농업 기계 디스플레이는 실외 광학, 차량 전자장치, 임베디드 그래픽, 터치 입력, 기계 제어 및 기계적 내구성이 교차하는 지점에서 작동합니다. 트랙터나 콤바인의 단말기는 기계가 변화하는 조명과 지형 속에서 이동하는 동안 안내선, 현장 지도, 작업기 설정, 작동 데이터, 카메라, 진단 및 경보를 표시해야 할 수 있습니다.

이러한 작업 부하는 단일 밝기 수치나 화면 크기로 축소될 수 없습니다. TFT LCD, 터치 레이어, 호스트 컴퓨터, 차량 통신 인터페이스, 배선 하네스, 인클로저, 물리적 제어 장치 및 애플리케이션 소프트웨어는 HMI의 조정되지만 구별되는 부분으로 취급되어야 합니다.

이 가이드는 OEM이 하나의 패널이 모든 차량에 적합하거나 LCD 모듈 자체가 ISOBUS 기능, 기계 제어, 환경 보호 또는 안전 규정 준수를 제공한다고 가정하지 않고 이러한 요구 사항을 정의하는 방법을 설명합니다.

디스플레이가 지원해야 하는 농업 작업 흐름부터 시작하십시오.

디스플레이 요구 사항은 작업자의 작업부터 시작해야 합니다. 소형 트랙터 단말기는 기계 상태와 작업기 조정을 강조할 수 있습니다. 콤바인 디스플레이는 수확 데이터, 기계 설정, 수확량 정보, 안내 및 카메라 뷰를 결합할 수 있습니다. 범용 단말기는 연결된 다양한 작업기가 제공하는 인터페이스를 표시해야 할 수 있습니다.

패널을 선택하기 전에 대표적인 화면을 구축하십시오. 현실적인 지도, 안내 경로, 경보 메시지, 작업기 제어, 상태 영역, 카메라 창, 글꼴, 언어 및 주야간 테마를 포함하십시오. 이는 실제로 필요한 활성 영역과 해상도를 드러냅니다.

더 높은 해상도는 지도 세부 정보와 정보 구성을 개선할 수 있지만, 프레임버퍼 메모리, 그래픽 대역폭, 렌더링 부하, 인터페이스 처리량 및 잠재적으로 전력 소비를 증가시킵니다. 올바른 해상도는 선택된 호스트가 최악의 결합된 작업 부하에서 안정적으로 업데이트할 수 있는 해상도이며, 반드시 사용 가능한 가장 높은 사양은 아닙니다.

화면 종횡비는 인터페이스를 따라야 합니다. 와이드 형식은 매핑 및 분할 화면 보기에 적합할 수 있지만, 다른 애플리케이션은 더 컴팩트한 직사각형 또는 정사각형 활성 영역의 이점을 얻을 수 있습니다. 인클로저, 장착 위치, 스티어링 휠, 윈드실드 필러, 작업자 시선 및 주변 물리적 제어 장치 모두 선택을 제한합니다.

가독성을 완전한 광학 시스템으로 정의하십시오.

농업용 디스플레이는 직사광선, 밝은 구름 덮임, 캡 유리 반사, 낮은 각도의 일출 또는 일몰 눈부심, 그림자, 먼지, 지문 및 야간 사용에 직면할 수 있습니다. 공칭 패널 휘도는 이러한 조건에서 가독성의 한 부분일 뿐입니다.

가시적인 결과는 LCD의 대비 및 시야 특성, 백라이트, 터치 센서, 커버 렌즈, 간격 또는 본딩 레이어, 표면 반사, GUI 색상, 글꼴 두께, 장착 각도 및 주변광 방향에 따라 달라집니다. 백라이트를 증가시키면 방출된 화면 광과 주변 조명 간의 대비가 향상될 수 있지만, 전면 표면 반사를 제거하지는 않으며 전력 및 열 부하를 추가할 수 있습니다.

