultatOù sont gérées la capture biométrique, la correspondance, les modèles et les contrôles de confidentialité ?
Terminal de temps et de présenceIdentité de l’utilisateur, état d’arrivée ou de départ, codes de travail et confirmation de transactionQu’est-ce qui doit rester disponible lorsque le réseau ou le serveur est hors ligne ?
Terminal visiteur ou interphoneAnnuaire, état d’appel, aperçu caméra, instructions et support d’accessibilitéComment les fonctions vidéo, audio, tactile, de déverrouillage de porte et d’opérateur distant sont-elles séparées ?

Une exigence telle que “ écran d’accès Android de 4 pouces ” n’est pas encore suffisante. La base d’ingénierie devrait également définir le parcours utilisateur, les méthodes d’authentification, l’architecture du contrôleur de porte, les dépendances réseau, l’environnement d’installation, la position de visualisation, la source d’alimentation, le boîtier, la propriété du logiciel et les quantités de production.

Choisir le format d’affichage à partir de l’architecture du panneau avant

Les terminaux de contrôle d’accès sont généralement contraints en espace car la surface avant doit accueillir plus qu’un écran. Une caméra peut devoir rester proche du niveau des yeux. Une antenne RFID doit éviter les matériaux et l’électronique qui interfèrent avec son fonctionnement prévu. Un capteur d’empreintes digitales nécessite une position physique accessible. Les haut-parleurs, microphones et composants d’éclairage exigent des ouvertures ou des chemins optiques contrôlés.

Landscape, portrait and bar-type TFT LCD layouts for access control terminals
Dispositions d’écrans TFT LCD paysage, portrait et en barre pour terminaux de contrôle d’accès

Le format d’affichage doit suivre cette disposition.

Écran compact en paysage

Un petit écran TFT LCD en paysage peut bien fonctionner lorsque le terminal affiche principalement un statut, de courtes instructions, des icônes ou une interface PIN simple. Sa largeur peut supporter du texte et des éléments visuels côte à côte, mais il peut entrer en concurrence avec le lecteur ou la caméra pour l’espace horizontal du panneau avant.

Écran tactile en portrait

Un écran en portrait peut supporter des étapes ordonnées verticalement telles que présenter l’identifiant, saisir le code PIN, positionner le visage, attendre et voir le résultat. Ce format peut s’aligner naturellement avec un terminal mural étroit. L’équipe doit encore vérifier la taille des cibles tactiles, l’utilisation à une main, la longueur du texte et l’emplacement de la caméra.

Écran en barre

Un écran LCD étroit en barre peut être utile lorsque le produit nécessite une zone de statut fine au-dessus ou à côté d’un lecteur d’identifiants. Il peut offrir un design industriel distinctif et préserver l’espace pour les caméras ou capteurs. Cependant, un format allongé limite les dispositions d’interface conventionnelles, de sorte que l’application doit être conçue spécifiquement pour la zone active.

La démonstration publique Smart Access de RJY Display a utilisé un petit écran LCD en barre avec une carte mère Android, montrant que cette architecture peut être envisagée pour un projet défini de terminal d’accès. Cette démonstration ne doit pas être interprétée comme une preuve que chaque écran en barre ou carte Android est automatiquement adapté à chaque système de contrôle d’accès.

Concevoir l’interface utilisateur autour d’un retour rapide et sans ambiguïté

L’interaction avec un terminal de porte est brève. Les utilisateurs ne s’attendent pas à étudier une interface complexe en se tenant à une entrée. L’écran doit rendre l’état actuel clair sans dépendre d’une seule couleur, d’une petite icône ou d’une animation de courte durée.

Au minimum, définir le comportement visuel pour :

  • inactif et prêt ;
  • identifiant détecté ;
  • identifiant en cours d’évaluation ;
  • accès accordé ;
  • accès refusé ;
  • second facteur requis ;
  • justificatif invalide ou illisible ;
  • état de porte ouverte, porte maintenue ou porte forcée, le cas échéant ;
  • terminal hors ligne ou contrôleur indisponible ;
  • condition de service, de maintenance ou d’altération ;
  • rétablissement après une interruption de courant ou de réseau.

Les états de succès et d’échec doivent rester visibles suffisamment longtemps pour être compris, mais l’écran doit revenir à un état de veille préservant la confidentialité sans exposer d’informations sur l’utilisateur précédent.

