I display per macchinari agricoli operano all'intersezione tra ottica per esterni, elettronica del veicolo, grafica embedded, input tattile, controllo macchina e durabilità meccanica. Un terminale in un trattore o in una mietitrebbia potrebbe dover mostrare linee guida, mappe di campo, impostazioni degli attrezzi, dati operativi, telecamere, diagnostica e allarmi mentre la macchina si muove attraverso condizioni di luce e terreno variabili.
Questo carico di lavoro non può essere ridotto a un singolo valore di luminosità o dimensione dello schermo. Il TFT LCD, il layer tattile, il computer host, l'interfaccia di comunicazione del veicolo, il cablaggio, l'involucro, i comandi fisici e il software applicativo devono essere trattati come parti coordinate ma distinte dell'HMI.
Questa guida spiega come un OEM può definire tali requisiti senza presupporre che un singolo pannello sia adatto a ogni veicolo o che un modulo LCD da solo fornisca funzionalità ISOBUS, controllo macchina, protezione ambientale o conformità alla sicurezza.
I requisiti del display dovrebbero iniziare dai compiti dell'operatore. Un terminale per trattore compatto può enfatizzare lo stato della macchina e la regolazione degli attrezzi. Un display per mietitrebbia può combinare dati di raccolta, impostazioni macchina, informazioni sulla resa, guida e viste della telecamera. Un terminale universale potrebbe dover presentare interfacce fornite da diversi attrezzi collegati.
Costruire schermate rappresentative prima di scegliere il pannello. Includere mappe realistiche, percorsi di guida, messaggi di allarme, controlli degli attrezzi, aree di stato, finestre della telecamera, caratteri, lingue e temi giorno/notte. Questo rivela quanta area attiva e risoluzione sono effettivamente necessarie.
Una risoluzione più elevata può migliorare i dettagli della mappa e l'organizzazione delle informazioni, ma aumenta anche la memoria del framebuffer, la larghezza di banda grafica, il carico di rendering, la velocità effettiva dell'interfaccia e potenzialmente il consumo energetico. La risoluzione corretta è quella che l'host selezionato può aggiornare in modo affidabile sotto il carico di lavoro combinato peggiore, non necessariamente la specifica più alta disponibile.
Il rapporto d'aspetto dello schermo dovrebbe seguire l'interfaccia. Un formato wide può essere adatto per mappe e viste a schermo diviso, mentre un'altra applicazione può trarre vantaggio da un'area attiva rettangolare o quadrata più compatta. L'involucro, la posizione di montaggio, il volante, i montanti del parabrezza, le linee di vista dell'operatore e i comandi fisici vicini vincolano tutti la scelta.
I display agricoli possono incontrare luce solare diretta, nuvolosità luminosa, riflessi dal vetro della cabina, bagliore del sole a basso angolo all'alba o al tramonto, ombre, polvere, impronte digitali e uso notturno. La luminanza nominale del pannello è solo una parte della leggibilità in queste condizioni.
Il risultato visibile dipende dal contrasto e dal comportamento di visione dell'LCD, dalla retroilluminazione, dal sensore tattile, dalla lente di copertura, dagli spazi o dagli strati di incollaggio, dai riflessi superficiali, dai colori della GUI, dallo spessore del carattere, dall'angolo di montaggio e dalla direzione della luce ambientale. Aumentare la retroilluminazione può migliorare il contrasto tra la luce emessa dallo schermo e l'illuminazione ambientale, ma non elimina i riflessi sulla superficie frontale e può aggiungere carico termico ed energetico.
Gli OEM dovrebbero definire diverse condizioni di visione reali invece di un unico requisito generico “per esterni”:
Valutare lo stack finale del display in queste condizioni. Le risorse di RJY Display sui display leggibili alla luce solare e angoli di visione dei TFT LCD forniscono punti di partenza, ma un'etichetta di categoria o una scheda tecnica del pannello non sostituisce la validazione ottica a livello di veicolo.
Un display selezionato solo per la massima resa diurna può comunque produrre un'interfaccia notturna insoddisfacente. Il sistema deve supportare una gamma di oscuramento utilizzabile, temi GUI appropriati, aspetto di avvio controllato e transizioni prevedibili tra gli stati operativi.
