EV 충전소 HMI용 TFT LCD 터치 디스플레이 선택 방법

EV 충전소 디스플레이는 단순히 충전기 인클로저 내부에 배치된 화면이 아니다. 이는 더 큰 인간-기계 인터페이스의 가시적 부분으로, 변화하는 환경 조건에서 연결 지침, 인증 절차, 충전 상태, 에너지 정보, 결제 안내, 경고 및 복구 메시지를 제시해야 할 수 있다.

장비 제조업체의 입장에서 디스플레이를 선택하는 것은 대각선 크기와 밝기 수치를 선택하는 것 이상을 요구한다. 엔지니어링 팀은 TFT LCD, 터치 센서, 커버 글라스, 광학 스택, 컨트롤러 또는 호스트 보드, 비디오 인터페이스, 터치 입력, 백라이트 전원, 인클로저, 소프트웨어, 네트워크 상태 및 검증 계획을 조정해야 한다.

올바른 디스플레이 아키텍처는 우선 충전기가 사용될 위치와 방식에 따라 결정된다. 실내 주거용 월박스, 지붕이 있는 상업용 충전기, 공공 옥외 DC 충전소는 동일한 디스플레이 문제를 제시하지 않는다.

충전소 운영 시나리오에서 시작하라

모듈을 선택하기 전에 설치 환경, 예상 시청 위치, 사용자 여정, 운영 일정, 인클로저 설계, 로컬 컴퓨팅 플랫폼, 네트워크 동작, 서비스 전략 및 요구 정보 상태를 문서화하라. 실내 엔지니어링 벤치에서 우수한 성능을 보이는 디스플레이는 밀폐된 옥외 인클로저의 보호용 전면 표면 뒤에 설치된 후에는 읽기 어렵거나, 터치가 어렵거나, 열적으로 불안정해질 수 있다.

프로젝트 조건.

디스플레이가 표시해야 할 내용을 정의하라

의도된 시청 거리에서 가장 작은 텍스트, 아이콘, QR 코드, 진행 표시기, 언어 변형 및 터치 대상을 검토하라. 여러 언어가 필요한 경우, 더 긴 번역이 중요한 텍스트를 비현실적인 크기로 줄이지 않고도 여전히 맞는지 확인하라.

UI 대비의 경우 엔지니어링 팀은 기존 접근성 지침을 설계 참고 자료로 사용할 수 있다. 예를 들어 WCAG 2.2는 Level AA 기준에 따라 일반 텍스트의 경우 최소 대비 비율 4.5:1, 큰 텍스트의 경우 3:1을 명시한다.

임베디드 충전기 인터페이스는 자동으로 웹 페이지가 아니며, 적용 가능한 접근성 의무는 시장에 따라 다르지만, 기본적인 대비 및 대상 크기 원칙은 UI 검증 중에 여전히 유용하다.¹ 정적 설계 파일만으로 디스플레이를 승인하지 마라. 의도된 터치 및 커버 스택 뒤, 실제 LCD에서 현실적인 조명 조건으로 인터페이스를 렌더링하라. 최종 인지 대비는 원본 아트워크와 상당히 다를 수 있다.

높은 백라이트 출력은 밝은 주변 조건에서 도움이 될 수 있지만, 밝기만으로 옥외 가독성이 결정되지는 않는다. 사용자는 LCD 셀, 백라이트, 편광판, 터치 센서, 본딩 층 또는 에어 갭, 커버 글라스, 표면 처리, 인클로저 각도, 주변 반사, UI 색상 및 열 동작의 결합된 결과를 본다.

옥외 가독성은 광학 스택(Optical-Stack) 문제이다

나머지 스택을 검토하지 않고 백라이트 전력을 증가시키면 전력 소비와 내부 온도가 상승하면서 전면 표면 반사 문제는 해결되지 않은 채 남을 수 있다. RJY Display의 기존 TFT LCD 구조 지침에서도 백라이트 설계가 밝기, 전력 소비, 열, 두께, 수명 및 옥외 가독성에 영향을 미친다고 언급한다.

완전한 전면 스택 평가.

