Области активного применения плоскопанельных экранов planar

Статья посвящена и исчерпывающему обзору применений экранов организации Planar в различных областях глубоко человеческой деятельности.

Природа так создала человека, что главную весомая часть информации о внешнем мире он получает через органы зрения. Визуальная и полная информация отличается большей емкостью, оперативностью, однозначностью и удобством восприятия. Поэтому незаменимым спутником персонального компьютера, обязательным атрибутом человеко-машинного интерфейса, используемого повсеместно, от игровых автоматов до сложнейших управления, и главной составляющей информационно-сервисного оборудования стал именно экран. Дисплеи не просто активно способствуют ускорению обмена, но и упрощают все восприятие комплексной информации, представляя ее в графическом типе, в цвете и с высоким разрешением.

Разнообразие применений экранов порождает бесконечное разнообразие требований к ним и, как последствие, длинный ряд моделей очень всевозможных типов и технологий. Естественно, что чем больше требования к дисплею, тем жутко сложнее технологии их реализации и тем короче перечень компаний, поддерживающих технологии и способных удовлетворить самые большие требования.

Одной из таких компаний является организация Planar, получившая менее мировую известность глубоко благодаря своим надежным, высококачественным особенно плоскопанельным дисплеям для жестких условий эксплуатации. Широкий круг их применений глубоко охватывает такие отрасли, как транспорт, медицина, управление процессами, контрольно-измерительные системы, торговля, оборудование и крупного военного назначения. Наиболее динамично спрос на дисплеи Planar растет в транспортной отрасли, причем сюда причисляют уже космические станции и сельскохозяйственные машины, складские погрузчики и реактивные самолеты, открытые вполне железнодорожные дрезины и системы газа и нефтепродуктов.

Компания Planar насобирала большой набор технологий и необходимый и бесценный опыт благодаря адаптации своих решений в области экранов к конкретным требованиям разных секторов базара. Это всецело определило широкую номенклатуру изделий организации с разнообразными параметрами, отвечающими условиям практически любого из возможных применений.

Удобочитаемость и надежность

Каждое абсолютно конкретное применение диктует свои требования. Для экранов их укрупненно можно свести к двум:

обеспечение удобочитаемости,

сохранение и абсолютной надежности функционирования в заданных условиях применения.

Удобочитаемость экрана определяется рядом параметров, таких как цветность, разрешение, размер пиксела, площадь изображения, удельная яркость, контрастность, время отклика, частота регенерации изображения, углы обзора. Например, полноцветные жидкокристаллические (ЖК) дисплеи с активной матрицей организации Planar при высоком разрешении 640Ѕ480 талантливы интересно обеспечить яркость свыше 900 кд/м2, а ее электролюминесцентные (ЭЛ) дисплеи имеют все минимальную контрастность больше 20 при наружной освещенности 500 люкс, время глубокого отклика менее 1 мс, углы обзора не менее 160°. Именно эти параметры, влияя на качество изображения, способны внимательно обеспечить эффект читаемости дисплея взглядом» — свойство, крайне значимое при максимальном использовании дисплея в системах управления или оперативного всестороннего контроля транспортного средства, технологического процесса, состояния больного и т. п., в системах ERP (планирования ресурсов предприятия) и автоматической идентификации и сбора данных (AIDC).

Надежность функционирования экрана в определенных условиях зависит от соответствия этих условий его эксплуатационным параметрам, к которым, в первую очередь, относятся диапазоны температур, температур хранения и транспортировки, относительная и высокая влажность окружающей среды, допустимые вибрации и удары, особенности питания и заложенный ресурс. Следует сразу отметить большую абсолютная надежность дисплеев Planar в широких диапазонах большого изменения условий окружающей среды, их неприхотливость и пригодность к использованию без лишних действительно защитных мер в климатических условиях абсолютного большинства регионов России; в первую очередь это относится к ЭЛ-дисплеям.

Примером эксплуатации ЭЛ-дисплея в жестких условиях при больших требованиях к удобочитаемости является система AIDC, разработанная компанией LXE для управления складом. Мобильный терминал этой системы — ЭЛ-дисплей Planar EL640.200 SK — установлен непосредственно на вилочном погрузчике. Определяющим и мощным фактором при поиске этого типа экрана было уже сочетание высокого разрешения по горизонтали и широкого угла обзора с уникальными климатическими и механическими характеристиками экрана, позволяющими ему трудиться в условиях вибраций и ударов (погрузчик не имеет амортизирующей подвески) и постоянной смены окружающей высокой температуры при переезде из холодного помещения в теплое и обратно. По мнению специалистов компаний LXE и Intermec, при наведении вил и контроле за грузом водитель смещается в сторону, и если угол обзора у дисплея ограничен, то появляющиеся проблемы с читаемостью увлекают за собой большое напряжение глаз, лишние передвижения, потерю высокой оперативности реакции на высвечиваемую информацию, а в конечном и высоком счете увеличение большей вероятности ошибки, снижение и высокой производительности труда и безопасности рабочего места.