Il controllo della retroilluminazione dovrebbe essere coordinato tra modulo LCD, circuiti di pilotaggio, software host, strategia di luce ambientale e stato di alimentazione del veicolo. Il team dovrebbe verificare la luminosità stabile minima, la modulazione visibile, la leggibilità dell'immagine, il comportamento dei colori, le transizioni di riattivazione e se le modifiche alla retroilluminazione influenzano l'elettronica vicina.
La GUI non dovrebbe fare affidamento esclusivamente sul colore per comunicare condizioni importanti. Le palette giorno e notte dovrebbero preservare la gerarchia, il contrasto, il riconoscimento degli allarmi e la leggibilità della mappa. Testare schermate rappresentative sporche e interni di cabina riflessi, invece di rivedere la GUI solo su un monitor da scrivania.
Il tocco può essere utile per mappe, menu, configurazione degli attrezzi, immissione dati e controlli contestuali. I macchinari agricoli, tuttavia, possono essere operati con guanti da lavoro, mani sporche, umidità sulla superficie, vibrazioni e frequente attenzione rivolta all'esterno della cabina.
Spesso vale la pena valutare un'interfaccia ibrida. Il tocco può gestire la navigazione flessibile, mentre un joystick, un controllo rotativo o tasti fisici possono supportare operazioni ad alta frequenza che traggono vantaggio dal feedback tattile. La suddivisione appropriata dipende dalla macchina, dall'analisi dei rischi, dal flusso di lavoro dell'operatore e dalla progettazione del software.
Le prestazioni tattili non possono essere dedotte dalle parole “touchscreen capacitivo”. Il comportamento finale dipende dal sensore, dal controller, dal firmware, dal materiale di copertura, dallo spessore dello stack, dalla messa a terra, dall'ambiente di rumore, dai guanti, dall'acqua, dalla contaminazione, dalla dimensione del bersaglio e dal montaggio. Non tutti i sistemi capacitivi supportano ogni condizione di guanto o uso bagnato.
Validare tocchi deliberati, trascinamenti, bersagli sui bordi, multi-touch se richiesto, contatto del palmo, gocce, polvere e vibrazioni con lo stack destinato alla produzione. I controlli difficili da attivare a macchina ferma possono diventare significativamente più difficili da usare quando la macchina è in movimento.
Un HMI agricolo contiene tipicamente diverse funzioni separate:
Una connessione CAN o ISOBUS non pilota direttamente i pixel grezzi in un pannello LCD. I dati del veicolo o dell'attrezzo vengono ricevuti e interpretati da un sistema host compatibile, che esegue il rendering dell'interfaccia e poi pilota l'LCD attraverso il suo percorso di visualizzazione nativo.
ISO 11783 specifica una rete dati seriale per la comunicazione e il controllo su trattori e attrezzi agricoli e forestali. Il suo scopo dichiarato include la standardizzazione del trasferimento dati tra sensori, attuatori, elementi di controllo, unità di memorizzazione delle informazioni e display.1 La Agricultural Industry Electronics Foundation descrive la funzionalità del Terminale Universale come la capacità di un attrezzo di essere operato tramite un terminale compatibile, soggetto alle funzionalità supportate dai componenti partecipanti.2
Questi concetti si applicano a un'architettura di terminale completa. L'acquisto di un modulo LCD o di una scheda Android generica non crea, di per sé, un Terminale Universale ISOBUS né stabilisce la conformità al protocollo.
L'LCD può utilizzare RGB, LVDS, MIPI DSI, eDP o un'altra interfaccia di pannello definita. La selezione dovrebbe iniziare con il processore host, la larghezza di banda grafica, le interfacce supportate, la piattaforma software, il layout della scheda, la disposizione dei connettori, i domini di alimentazione e i requisiti di temporizzazione esatti del pannello.
Un connettore corrispondente non è una prova sufficiente di compatibilità. Gli ingegneri devono confermare il tipo di interfaccia, la tensione, l'assegnazione dei pin, la configurazione della corsia o del bus, il formato dei pixel, la temporizzazione, l'inizializzazione, la sequenza di alimentazione, il controllo della retroilluminazione e il supporto software.