Contraste et cibles tactiles

Bien qu’une interface de terminal intégrée ne soit pas automatiquement une page web, WCAG 2.2 fournit des références utiles pour la conception d’interfaces utilisateur. Elle spécifie un rapport de contraste d’au moins 4,5:1 pour le texte normal et de 3:1 pour le texte agrandi selon son critère de contraste minimal. Elle définit également des recommandations minimales et renforcées concernant les cibles tactiles pour les interfaces utilisées au toucher.1

Ces valeurs ne remplacent pas les exigences d’accessibilité applicables au produit ni les tests sur appareil réel. Elles constituent un point de départ pour évaluer le texte, les icônes et les commandes. La lisibilité finale dépend toujours de la densité de pixels, du rendu des polices, des réflexions du verre de protection, de la distance de visualisation, de la hauteur d’installation, de la lumière ambiante et de la vue des utilisateurs réels.

Éviter d’utiliser uniquement la couleur pour distinguer les états autorisés et refusés. Combiner la couleur avec une icône claire, du texte, un signal audio ou tout autre signal approprié. L’interface doit également éviter d’afficher une confirmation verte alors que le contrôleur de porte signale un état contradictoire.

Maintenir la séparation entre l’écran, le tactile et les entrées d’authentification

L’écran est un dispositif de sortie. Le capteur tactile, la caméra, le lecteur RFID, le capteur d’empreintes digitales, le clavier et le microphone sont des systèmes d’entrée distincts. Ils peuvent partager un processeur hôte et un boîtier, mais ils disposent d’interfaces, de pilotes, d’exigences temporelles et de modes de défaillance différents.

Sous-systèmeFonction principaleQuestions d’intégration typiques
Le LCD TFTAffiche les invites, l’état et l’interface graphiqueInterface panneau, synchronisation, alimentation, rétroéclairage, angle de vision et adaptation mécanique
Capteur tactileSignale les coordonnées tactiles ou les gestes de l’utilisateurContrôleur tactile, chemin USB ou I2C, empilement de verre, réglage, mise à la terre et pilote
Caméra et éclairageCapture des images pour les fonctions applicatives approuvéesChamp de vision, interface image, éclairage, charge thermique, confidentialité et propriété applicative
Lecteur de justificatifsLit une carte, une étiquette, un justificatif mobile ou tout autre jeton pris en chargePosition de l’antenne, protocole, limite du contrôleur, bruit électrique et matériaux du boîtier
Saisie par empreinte digitale ou clavierFournit un autre facteur d’authentification ou une méthode de saisie utilisateurAccès physique, chemin de données, nettoyage, usure, confidentialité et intégration logicielle locale
Microphone et haut-parleurFournit un interphone ou un retour audioCodec audio, conception acoustique, écho, ouvertures, étanchéité et comportement applicatif

Une défaillance dans un sous-système ne doit pas être masquée par un autre. Par exemple, un LCD fonctionnel ne prouve pas que le lecteur de justificatifs est en ligne. Un aperçu caméra ne prouve pas que le traitement biométrique ou le contrôleur de porte est disponible. Une animation tactile ne prouve pas que l’opération demandée a été acceptée.

Exploded access control terminal with separate LCD, touch, camera, reader, audio and host board
Terminal de contrôle d’accès en éclaté avec LCD, tactile, caméra, lecteur, audio et carte hôte séparés

Choisir délibérément l’interface entre l’écran LCD et l’hôte

Le chemin d’affichage dépend de la carte hôte sélectionnée. Les systèmes embarqués compacts peuvent utiliser RGB, MIPI DSI, LVDS, eDP, SPI ou une autre interface de panneau prise en charge. Une carte contrôleur d’affichage peut quant à elle accepter une source vidéo externe telle que HDMI.

Ces architectures ne doivent pas être mélangées sans précaution. Le HDMI ne peut pas piloter passivement un panneau MIPI, RGB, LVDS ou eDP brut. Un récepteur actif, un pont, un scaler ou une carte contrôleur est nécessaire pour convertir la vidéo source dans le format électrique, la synchronisation et l’initialisation attendus par le LCD.