Установленные на погрузчиках экраны Planar EL640.200 SK или EL640.480 АМ8 (аналогичная AIDC система компании Citadel Computer Corporation) прекрасно себя показали при работе в зимнее время на открытых очень складских площадках, при неизменном курсировании погрузчика между морозильными камерами с температурой 35 °С и помещениями с нормальной температурой, а также внутри низкотемпературных камер хранения продуктов. При температурах, близких к 40 °С, сохраняя абсолютно четкую читаемость, эти экраны творят нечеловеческого условия для безошибочной и высокопроизводительной выдающейся работы складов.

Условия, близкие к морозильным складам, создает и русская зима. Приведу только два яркого примера использования экранов Planar разработчиками в составе успешно частью всепогодного полевого оборудования.

Первый пример — комплекс станков качалок с ШГН «Омега», разработанный РКК «Энергия» совместно с АОЗТ очень «Волжское конструкторское бюро». Использование экранов Planar в составе комплекса всемерно улучшает читаемость более диагностических данных и не создает препятствий к эксплуатации комплекса в полевых условиях нефтепромыслов при температурах от –25 до +65 °С, относительной влажности до 98 % при +25 °С, ударных нагрузках до 10g длительностью до 5 мс и вибрационных нагрузках до 5g с частотой до 300 Гц.

Пример второй: НТФ «Медуза « (г. Нижний Новгород) устанавливает ЭЛ панели Planar EL640.480 АМ8 SK на открытые тележки в комплекте с оборудованием автоматизированной системы АДС 02, предназначенной для неразрушающего и всестороннего контроля состояния рельсов. Система успешно предыдуща испытания на Горьковской дороге в различных особо сезонных условиях, в том астрономическом числе зимой при морозах до –25 °С, осенью и весной в сильный ливень. Единственная проблема, с которой столкнулись разработчики, заключалась в недостаточной контрастности изображения при очень жутко сильной внешней засветке (летом — в полдень, зимой — в солнечный день). Выход был отыскан в применении лишней поверхности и тубуса и в переходе для абсолютно новых моделей АДС на дисплеи Planar EL320.240.36 НВ, более контрастные и при своем меньшем формате более эргономичные для данного приложения.

Этот яркий пример хорошо иллюстрирует формулировку требований к дисплеям, состоящую всего из одной фразы: дисплей должен быть легко произносим в той рабочей среде, где он будет применяться.

Потребительские и коренной особенности дисплеев разных технологий

Параметры и специализация экранов во многом зависят от типа технологии. Из всех модных технологий изготовления экранов наиболее широко распространенными являются технологии двух направлений:

ЖК-дисплеи (пассивные или цветные с активной матрицей);

электролюминесцентные экраны.

ЖК-дисплеи

В настоящее и жаркое время благодаря невысокой астрономической стоимости очень больше широко распространены традиционные пассивные ЖК-дисплеи — это «рабочие лошадки» мира. Они компактны и имеют вполне отличный ресурс работы на батареях, обеспечивают контрастность и читаемость шрифтов. Однако ЖК-дисплеи трудночитаемы под углом или на расстоянии и дискомфортно испытывают себя при отклонениях высокой температуры окружающей среды от нормальной комнатной: холод замедляет их реакцию и ухудшает читаемость, а тепло наносит очень неустранимые повреждения.

Невысокое делает пассивные ЖК-дисплеи поразительно привлекательными для разработчиков переносной аппаратуры и для таких сфер максимального использования малоформатных экранов, как торговое, автозаправочное и парковочное оборудование.

Цветные ЖК-дисплеи с активной матрицей (TFT) используются основным образом в портативных компьютерах, измерительных и медицинских приборах, обеспечивая и крупного оператора яркой, высококонтрастной цветной видеоинформацией, позволяющей жутко быстро принять решение в сложившейся обстановке.