Agricultural TFT HMI compared under direct sunlight, overcast daylight, low-angle glare, and nighttime operation — 직사광선, 흐린 주간광, 낮은 각도 눈부심 및 야간 작동 하에서 비교된 농업용 TFT HMI

OEM은 하나의 일반적인 “실외” 요구 사항 대신 여러 실제 시청 조건을 정의해야 합니다:

캡 내 직사 또는 반사된 햇빛
밝은 확산 주간광
이른 또는 늦은 작업 중 낮은 각도 눈부심
과도한 시각적 방해 없는 야간 시청
일반 좌석 및 제어 위치에서의 축외 시청

해당 조건에서 최종 디스플레이 스택을 평가하십시오. RJY Display의 태양광 가독 디스플레이 관련 자료는 출발점을 제공하지만, 카테고리 레이블이나 패널 데이터시트가 차량 수준의 광학 검증을 대체하지는 않습니다. (해당 없음, 참조 자료 제목) 그리고 TFT LCD 시야각 (해당 없음, 참조 자료 제목).

주간 및 야간 작동을 함께 계획하십시오.

최대 주간 출력만을 위해 선택된 디스플레이는 여전히 불만족스러운 야간 인터페이스를 생성할 수 있습니다. 시스템은 사용 가능한 조광 범위, 적절한 GUI 테마, 제어된 시작 외관 및 작동 상태 간의 예측 가능한 전환을 지원해야 합니다.

백라이트 제어는 LCD 모듈, 구동 회로, 호스트 소프트웨어, 주변광 전략 및 차량 전원 상태 간에 조정되어야 합니다. 팀은 최소 안정 밝기, 가시 변조, 이미지 가독성, 색상 동작, 웨이크 전환 및 백라이트 변경이 주변 전자 장치에 영향을 미치는지 확인해야 합니다.

GUI는 중요한 조건을 전달하기 위해 색상에만 의존해서는 안 됩니다. 주야간 팔레트는 계층 구조, 대비, 경보 인식 및 지도 가독성을 유지해야 합니다. 데스크톱 모니터에서만 GUI를 검토하는 대신 대표적인 더러운 화면과 반사된 캡 내부를 테스트하십시오.

터치와 물리적 제어가 작업을 어떻게 분담할지 결정하십시오.

터치는 지도, 메뉴, 작업기 설정, 데이터 입력 및 상황별 제어에 유용할 수 있습니다. 그러나 농업 기계는 작업 장갑, 더러운 손, 표면 수분, 진동 및 캡 외부로의 빈번한 주의 전환과 함께 작동될 수 있습니다.

하이브리드 인터페이스는 종종 평가할 가치가 있습니다. 터치는 유연한 탐색을 처리할 수 있는 반면, 조이스틱, 로터리 컨트롤 또는 물리적 키는 촉각 피드백의 이점을 얻는 빈번한 작업을 지원할 수 있습니다. 적절한 분담은 기계, 위험 분석, 작업자 작업 흐름 및 소프트웨어 설계에 따라 달라집니다.

Gloved agricultural equipment operator using a TFT touchscreen and physical joystick in dusty and damp field conditions — 먼지가 많고 습한 현장 조건에서 TFT 터치스크린과 물리적 조이스틱을 사용하는 장갑을 낀 농업 장비 작업자

터치 성능은 “정전식 터치스크린”이라는 단어로 추론될 수 없습니다. 최종 동작은 센서, 컨트롤러, 펌웨어, 커버 재질, 스택 두께, 접지, 노이즈 환경, 장갑, 물, 오염, 대상 크기 및 장착에 따라 달라집니다. 모든 정전식 시스템이 모든 장갑 또는 습윤 사용 조건을 지원하는 것은 아닙니다.

의도적인 터치, 드래깅, 가장자리 대상, 필요한 경우 멀티 터치, 손바닥 접촉, 물방울, 먼지 및 진동을 생산 의도 스택으로 검증하십시오. 정지 상태에서 활성화하기 어려운 제어 장치는 기계가 움직일 때 상당히 사용하기 어려워질 수 있습니다.

LCD, 터치, 호스트, 차량 네트워크를 구분하여 유지하십시오.

농업용 HMI는 일반적으로 여러 개별 기능을 포함합니다:

TFT LCD는 픽셀 데이터를 수신하고 가시 이미지를 생성합니다.
터치 컨트롤러는 자체 전기 및 소프트웨어 경로를 통해 입력을 보고합니다.
임베디드 호스트는 GUI를 렌더링하고 애플리케이션 로직을 실행합니다.
통신 트랜시버 및 소프트웨어 스택은 트랙터 또는 작업기 네트워크와 데이터를 교환합니다.
전원 조정 회로는 내부 전자 장치에 맞게 차량 공급 전원을 조정합니다.
인클로저, 커버 및 하네스는 필요한 기계적 통합을 제공합니다.