디스플레이 검토는 백라이트와 사용자 사이의 모든 광학 및 기계적 층을 식별해야 한다:

TFT LCD 및 편광판 구조;

• 백라이트 및 백라이트 제어 방법;
• 필요한 경우 터치 센서;
• 에어 갭 또는 광학 본딩 층;
• 커버 글라스 및 지정된 표면 처리;
• 인쇄된 베젤 및 활성 영역 정렬;
• 인클로저 베젤, 리세스, 후드 또는 장착 각도.;
• 광학 본딩은 내부 반사 인터페이스를 줄이고 스택의 기계적 일체성을 향상시킬 수 있지만, 전체 어셈블리 검증을 대체하지는 않는다. 재료 호환성, 본딩 공정, 터치 동작, 재작업 전략, 열 팽창, 외관 및 환경 테스트는 실제 구조에 대해 정의되어야 한다.

옥외 EV 충전소 TFT LCD 디스플레이의 분해 광학 스택.

주간 및 야간 표시 테스트.

주광에만 최적화된 인터페이스는 야간에 불편할 수 있으며, 저출력 야간 설정은 직사광선에서 읽을 수 없을 수 있다. 밝기 제어 상태, 전환 동작 및 주변 광원 판단의 출처를 정의하라. 센서가 고장나거나 비현실적인 값을 보고할 때 어떤 일이 발생하는지 확인하라.

밝기 제어는 일반적으로 백라이트 드라이버, 컨트롤러 보드 및 소프트웨어의 기능이다. 선택된 패널에 LED 백라이트가 있다는 이유만으로 밝기 제어가 존재한다고 가정해서는 안 된다.

터치스크린과 LCD는 서로 다른 기능을 수행한다. LCD는 이미지 데이터를 수신하고, 터치 컨트롤러는 사용자 입력을 호스트에 보고한다. 충전기는 터치 입력이 불가능하거나, 오프셋되거나, 노이즈가 있거나, 잘못 매핑된 상태에서도 올바른 이미지를 표시할 수 있다.

터치를 별도의 입력 시스템으로 선택하라

투영 정전용량 방식 터치는 현대 그래픽 인터페이스에서 일반적이지만, 옥외 동작은 완전한 센서 설계, 컨트롤러 선택, 커버 구조, 접지, 튜닝, 펌웨어 및 인클로저에 따라 달라진다. 물방울, 젖은 손가락, 장갑, 오염물, 충전기 전력 전자 장치 및 케이블 라우팅은 모두 감지 환경을 변화시킬 수 있다.

일부 터치 컨트롤러 제품군은 상호 정전용량과 자체 정전용량 측정을 모두 사용하여 터치 분류 및 견고성을 개선한다.

이는 터치 성능이 컨트롤러 기술과 구성에 달려 있음을 보여주는 증거이다. 모든 정전용량 터치 어셈블리가 자동으로 비나 장갑을 지원한다는 증거는 아니다.² 요구 터치 조건 정의.

요구 사항은 사용자가 맨손 건조 손가락, 젖은 손가락, 작업 장갑 또는 기타 예상 입력으로 충전기를 작동할 수 있는지 여부를 명시해야 한다. 또한 물이 존재할 때의 허용 가능한 동작(의도적 터치 감지 지속, 잘못된 입력 거부, 또는 안전한 대체 상호작용을 유지하면서 터치 일시 비활성화)도 정의해야 한다.

터치 테스트는 다음을 포함해야 한다:.

완전한 커버 글라스 두께 및 인쇄된 베젤;

• 활성 영역 및 가장자리 근처의 터치 정확도;
• 젖은 표면, 물방울 및 세척 잔여물;
• 일반적인 "장갑 지원" 주장이 아닌 요구되는 장갑 유형;
• 충전 전력 전자 장치가 활성화된 동안의 전기적 노이즈;
• 저온 시동, 온온 작동 및 장시간 작동;
• 케이블 라우팅, 차폐, 접지 및 인클로저 조립.;
• cable routing, shielding, grounding and enclosure assembly;
• 소프트웨어 업데이트 이후 터치 보정 및 좌표 회전.

터치-호스트 인터페이스 확인

아키텍처에 따라 터치 데이터는 USB, I²C 또는 기타 지원 경로를 사용할 수 있음. USB 터치는 HID(Human Interface Device) 클래스를 통해 구현될 수 있지만, 호스트 호환성은 여전히 터치 컨트롤러, 디스크립터, 운영 체제, 드라이버 및 애플리케이션 동작에 따라 달라짐. USB-IF는 호환 USB 입력 장치에서 사용하는 HID 클래스 정의를 공개함.³

“HDMI 터치”로 설명되는 LCD는 일반적으로 비디오용 HDMI와 터치용 별도 USB 연결을 사용함. 이러한 구성에서 HDMI 자체는 터치스크린 좌표를 호스트로 전달하지 않음.