Le tactile reste un chemin d’entrée distinct. Dans un écran tactile HDMI typique, le HDMI transporte l’image et l’USB transporte les coordonnées tactiles. Un contrôleur tactile intégré peut quant à lui se connecter via I2C ou une autre interface. L’USB Implementers Forum publie les spécifications de classe Human Interface Device utilisées par les périphériques d’entrée USB conformes.2

Avant de sélectionner le module, confirmer :

  • le modèle de carte hôte et la révision matérielle ;
  • la sortie d’affichage native et le connecteur ;
  • la résolution LCD, la synchronisation et le format de pixels ;
  • les voies d’interface, canaux ou configuration du bus ;
  • les rails d’alimentation du panneau, la séquence de réinitialisation et d’activation ;
  • la tension, le courant et la méthode de contrôle de luminosité du rétroéclairage ;
  • l’interface du contrôleur tactile et le pilote du système d’exploitation ;
  • la rotation de l’écran et la rotation des coordonnées tactiles ;
  • le logo de démarrage, l’écran de récupération et le comportement de lancement de l’application ;
  • les exigences relatives à la caméra, au lecteur, à l’audio et aux entrées/sorties externes.

Séparer l’ordinateur HMI de la frontière de contrôle de la porte

Un terminal d’accès peut contenir une carte de calcul Android ou Linux qui pilote l’écran, l’interface tactile, la caméra, l’audio et l’application réseau. Le même boîtier peut également contenir l’électronique de contrôle de porte, ou le terminal peut communiquer avec un contrôleur sécurisé distinct.

Le projet doit définir quel composant prend la décision d'accès et quel composant alimente la serrure. Une application graphique ne doit pas être considérée comme la seule frontière de sécurité simplement parce qu'elle s'exécute sur la carte hôte de l'écran.

Access control HMI connected to a separate door controller, lock circuits and management server
Interface homme-machine (IHM) de contrôle d'accès connectée à un contrôleur de porte distinct, à des circuits de serrure et à un serveur de gestion.

La Security Industry Association décrit le protocole Open Supervised Device Protocol comme une norme de communication pour le contrôle d'accès visant à améliorer l'interopérabilité entre les produits de contrôle d'accès et de sécurité. Les informations actuelles de la SIA identifient OSDP v2.2.2 et notent qu'OSDP a été publié sous la référence IEC 60839-11-5.3

Cela ne signifie pas que chaque carte d'affichage RJY ou terminal proposé prend en charge OSDP. Si un projet exige OSDP, RS-485, Wiegand, Ethernet, CAN, des sorties relais ou une autre méthode de communication, le matériel exact, la conception électrique, la mise en œuvre logicielle et les exigences de certification doivent être confirmés pour ce projet.

Définir le comportement hors ligne et en cas de panne.

La perte de réseau, l'indisponibilité du serveur et la perte de communication avec le contrôleur de porte sont des événements distincts. L'interface utilisateur ne doit présenter que l'état que le terminal peut vérifier.

Les questions à résoudre comprennent :

  • Le terminal peut-il traiter localement les identifiants approuvés lorsqu'il est hors ligne ?
  • Quel composant stocke les identifiants, les autorisations et les journaux d'audit ?
  • Quel message est affiché lorsque le réseau est indisponible mais que l'accès local reste opérationnel ?
  • Que se passe-t-il lorsque le terminal peut atteindre le serveur mais pas le contrôleur de porte ?
  • Comment une transaction incomplète est-elle récupérée après une perte de courant ?
  • Comment l'heure, la langue et la configuration sont-elles synchronisées ?
  • Quelles informations doivent être masquées aux utilisateurs non autorisés ?

Une icône générique “ hors ligne ” est insuffisante si différents états hors ligne nécessitent différentes actions de maintenance ou politiques d'accès.

Examiner la compatibilité Android ou carte embarquée en tant que configuration contrôlée

Une carte Android peut fournir des graphiques, la mise en réseau, une caméra, de l'audio et un support applicatif, mais un “ écran LCD compatible Android ” n'est pas une spécification d'ingénierie complète. La compatibilité doit être établie pour le panneau exact, la révision de la carte, le chargeur de démarrage, le noyau, le BSP, l'arborescence des périphériques, le pilote d'affichage, le pilote tactile et l'image applicative.

L'équipe système doit confirmer si chaque périphérique utilise une interface native prise en charge ou nécessite un pont ou un contrôleur externe. Les connecteurs disponibles ne prouvent pas en eux-mêmes que chaque caméra, écran, capteur tactile, lecteur d'identifiants ou dispositif audio peut fonctionner simultanément.