CAN 또는 ISOBUS 연결은 LCD 패널에 원시 픽셀을 직접 구동하지 않습니다. 차량 또는 작업기 데이터는 호환되는 호스트 시스템에 의해 수신 및 해석되며, 이 시스템은 인터페이스를 렌더링한 다음 네이티브 디스플레이 경로를 통해 LCD를 구동합니다.

Exploded agricultural HMI separating the TFT LCD, touch layer, host board, controls, power circuits, vehicle transceiver, and wiring harness — TFT LCD, 터치 레이어, 호스트 보드, 제어 장치, 전원 회로, 차량 트랜시버 및 배선 하네스를 분리한 농업용 HMI 분해도

ISO 11783은 농업 및 임업용 트랙터와 작업기의 통신 및 제어를 위한 직렬 데이터 네트워크를 지정합니다. 명시된 목적에는 센서, 액추에이터, 제어 요소, 정보 저장 및 디스플레이 장치 간의 데이터 전송 표준화가 포함됩니다.¹ 농업 산업 전자 재단(AEF)은 범용 단말기 기능을 참여 구성 요소가 지원하는 기능에 따라 호환 가능한 단말기를 통해 작업기를 작동할 수 있도록 하는 것으로 설명합니다.²

이러한 개념은 완전한 단말기 아키텍처에 적용됩니다. LCD 모듈 또는 일반 Android 보드를 구매하는 것만으로는 ISOBUS 범용 단말기가 생성되거나 프로토콜 적합성이 확립되지 않습니다.

네이티브 디스플레이 인터페이스를 그래픽 호스트에 일치시키십시오.

LCD는 RGB, LVDS, MIPI DSI, eDP 또는 기타 정의된 패널 인터페이스를 사용할 수 있습니다. 선택은 호스트 프로세서, 그래픽 대역폭, 지원되는 인터페이스, 소프트웨어 플랫폼, 보드 레이아웃, 커넥터 배열, 전원 도메인 및 정확한 패널 타이밍 요구 사항으로 시작해야 합니다.

일치하는 커넥터는 호환성의 충분한 증거가 아닙니다. 엔지니어는 인터페이스 유형, 전압, 핀 할당, 레인 또는 버스 구성, 픽셀 형식, 타이밍, 초기화, 전원 시퀀스, 백라이트 제어 및 소프트웨어 지원을 확인해야 합니다.

호스트가 HDMI를 노출하는 반면 패널이 원시 MIPI DSI, RGB, LVDS 또는 eDP를 사용하는 경우, 수동 케이블로 변환을 수행할 수 없습니다. 설계에는 소스와 정확한 패널 모두에 대해 구성된 적절한 액티브 컨트롤러 또는 브리지가 필요합니다. 해당 장치는 시작, 펌웨어, 전원, 열, EMC 및 수명 주기 계획의 일부가 됩니다.

외부 차량 하네스는 짧은 내부 패널 연결과도 구별되어야 합니다. 긴 차량 케이블을 통해 원시 LCD FPC 인터페이스를 연장하는 것은 절대 허용 가능한 것으로 가정해서는 안 됩니다. 단말기-차량 링크에는 자체적으로 의도적으로 설계된 통신, 전원, 접지, 차폐, 커넥터, 변형 완화 및 오류 복구 아키텍처가 필요합니다.

진동, 충격, 하네스 하중 및 장착을 고려하십시오.

농업 기계는 디스플레이 어셈블리를 지속적인 진동, 간헐적 충격, 캡 공진, 커넥터 움직임 및 하네스 하중에 노출시킵니다. 개방형 프레임 개발 벤치에서 기능하는 패널은 기계 내 적합성을 입증하지 못했습니다.

기계적 설계는 LCD 외곽선, 활성 영역, 베젤, 부품 금지 구역, FPC 출구, 굽힘 반경, 커넥터 고정, 백라이트 프레임, 지지점, 커버 스택, 씰, 체결구, 인클로저 리브, 장착 암 및 외부 하네스를 검토해야 합니다. 구조적 하중은 LCD 유리에 집중되거나 FPC를 통해 전달되어서는 안 됩니다.

환경 테스트는 완제품 요구 사항에서 도출되어야 합니다. 예를 들어, IEC 60068-2-64는 지정된 동적 하중에 대해 허용할 수 없는 기능적 또는 구조적 저하 없이 견딜 수 있는지 평가하기 위한 무작위 진동 테스트 방법을 제공합니다.³ 해당 테스트 방법을 인용한다고 해서 모든 트랙터, 작업기, 단말기 또는 LCD 모듈에 대한 보편적인 진동 프로파일이 설정되는 것은 아닙니다.