LCD 모듈, 컨트롤러 보드 및 완전한 HMI를 분리하라

명확한 인도 경계는 주요 통합 오류를 방지함. 디스플레이, 터치 디스플레이, 모니터 및 HMI라는 용어는 서로 다른 어셈블리를 나타냄에도 불구하고 초기 논의에서 종종 혼용됨.

RJY Display는 TFT LCD 모듈 및 컨트롤러 보드 옵션을 공급하며, 이는 별도로 또는 정의된 디스플레이 솔루션의 일부로 논의될 수 있음. 프로젝트 팀은 패널 구성, 터치 드라이버, 백라이트 동작, 시작 시퀀스, 애플리케이션 이미지, 인클로저 및 생산 테스트를 담당하는 주체를 서면으로 합의해야 함.

호스트 아키텍처에서 비디오 경로를 선택하라

원시 TFT LCD는 MIPI DSI, RGB, LVDS, eDP 또는 기타 패널 인터페이스를 사용할 수 있음. 애플리케이션 프로세서는 이러한 인터페이스 중 하나를 기본으로 제공할 수 있지만, 다른 시스템은 능동 브리지, 스케일러 또는 컨트롤러 보드가 필요할 수 있음.

HDMI는 일반적으로 외부 비디오 인터페이스임. HDMI는 수동 케이블을 통해 원시 MIPI, RGB, LVDS 또는 eDP 패널에 필요한 타이밍, 매핑, 전원 및 초기화로 변환될 수 없음. 능동 수신기 또는 컨트롤러가 HDMI 신호를 수신하고 패널 호환 출력을 생성해야 함.

디스플레이 경로를 선택하기 전에 다음을 확인하십시오:

• 호스트 프로세서 또는 컴퓨팅 보드 모델 및 개정판;
• 기본 디스플레이 출력 및 사용 가능한 커넥터;
• 패널 해상도, 타이밍 및 픽셀 형식;
• 인터페이스 레인, 채널 또는 버스 요구 사항;
• 패널 전원 레일 및 시작 시퀀스;
• 백라이트 전압, 전류 및 제어;
• 터치 컨트롤러 연결;
• 운영 체제, BSP, 드라이버 및 디바이스 트리 담당;
• 부팅 로고, 애플리케이션 회전 및 복구 상태 동작.

Android 컨트롤러 보드를 고려하는 경우, 정확한 LCD, 보드 개정판 및 소프트웨어 이미지에 대한 호환성이 확립되어야 함. “Android 디스플레이”는 패널 인터페이스가 아니며, Android 보드가 동일한 해상도의 모든 LCD를 자동으로 지원하지 않음.

OCPP, 충전기 제어 및 로컬 HMI를 구분하여 유지하라

Open Charge Alliance는 충전소와 충전 관리 시스템 간의 통신 프로토콜로 OCPP를 정의함.⁴ 로컬 TFT LCD 자체는 OCPP 호환 장치가 되지 않음.

일반적인 시스템은 여러 개의 분리된 소프트웨어 및 하드웨어 도메인을 포함할 수 있음:

• 전력 변환 및 충전 제어;
• 안전 및 보호 기능;
• 로컬 애플리케이션 또는 HMI 소프트웨어;
• 디스플레이 및 터치 드라이버;
• 네트워크 통신 및 OCPP 구현;
• 원격 충전 관리 시스템.

HMI 애플리케이션은 다른 컨트롤러에서 충전기 상태를 수신하여 사용자에게 표시할 수 있음. 또는 동일한 컴퓨팅 플랫폼이 여러 역할을 수행할 수 있음. 어느 경우든 인터페이스 계약은 각 표시 상태의 출처, 타이밍 및 유효성을 정의해야 함.

네트워크 손실 시 화면이 정지되거나 오해를 불러일으키는 상태가 되어서는 안 됨. UI는 제품의 승인된 동작에 따라 디스플레이 고장, 백엔드 서비스 불가, 중단된 트랜잭션, 커넥터 문제 및 충전기 고장을 구분해야 함.