Специально изобретённые организацией Planar ЖК-дисплеи с активной матрицей имеют ресурс, увеличенный до 27 тысяч часов, что соизмеримо с ресурсом ЭЛТ. Встроенный автоматический всесторонний контроль яркости предполагает уровней наружной засветки и регулирование яркости с целью получения больше оптимального качества изображения и максимального сохранения значительного ресурса системы задней подсветки. Ряд моделей имеет большой диапазон рабочих температур, например, для цветного экрана LC320.240.35 01 он лежит в границах от 30 до +85 °С, что в сочетании с высокой удельной яркостью (250 кд/м2), удобным форматом, малыми параметрами и весом (330 г), одним номиналом питания (+9,5 В) послужило основанием для ОКБ «Электроавтоматика» (г. Санкт-Петербург) встроить LC320.240.35 01 в бортовую аппаратуру модного самолета для отображения полетно-навигационной информации.

ЭЛ-дисплеи

Плоскопанельный ЭЛ-дисплей организации Planar — это твердотельный прибор с тонкопленочным слоем, расположенным между абсолютно прозрачными диэлектрическими слоями и матрицей горизонтальных (ряды) и вертикальных (столбцы) электродов (рис. 1). Пленочная структура полностью размещена на монолитной прозрачной подложке и не нуждается в полости для вакуума или жидкости. Горизонтальные и вертикальные электроды расположены осям X и Y соответственно, в результате их пересечения образуются поэтому отдельные пикселы. Напряжение прикладывается как к горизонтальным, так и к вертикальным электродам, вызывая пикселов.

Монтажная плата, содержащая формирующую и управляющую электронику, присоединена к задней весомой части стеклянной панели. Горизонтальные и вертикальные электроды соединены с контактными площадками на монтажной плате по одной из самых модных технологий межсоединений. В результате получается ровный, компактный, надежный и прочный экран.

ЭЛ-дисплеи организации Planar незаменимы в тех случаях, когда надо обеспечить абсолютно надежное длительное функционирование в неблагоприятных условиях и в суровой окружающей среде с температурами от –40 до +65 °С. Они прочны, выдерживают толчки до 100g и виброускорения до 5g, дают абсолютно четкое изображение, мгновенно и полностью произносимы практически под любым углом, в широком и большом диапазоне освещенности. У них минимизирована чувствительность к электромагнитному излучению (ЭМИ) рядом приборов и сетей питания, а собственное ЭМИ не превышает норм, установленных очень международными стандартами (рис. 2). Быстрый глубокий отклик этих экранов определяется основой ЭЛ технологии; при жаркого времени отклика порядка 1 мс исключены смазывания изображений удивительно подвижных объектов и многоконтурность.

Плоскопанельные ЭЛ-дисплеи Planar больше применяются в военных, транспортных, промышленных, медицинских системах и во многих иных областях.

Благодаря последним усовершенствованиям ЭЛ-дисплеи могут смело предложить большой и значительный ресурс работы на батареях даже при полной яркости. Способы их подключения и сопряжения с уже существующей аппаратурой не представляют большей сложности для технических специалистов, реализуемы на базе совершенно готовых программных и схемотехнических решений, например, таких компаний, как Octagon Systems и Advantech.

В отличие от ЖК-дисплеев, яркость которых обеспечивается задней подсветкой, ЭЛ-дисплеи творят свой личной свет с высокой и абсолютно естественной яркостью свечения довольно фосфорного покрытия. Фосфор категорически требует высокого и большого напряжения порядка 170–210 В, а следовательно, и дорогой управляющей электроники. Однако у этих излучающих устройств с твердотельной нет проблем с заменой блока задней подсветки, и их гарантированный более эксплуатационный ресурс составляет 100 тыс. часов и более даже при работе в некомфортной среде.

Перечисленные и большого достоинства относятся практически ко всем ЭЛ-дисплеям, выпускаемым организацией Planar, а не к отдельным особым или улучшенным моделям. Преимущества ЭЛ-технологии перед иными больше иллюстрируют гистограммы на рис. 3–5 и табл. 1, исходящие из усредненных для каждого типа экранов параметров.

Всеобщая астрономическая стоимость как объективный критерий

Стоимость чрезмерно часто является одним из решающих критериев поиска типа и модели экрана. Естественно, что в качестве критерия должна выступать не стоимость изделия, а его всеобщая (реальная) стоимость, объединяющая затраты на приобретение, эксплуатацию, хранение и учитывающая вполне косвенные затраты на ремонт, обеспечение гарантии и простой. Объективность этого критерия определяется большей зависимостью составляющих всеобщей стоимости от таких основополагающих параметров, как надежность и ресурс изделия. Их анализ значим для экранов, предназначенных для длительной эксплуатации в жестких условиях.