OEM은 의도된 장비 및 적용 가능한 요구 사항에서 테스트 축, 장착 고정구, 스펙트럼, 지속 시간, 작동 상태 및 합격 기준을 결정해야 합니다. 느슨한 패널만 테스트하면 인클로저, 마운트, 하네스 및 커넥터 상호 작용을 놓칠 수 있습니다.

전원 장애 및 통제된 복구를 위해 설계하십시오.

디스플레이 시스템에는 LCD 레일, LED 백라이트, 터치 전자 장치, 프로세서, 메모리, 통신 트랜시버 및 지원 컨버터가 포함될 수 있습니다. 전원 동작은 패널뿐만 아니라 단말기로 평가되어야 합니다.

시작 순서, 백라이트 활성화, 통신 초기화, GUI 가용성, 절전, 웨이크, 종료, 전원 중단 및 복구를 정의하십시오. 작업기 통신이 지연되거나 손실될 때 작업자가 무엇을 보는지 확인하십시오. 정지된 지도나 오래된 상태 화면이 현재 기계 정보로 오인되어서는 안 됩니다.

전원 및 백라이트 경로는 접지, 차량 과도 현상, 고전류 액추에이터 및 무선 장비와 함께 검토되어야 합니다. RJY Display의 모듈 수준 고려 사항에 대한 가이드는 설명하지만, 차량 공급 전원 조정 및 단말기 수준 보호는 OEM 설계의 일부로 남아 있습니다. TFT LCD 디스플레이에 전원 공급 (해당 없음, 참조 자료 제목).

LCD에 안전 기능을 가정하여 할당하지 마십시오.

LCD는 정보를 전달하지만, 자동으로 안전 관련 제어 시스템 구성 요소가 되지는 않습니다. 그래픽 경고, 터치 버튼 또는 상태 아이콘은 완성된 기계에 대해 정의된 아키텍처 및 위험 제어 내에서만 작동을 지원할 수 있습니다.

ISO 25119 시리즈는 농업 및 임업용 트랙터와 기계의 제어 시스템 중 안전 관련 부품을 다룹니다. ISO 개요에 따르면, 이 시리즈는 시스템 구조, 결함 감지, 부품 신뢰성, 작동 응력 및 환경 조건과 같은 사항을 고려합니다.⁴

기계 제조업체는 적용 가능한 안전 기능, 요구 성능, 진단, 독립 제어 및 검증을 결정해야 합니다. LCD 공급업체는 패널, 터치 센서, Android 보드 또는 일반 HMI가 기계 안전 규정 준수를 보장한다고 주장해서는 안 됩니다.

생산 의도 단말기를 실제 기계에서 검증하십시오.

검증은 전기적 시동(bring-up) 단계에서 시작하여 인클로저 수준의 프로토타입을 거친 후, 양산 목적의 호스트, LCD, 터치 스택, 하네스, 마운트, 소프트웨어 및 차량 구성으로 진행되어야 합니다.

실용적인 계획에는 다음이 포함되어야 합니다:

대표적인 지도, 카메라 뷰, 작업기 화면, 알람 및 번역
최악 조건의 그래픽 및 통신 부하
관련 시야 위치에서의 직사광, 확산광 및 저각도 광선
주간/야간 디밍 및 시동 동작
프로젝트에서 요구하는 건조, 분진, 습윤 및 장갑 착용 터치 조건
기계 이동 중 물리적 제어 장치 사용
정의된 조건에서의 진동, 충격, 마운팅 및 하네스 고정
온도 변화 및 열적 거동
전원 차단, 통신 손실 및 통제된 복구
대상 트랙터, 작업기 및 네트워크 기능과의 호환성
일반 디스플레이 기능이 기계의 정의된 안전 아키텍처 내에 유지됨을 확인

허용 기준은 설계 동결 전에 작성되어야 합니다. “야외에서 읽기 가능” 또는 “장갑 착용 시 작동”은 조명, 장갑, 오염물, 시야각, GUI, 응답 및 고장 기준이 정의되지 않는 한 너무 모호합니다.