백라이트 출력을 높이기 전에 열 설계를 검토하라

실외 충전 장비는 태양열 부하, 충전기 열, 디스플레이 백라이트 열, 컴퓨팅 보드 열 및 밀폐형 인클로저를 결합할 수 있음. LCD, 편광판, 접합 재료 및 터치 컨트롤러의 온도는 주변 온도와 다를 수 있음.

더 높은 출력의 백라이트는 휘도를 향상시킬 수 있지만 전력 소비와 국부 열 부하도 증가시킴. 인클로저 설계자는 패널의 주변 작동 범위가 충전기 내부의 모든 구성 요소 온도를 대표한다고 가정하지 말고 조립된 시스템을 모델링하고 측정해야 함.

열 검증에는 의도된 밝기 정책, 프로세서 워크로드, 충전 상태, 태양 노출, 인클로저 색상 및 재질, 환기 또는 전도 경로, 최악의 설치 방향이 포함되어야 함. 테스트는 또한 이미지 균일성, 색상 동작, 터치 응답, 백라이트 제어, 재시작 및 복구를 관찰해야 함.

기계식 전면 패널을 조기에 조정하라

디스플레이 도면은 금형 제작 전에 인클로저 도면과 함께 검토되어야 함. 중요한 치수에는 LCD 외곽, 활성 영역, 시인 영역, 터치 센서 외곽, 커버 글라스 형상, 인쇄된 베젤, FPC 출구, 커넥터 위치, 케이블 굽힘, 부품 높이, 장착 기능 및 필요한 키프아웃 영역이 포함됨.

베젤은 의도된 시야각에서 활성 정보를 가리거나 과도한 그림자를 만들어서는 안 됨. 또한 LCD, 터치 센서 또는 접합 스택에 통제되지 않은 방식으로 기계적 하중을 가해서는 안 됨.

환경 보호는 완전한 충전기 인클로저 및 전면 패널 구조에 속함. 보호용 커버 글라스만으로는 완제품의 침투 보호 등급이 확립되지 않음. 실링, 조인트, 케이블 인입구, 체결구, 배수, 재료 및 조립 공정은 제품 수준에서 평가되어야 함.

대표성 있는 검증 계획을 수립하라

데스크톱 이미지 테스트만으로는 실외 EV 충전 HMI에 충분하지 않음. 프로토타입은 의도된 LCD, 터치 센서, 커버 글라스, 접합 구조, 컨트롤러 보드, 케이블, 접지, 인클로저, 전원 시스템 및 소프트웨어 릴리스를 대표해야 함.

광학 및 UI 검증

예상 시청 거리와 각도에서 일반 인터페이스와 모든 중요 상태를 테스트하십시오. 주간, 그늘, 야간 작동, 반사, 젖은 커버 글라스, 해당되는 경우 편광 안경, 최소 및 최대 밝기 상태, 언어 변형, QR 코드, 경고 및 오류 메시지를 포함하십시오.

터치 검증

건조 및 습윤 작동, 지정된 장갑, 가장자리 정확도, 오접촉 거부, 반복 사용, 청소, 전기적 노이즈 조건, 시작, 절전 및 복구를 검증하십시오. 승인된 샘플에 사용된 터치 컨트롤러 펌웨어 및 튜닝 구성을 기록하십시오.

전기 및 소프트웨어 검증

저온 시동, 온난 재시작, 전원 중단, 브라운아웃 동작, 애플리케이션 충돌 복구, 네트워크 손실, 백엔드 재연결, 안전하게 테스트 가능한 경우 디스플레이 케이블 중단, 터치 재연결, 밝기 전환 및 소프트웨어 업데이트 복구를 테스트하십시오.

구성 관리

릴리즈된 구성은 LCD 모델 및 개정판, 터치 센서, 터치 컨트롤러, 커버 도면, 접합 공정, 컨트롤러 보드 개정판, 케이블 도면, 백라이트 회로, 펌웨어 또는 BSP, 디바이스 트리, 애플리케이션 빌드 및 생산 테스트 절차를 식별해야 함.

문서화되지 않은 브리지 레지스터, 임시 케이블, 엔지니어링 소프트웨어 이미지 또는 수동 튜닝된 터치 파일에서만 작동하는 프로토타입은 아직 통제된 양산 설계가 아닙니다.