Les responsabilités logicielles doivent également être attribuées avant l'approbation du prototype :

  • Synchronisation LCD et initialisation du panneau ;
  • Contrôle du rétroéclairage et politique d'inactivité ;
  • Pilote tactile et étalonnage ;
  • Rotation de l'écran et du tactile ;
  • Pilote de caméra et pipeline applicatif ;
  • Intégration du SDK ou du protocole du lecteur d'identifiants ;
  • Communication avec le contrôleur de porte ;
  • Démarrage, chien de garde et récupération applicative ;
  • Stratégie de mise à jour à distance et de restauration ;
  • Gestion de l'image de production et de la configuration.

RJY Display prend en charge les discussions sur la carte contrôleur et le micrologiciel pour les projets d'affichage définis, mais l'adaptation logicielle dépend du projet. Elle ne doit pas être traitée comme une capacité automatique de type « brancher et utiliser ».

Coordonner le verre de protection, le tactile et la structure mécanique

Le panneau avant du terminal doit être conçu comme un ensemble mécanique et optique unique. La zone active du LCD, le capteur tactile, les fenêtres de caméra, les ouvertures d'éclairage, l'antenne du lecteur, le microphone, le haut-parleur, le capteur d'empreintes digitales, la bordure imprimée et les éléments de montage se disputent tous un espace contrôlé.

Examiner les dessins complets pour :

  • Contour du LCD, zone active et zone de visualisation ;
  • Contours du capteur tactile et de la vitre de protection ;
  • Chemins optiques de la caméra et de l'éclairage ;
  • Alignement et tolérance de la bordure imprimée ;
  • Sortie du connecteur FPC, position du connecteur et courbure du câble ;
  • Emplacement de l'antenne du lecteur et matériaux environnants ;
  • Chemins acoustiques du haut-parleur et du microphone ;
  • Charges de montage, zones adhésives et zones d'exclusion ;
  • Accès de maintenance et séquence de remplacement ;
  • Exigences en matière de joints, de jonctions et de boîtier définies par le fabricant de l'équipement.

La vitre de protection peut être coordonnée autour d'une plateforme d'affichage existante, mais elle n'établit pas de manière indépendante la certification d'impact, d'étanchéité ou environnementale pour le terminal fini. Ces propriétés dépendent du boîtier complet, des matériaux, des joints, du montage et du programme de qualification.

Valider le terminal d’accès complet, et non seulement l’écran LCD

Un échantillon d'affichage montrant une image de test n'est pas encore un terminal validé. Le prototype représentatif doit inclure le LCD prévu, l'empilement tactile, la carte hôte, la caméra, l'éclairage, le lecteur d'identifiants, le matériel audio, l'interface du contrôleur de porte, l'architecture d'alimentation, le routage des câbles, le boîtier et la version logicielle.

Engineers validating an access control terminal display, reader, touch and door-controller communication
Ingénieurs validant l'affichage, le lecteur, le tactile et la communication avec le contrôleur de porte d'un terminal de contrôle d'accès.

Validation de l'affichage et de l'interface utilisateur.

Vérifier chaque état utilisateur depuis la hauteur de montage prévue, la distance de visualisation et la direction d'approche. Tester la lumière ambiante normale et faible, les reflets, les variantes linguistiques, les noms longs, les textes d'erreur, la rotation de l'écran, la gradation, le réveil et le délai de confidentialité.

Validation des entrées et des périphériques.

Vérifier la précision tactile, le comportement des bords, le fonctionnement du lecteur, l'alignement de la caméra, l'éclairage, l'accès par empreinte digitale ou clavier, le niveau audio et les performances du microphone dans le boîtier assemblé. Exercer les périphériques ensemble plutôt que un à la fois.

Validation des pannes et de la récupération.

Tester le démarrage à froid, les cycles d'alimentation répétés, le redémarrage applicatif, la récupération par chien de garde, la déconnexion réseau, la reconnexion au serveur, la perte de communication avec le contrôleur de porte, la déconnexion périphérique lorsque cela est sûr, la mise à jour logicielle échouée et la restauration. Confirmer que l'écran ne présente jamais un état d'accès accordé sans l'événement système approuvé correspondant.

Contrôle de la configuration de production

La configuration approuvée doit identifier le modèle et la révision du LCD, le capteur tactile, le dessin de la vitre de protection, la caméra, le lecteur, les composants audio, la révision de la carte hôte, le matériel d'interface de porte, les dessins de câbles, le firmware, le BSP, l'arbre de périphériques, la compilation de l'application, les fichiers de configuration et la procédure de test de production.

Un échantillon d'ingénierie fonctionnel n'est pas reproductible s'il dépend d'un câble non documenté, d'un pilote installé manuellement, d'un réglage de registre temporaire ou d'une configuration tactile non enregistrée.