Se un host espone HDMI mentre il pannello utilizza MIPI DSI, RGB, LVDS o eDP grezzi, un cavo passivo non può eseguire la conversione. Il progetto richiede un controller attivo o un bridge adatto configurato sia per la sorgente che per il pannello esatto. Quel dispositivo diventa parte del piano di avvio, firmware, alimentazione, termico, EMC e ciclo di vita.
Anche il cablaggio esterno del veicolo dovrebbe essere distinto dalla breve connessione interna del pannello. Non si dovrebbe mai presumere accettabile estendere un'interfaccia FPC LCD grezza attraverso un lungo cavo del veicolo. Il collegamento terminale-veicolo necessita di una propria architettura di comunicazione, alimentazione, messa a terra, schermatura, connettore, scarico della tensione e ripristino guasti, progettata deliberatamente.
I macchinari agricoli espongono il gruppo display a vibrazioni sostenute, urti intermittenti, risonanza della cabina, movimento del connettore e carichi del cablaggio. Un pannello che funziona su un banco di sviluppo aperto non ha dimostrato idoneità nella macchina.
La progettazione meccanica dovrebbe esaminare il profilo dell'LCD, l'area attiva, la cornice, le aree di esclusione dei componenti, l'uscita FPC, il raggio di curvatura, la ritenzione del connettore, il telaio della retroilluminazione, i punti di supporto, lo stack di copertura, le guarnizioni, gli elementi di fissaggio, le nervature dell'involucro, il braccio di montaggio e il cablaggio esterno. I carichi strutturali non dovrebbero essere concentrati sul vetro dell'LCD o trasmessi attraverso l'FPC.
I test ambientali devono essere derivati dai requisiti del prodotto finito. La IEC 60068-2-64, ad esempio, fornisce un metodo per test di vibrazione casuale intesi a valutare se un esemplare può resistere a carichi dinamici specificati senza degrado funzionale o strutturale inaccettabile.3 Citare questo metodo di test non stabilisce un profilo di vibrazione universale per ogni trattore, attrezzo, terminale o modulo LCD.
L'OEM dovrebbe determinare gli assi di test, il dispositivo di montaggio, lo spettro, la durata, lo stato operativo e i criteri di accettazione dall'attrezzatura prevista e dai requisiti applicabili. Testare solo un pannello sciolto perderebbe le interazioni con involucro, montaggio, cablaggio e connettore.
Il sistema di visualizzazione può includere guide LCD, una retroilluminazione a LED, elettronica tattile, processore, memoria, ricetrasmettitori di comunicazione e convertitori di supporto. Il suo comportamento di alimentazione deve essere valutato come terminale, non solo come pannello.
Definire l'ordine di avvio, l'abilitazione della retroilluminazione, l'inizializzazione della comunicazione, la disponibilità della GUI, il sonno, la riattivazione, lo spegnimento, l'interruzione di alimentazione e il ripristino. Verificare cosa vede l'operatore quando la comunicazione con l'attrezzo è ritardata o persa. Una mappa congelata o una schermata di stato obsoleta non dovrebbero essere scambiate per informazioni attuali della macchina.
I percorsi di alimentazione e retroilluminazione dovrebbero essere esaminati insieme a messa a terra, transitori del veicolo, attuatori ad alta corrente e apparecchiature radio. La guida di RJY Display su come alimentare un display TFT LCD Spiega le considerazioni a livello di modulo, ma il condizionamento dell'alimentazione del veicolo e la protezione a livello di terminale rimangono parte della progettazione OEM.
Il LCD comunica informazioni, ma non diventa automaticamente un componente del sistema di controllo relativo alla sicurezza. Un avviso grafico, un pulsante touch o un'icona di stato possono supportare il funzionamento solo all'interno dell'architettura e dei controlli di rischio definiti per la macchina completata.
La serie ISO 25119 riguarda le parti relative alla sicurezza dei sistemi di controllo per trattori e macchinari utilizzati in agricoltura e silvicoltura. La panoramica ISO nota che la serie considera aspetti quali la struttura del sistema, il rilevamento dei guasti, l'affidabilità dei componenti, lo stress operativo e le condizioni ambientali.4
Il costruttore della macchina deve determinare le funzioni di sicurezza applicabili, le prestazioni richieste, la diagnostica, i controlli indipendenti e la validazione. Un fornitore di LCD non dovrebbe affermare che un pannello, un sensore touch, una scheda Android o un normale HMI stabiliscano la conformità di sicurezza della macchina.