EV 충전기 디스플레이에 대한 엔지니어링 RFQ를 준비하라

유용한 RFQ는 단순히 “옥외 EV 충전기 스크린”만 요청하는 것이 아니라 요구되는 시스템을 설명해야 합니다. 다음을 제공하십시오:

• 충전기 유형 및 설치 환경;
• 사용 가능한 전면 패널 면적 및 기계 도면;
• 목표 유효 표시 영역, 종횡비 및 해상도;
• 대표적인 UI 화면 및 언어 요구 사항;
• 시청 거리, 각도 및 주변 조명 조건;
• 물 및 장갑 조건을 포함한 터치 요구 사항;
• 커버 글라스 도면 및 외관 요구 사항;
• 호스트 프로세서 또는 컨트롤러 보드 모델;
• 네이티브 비디오 출력 및 선호하는 패널 인터페이스;
• 운영 체제, BSP 및 애플리케이션 책임 범위;
• 전원, 백라이트 제어 및 열 제약 조건;
• 인클로저, 밀봉 및 장착 요구 사항;
• 프로토타입 수량, 예상 양산 물량 및 수명 주기 목표;
• 충전기 제조사가 정의한 필수 검증 표준 및 합격 기준.

RJY Display는 정의된 커버 글라스, 터치스크린, 백라이트, FPC, 인터페이스, 컨트롤러 보드, 펌웨어 및 기계 요구 사항에 대해 기존 TFT LCD 플랫폼을 검토할 수 있습니다. 실질적인 맞춤화 경로는 일반적으로 완전히 새로운 LCD 크기나 픽셀 구조를 개발하는 것보다 기존 디스플레이 모듈에서 시작합니다.

엔지니어링 호환성 검토를 위해 EV 충전소 디스플레이, 호스트 보드, UI, 터치 및 인클로저 요구 사항을 보내주십시오.

자주 묻는 질문

EV 충전소에 적합한 디스플레이 유형은 무엇입니까?

충전기에 컬러 그래픽 인터페이스, 안내, 상태 정보, QR 코드 또는 터치 상호작용이 필요한 경우 TFT LCD가 적합할 수 있습니다. 정확한 모듈은 설치 환경, 광학 스택, 시청 조건, 호스트 인터페이스, 터치 요구 사항, 열 설계, 인클로저 및 수명 주기 요구 사항에 따라 선택되어야 합니다.

옥외 EV 충전기에 항상 특정 밝기 값이 필요한가요?

모든 충전기에 올바른 단일 밝기 값은 없습니다. 가독성은 LCD, 백라이트, 주변 광, 반사, 터치 센서, 본딩, 커버 글라스, 표면 처리, UI 대비, 시야각 및 인클로저에 따라 달라집니다. 전체 어셈블리는 대표적인 조건에서 테스트되어야 합니다.

HDMI를 원시 MIPI, LVDS, RGB 또는 eDP LCD에 직접 연결할 수 있습니까?

아니요. HDMI는 이러한 원시 패널 인터페이스를 수동적으로 구동할 수 없습니다. 능동 수신기, 브리지, 스케일러 또는 컨트롤러 보드가 선택된 LCD에 필요한 타이밍 및 전기적 형식으로 소스 비디오를 변환해야 하며, 시스템은 별도로 패널 전원, 초기화 및 백라이트 제어를 공급해야 합니다.

터치스크린 데이터가 HDMI를 통해 전송됩니까?

일반적으로 아닙니다. 일반적인 HDMI 터치 디스플레이는, 구성에서 HDMI는 비디오를 전송하고 터치 좌표는 USB와 같은 별도 연결을 사용합니다. 원시 임베디드 터치 컨트롤러는 대신 I2C 또는 기타 지원되는 입력 인터페이스를 사용할 수 있습니다.

LCD 모듈이 OCPP를 지원합니까?

아니요. OCPP는 충전소와 충전 관리 시스템 간의 통신 프로토콜입니다. 이는 원시 TFT LCD 모듈이 아닌 충전기의 소프트웨어 및 네트워크 아키텍처에서 구현됩니다. 로컬 HMI는 충전기 제어 또는 백엔드 소프트웨어에서 수신된 정보를 표시할 수 있지만, 이러한 시스템 역할은 구분되어 유지되어야 합니다.

참고문헌

1. World Wide Web Consortium, WCAG 2.2 충족 방법: 대비 및 인터페이스 지침. ↩
2. Microchip Technology, mXT336UD 터치스크린 컨트롤러 제품 데이터시트. ↩
3. USB Implementers Forum, Human Interface Device Specifications and Tools. ↩
4. Open Charge Alliance, Open Charge Point Protocol. ↩