Préparer une demande de devis complète pour l’écran du terminal d’accès

Pour une revue d'ingénierie utile, fournissez :

  • le type de terminal et l'application cible ;
  • les conditions d'installation intérieures, abritées ou extérieures ;
  • les dessins du panneau avant et du boîtier ;
  • la taille d'affichage cible, le rapport hauteur/largeur et la résolution ;
  • les écrans d'interface utilisateur représentatifs et les langues prises en charge ;
  • la distance de visualisation, la hauteur de montage et les conditions de lumière ambiante ;
  • les exigences relatives à l'écran tactile et à la vitre de protection ;
  • les exigences relatives à la caméra, à l'éclairage, au lecteur, à l'empreinte digitale, au clavier et à l'audio ;
  • le modèle du processeur hôte ou de la carte contrôleur ;
  • les interfaces LCD et tactiles préférées ;
  • les exigences de communication avec le contrôleur de porte et les E/S externes ;
  • les responsabilités concernant le système d'exploitation, le BSP, les pilotes et l'application ;
  • les contraintes d'alimentation, thermiques et de boîtier ;
  • la quantité de prototypes, le volume de production attendu et les attentes en matière de cycle de vie ;
  • les normes au niveau produit requises et les critères de validation.

RJY Display peut examiner les modules TFT LCD disponibles, les afficheurs en barre, les options tactiles, les cartes contrôleurs et la personnalisation autour d'une plateforme d'affichage existante. La discussion peut inclure la vitre de protection, le rétroéclairage, le FPC, l'interface, le tactile, la carte contrôleur, le firmware et la coordination mécanique selon la faisabilité du projet.

Envoyez les exigences de votre terminal d'accès concernant l'affichage, la carte hôte, l'interface utilisateur, les périphériques et le boîtier pour une revue d'ingénierie.

FAQ

Quel format d'affichage convient à un terminal de contrôle d'accès ?

Un TFT LCD compact au format paysage, portrait ou barre peut convenir selon l'interface utilisateur du terminal, la caméra, le lecteur d'identifiants, le clavier, le capteur d'empreintes digitales et la disposition du boîtier. Le format correct doit être sélectionné en fonction de l'architecture complète du panneau avant plutôt que de la seule taille de l'affichage.

Le TFT LCD effectue-t-il la reconnaissance biométrique ou le contrôle d'accès ?

Non. Le TFT LCD affiche les invites et les résultats. La capture par caméra, le traitement biométrique, la lecture des identifiants, les décisions d'accès et le contrôle de porte relèvent de fonctions matérielles et logicielles distinctes, même lorsque plusieurs fonctions partagent une seule carte hôte embarquée.

L'HDMI peut-il se connecter directement à un panneau MIPI, RGB, LVDS ou eDP brut ?

Non. L'HDMI nécessite un récepteur actif, un pont, un scaler ou une carte contrôleur pour générer l'interface, la synchronisation et l'initialisation compatibles avec le panneau. Un câble passif ne peut pas effectuer cette conversion ni fournir l'alimentation du panneau et les fonctions de rétroéclairage.

Une carte contrôleur Android peut-elle fonctionner avec n'importe quel affichage de contrôle d'accès ?

Non. La compatibilité doit être vérifiée pour le LCD exact, le contrôleur tactile, la révision de la carte, l'interface, la synchronisation, le connecteur, l'alimentation, le bootloader, le noyau, le BSP, l'arbre de périphériques et l'image logicielle. Les exigences périphériques telles que les caméras, les lecteurs, l'audio et la communication avec le contrôleur de porte doivent également être vérifiées.

Que faut-il tester avant d'approuver une IHM de terminal d'accès ?

Testez la pile complète d'affichage et de tactile, la caméra et l'éclairage, le lecteur d'identifiants, l'audio, la communication avec le contrôleur de porte, les états de l'interface utilisateur, les conditions de visualisation, le démarrage, les cycles d'alimentation répétés, la perte de réseau, la perte du contrôleur, la récupération de l'application, le comportement de mise à jour logicielle, l'assemblage du boîtier et la configuration de production contrôlée.

Références

  1. World Wide Web Consortium, Directives pour l'accessibilité des contenus Web 2.2.
  2. USB Implementers Forum, Spécifications et outils des périphériques d'interface humaine.
  3. Security Industry Association, Open Supervised Device Protocol.

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