La validazione dovrebbe passare dall'accensione elettrica a un prototipo a livello di involucro e poi all'host di produzione previsto, LCD, stack touch, cablaggio, supporto, software e configurazione del veicolo.
Un piano pratico dovrebbe includere:
I criteri di accettazione dovrebbero essere scritti prima del congelamento del progetto. “Leggibile all'aperto” o “funziona con i guanti” è troppo ambiguo a meno che non siano definiti l'illuminazione, il guanto, il contaminante, l'angolo di visuale, la GUI, la risposta e i criteri di guasto.
Una revisione utile del fornitore dovrebbe includere l'area attiva target, la finestra dell'involucro, la gamma di risoluzione, l'orientamento, la GUI rappresentativa, il processore host, le interfacce display native disponibili, i requisiti touch e per guanti, il concetto di copertura, l'angolo di montaggio, le condizioni di illuminazione, le aspettative di temperatura, gli input di vibrazione, i vincoli di FPC e connettore, l'architettura del cablaggio, la sequenza di alimentazione, il requisito della scheda controller, la fase del progetto e la gamma di domanda prevista.
Separare i requisiti obbligatori dalle preferenze. Un modulo LCD esistente adatto combinato con vetro di copertura, touch, retroilluminazione, FPC, interfaccia, controller o coordinamento meccanico specifici del progetto può fornire un percorso più controllato rispetto all'ipotesi che sia possibile sviluppare una dimensione LCD completamente nuova per il progetto.
RJY Display può valutare personalizzazioni applicabili attorno a piattaforme display esistenti. La fattibilità dipende dal modulo selezionato e dai requisiti di progetto confermati; non deve essere interpretata come compatibilità universale con il veicolo o come capacità di sviluppare qualsiasi dimensione arbitraria di cella LCD da zero.
Contattare RJY Display per una revisione del display HMI agricolo e fornire le condizioni di host, interfaccia, ottica, touch, meccaniche e applicative prima di richiedere campioni.
No. La luminosità è solo un fattore. Riflessi, vetro di copertura, strati touch, angolo di visuale, contrasto, progettazione della GUI, geometria della cabina, direzione della luce ambientale e comportamento di attenuazione influenzano anche la leggibilità. L'intero stack di produzione previsto dovrebbe essere testato in condizioni rappresentative diurne e notturne.
Può essere possibile con un sensore touch, controller, firmware, stack di copertura e progettazione del sistema adatti, ma non dovrebbe essere dato per scontato dal termine touch capacitivo. I guanti richiesti, le gocce, la contaminazione, la messa a terra, le vibrazioni e le dimensioni target devono essere testati con l'assemblaggio finale.
No. ISOBUS trasporta dati di macchine agricole e attrezzi all'interno di un sistema compatibile. Un computer host e uno stack software interpretano tali dati, rendono l'interfaccia grafica e pilotano il TFT attraverso la sua interfaccia display nativa. Il modulo LCD stesso non è un Terminale Universale ISOBUS.
No. Un cavo passivo non può convertire HDMI in un'interfaccia pannello MIPI, RGB, LVDS o eDP grezza. Un controller attivo o bridge compatibile deve supportare la sorgente, la temporizzazione esatta del pannello, l'inizializzazione e la sequenza di alimentazione.
Fornire l'area attiva target, il disegno dell'involucro, l'orientamento, gli esempi di GUI, il processore host, le opzioni di interfaccia nativa, i requisiti touch e per guanti, il concetto di copertura, le condizioni di visuale e illuminazione, l'ambiente, gli input di vibrazione, i vincoli di FPC e cablaggio, la sequenza di alimentazione, la fase del progetto e la gamma di domanda prevista.
Condividi le dimensioni del display, la risoluzione, l'interfaccia, la luminosità, i requisiti tattili, i requisiti della scheda controller e l'ambiente applicativo.
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