Agricultural HMI undergoing glare, dusty and wet glove, vibration, connector, cold-start, and communication validation — 농업용 HMI는 눈부심, 분진 및 습윤 장갑, 진동, 커넥터, 냉간 시동 및 통신 검증을 받습니다.

디스플레이 공급업체에 제공할 올바른 정보를 준비하십시오.

유용한 공급업체 검토에는 대상 활성 영역, 인클로저 창, 해상도 범위, 방향, 대표 GUI, 호스트 프로세서, 사용 가능한 네이티브 디스플레이 인터페이스, 터치 및 장갑 요구 사항, 커버 개념, 장착 각도, 조명 조건, 온도 예상치, 진동 입력, FPC 및 커넥터 제약 조건, 하네스 아키텍처, 전원 시퀀스, 컨트롤러 보드 요구 사항, 프로젝트 단계 및 예상 수요 범위가 포함되어야 합니다.

필수 요구 사항과 선호 사항을 분리하십시오. 프로젝트별 커버 글라스, 터치, 백라이트, FPC, 인터페이스, 컨트롤러 또는 기계적 조정과 결합된 적절한 기존 LCD 모듈은 완전히 새로운 LCD 크기를 프로젝트용으로 개발할 수 있다고 가정하는 것보다 더 통제된 경로를 제공할 수 있습니다.

RJY Display는 기존 디스플레이 플랫폼을 기반으로 적용 가능한 맞춤화를 평가할 수 있습니다. 실현 가능성은 선택된 모듈과 확인된 프로젝트 요구 사항에 따라 달라지며, 보편적인 차량 호환성 또는 임의의 LCD 셀 크기를 처음부터 개발할 수 있는 능력으로 해석되어서는 안 됩니다.

농업용 HMI 디스플레이 검토를 위해 RJY Display에 문의하십시오. 샘플을 요청하기 전에 호스트, 인터페이스, 광학, 터치, 기계 및 적용 조건을 제공하십시오.

자주 묻는 질문

높은 밝기만으로 햇빛 가독성이 있는 트랙터 디스플레이에 충분합니까?

아닙니다. 밝기는 하나의 요소일 뿐입니다. 반사, 커버 글라스, 터치 레이어, 시야각, 명암비, GUI 설계, 캡 형상, 주변광 방향 및 디밍 동작도 가독성에 영향을 미칩니다. 완전한 양산 의도 스택은 대표적인 주간 및 야간 조건에서 테스트되어야 합니다.

농업용 HMI 터치스크린이 장갑 및 습기와 함께 작동할 수 있습니까?

적절한 터치 센서, 컨트롤러, 펌웨어, 커버 스택 및 시스템 설계를 통해 가능할 수 있지만, 정전식 터치라는 용어만으로 가정해서는 안 됩니다. 필요한 장갑, 액적, 오염, 접지, 진동 및 대상 크기는 최종 조립품과 함께 테스트되어야 합니다.

ISOBUS 연결이 TFT LCD를 직접 구동합니까?

아닙니다. ISOBUS는 호환 시스템 내에서 농업용 기계 및 작업기 데이터를 전달합니다. 호스트 컴퓨터와 소프트웨어 스택이 해당 데이터를 해석하고, 그래픽 인터페이스를 렌더링하며, 네이티브 디스플레이 인터페이스를 통해 TFT를 구동합니다. LCD 모듈 자체는 ISOBUS 유니버설 터미널이 아닙니다.

HDMI가 원시 MIPI, RGB, LVDS 또는 eDP 농업용 디스플레이를 직접 구동할 수 있습니까?

아닙니다. 수동 케이블은 HDMI를 원시 MIPI, RGB, LVDS 또는 eDP 패널 인터페이스로 변환할 수 없습니다. 호환 가능한 능동 컨트롤러 또는 브리지가 소스, 정확한 패널 타이밍, 초기화 및 전원 시퀀스를 지원해야 합니다.

OEM이 농업용 HMI 디스플레이를 요청할 때 무엇을 제공해야 합니까?

활성 영역 목표치, 인클로저 도면, 방향, GUI 예시, 호스트 프로세서, 네이티브 인터페이스 옵션, 터치 및 장갑 요구 사항, 커버 개념, 시야 및 조명 조건, 환경, 진동 입력, FPC 및 하네스 제약 조건, 전원 시퀀스, 프로젝트 단계 및 예상 수요 범위를 제공하십시오.

농업 기계 HMI용 TFT LCD를 선택하는 방법