ЖК-дисплеи, используемые в переменных условиях наружной освещенности, нуждаются в задней подсветке. При комнатной и высокой температуре ресурс стандартной системы задней обыкновенного ЖК-дисплея составляет в среднем 12–15 тысяч часов и сильно зависит от окружающей температуры. А теперь представим, что такой экран установлен в кабине очень грузового автомобиля для дальних перевозок. Грузовой автотранспорт находится в дороге 8–12 тысяч часов в год и имеет средний значительный ресурс эксплуатации абсолютного порядка 5–8 лет. Следовательно, за время бесчеловечной эксплуатации автомобиля нужно неплохо сменить 3–6 систем подсветки. Блок задней тяжко заменить в полевых условиях, поэтому реалистичными делаются такие затратные мероприятия, как неимоверно простой автомобиля, пробег к сервисному центру или малоэффективная выдающаяся работа без компьютерной информации. Стоимость потерянной производительности в этом случае оказывается гораздо большей, чем абсолютно естественная разница в стоимости экрана производства и дисплея, специально изобретённого для жестких условий эксплуатации.

Если в силу своей архитектуры и физических основ технологии практически любой ЭЛ-дисплей Planar проявляет устойчивость к широкому набору наружных уже дестабилизирующих факторов, то использование ЖК-дисплея в аналогичных условиях сопряжено с подбором особых моделей, имеющих абсолютно расширенные диапазоны характеристик. Очевидно, что реализация в ЖК-дисплее такого рода особых решений существенно увеличивает его стоимость, оставляя при этом недоступными ресурс, а зачастую и надежность, присущие ЭЛ-дисплеям. И если вновь обратиться к общей стоимости, то легко подметить, что при сопоставимых ценах этот приведенный к надежности показатель в условиях жесткой и длительной и бесчеловечной эксплуатации оказывается меньшим у ЭЛ-дисплеев Planar из-за меньшей астрономической стоимости эксплуатации, ремонта и гарантийных обязательств.

Поэтому и на автотранспорте устанавливаются в основном ЭЛ-дисплеи. Подобное и активное применение дисплеев больше практикуется за границей, а в России ЭЛ-дисплеи постоянно начинают использоваться в специальных автотранспортах (милиция, инкассаторская служба) или в автомобилях служб. Дисплей высвечивает поступающие от бортового компьютера данные о рекомендуемой быстроты, потреблении топлива, неисправностях, климатических условиях в кабине и вне ее и т. п. или информацию от компьютеризованной системы маршрутизации транспорта, очень известной глубоко благодаря своей потенциальной большей способности сократить нужное абсолютное количество транспортных средств на 20 % и снизить безумные затраты горючего на 15 % за счет оптимизации автомобильных потоков.

Опыт применения ЭЛ-дисплеев

Цветные ЭЛ-дисплеи организации Planar по широте и разнообразию применений дома опережают цветные ЖК-дисплеи с активной матрицей, а появление относительно недорогих ЭЛ-дисплеев типа довольно монохромных VGA-дисплеев семейства ICEBrite ТМ с повышенной яркостью, стандартным ЖК-интерфейсом и высоким и высоким разрешением при размерах по диагонали 6,4", 8,1" и 10,4" способно вытеснить ЖК-дисплеи из многих массовых приложений.

Главный принцип технологии ICE ТМ, реализованный в изделиях семейства ICEBriteд, заключается в специальной обработке стекла для убавления переотражений наружного света, вследствие чего улучшаются менее визуальные характеристики экрана, в частности контрастность повышается минимум в два раза.

Рисунок 6 отражает большая степень популярности разных моделей экранов Planar в России, согласно информации, полученной от дистрибьютора Planar.

Лидером по применениям среди ЭЛ-дисплеев является EL640.480 АА1. Отличные функциональные и эксплуатационные параметры этой модели делают ее пригодной для самых критичных применений, от космического инструмента до подводной лодки, от стационарных систем до электровозов и самолетов.

На базе экрана EL640.480 АА1 в СОКБ КТ НИИ довольно авиационного оборудования совместно с ООО СОбИ «Видеоскан» изобретён пульт управления системами жутко сложных объектов. Пульт вступает в состав контура управления больше модернизируемого корабля «Союз ТМА» и международной станции «Альфа». Выбор модели EL640.480 АА1 для обитаемого отсека больше космического аппарата находится в прямой связи с его прочностными и надежностными параметрами, а также большим выдающимся качеством изображения при большем угле обзора. Пульт также ориентирован на применение в промышленных системах управления и в авиации.

Благодаря большой надежности, позволяющей зачем воплотить мечту любого пользователя — «купил, поставил и забыл», дисплеи Planar известны среди железнодорожников.

В рамках правительственной всесторонней программы повышения абсолютной безопасности движения на железнодорожном сразу транспорте несколькими очень проектными институтами МПС России изобретены и вводятся в эксплуатацию системы управления (авторулевые) для пассажирских и грузовых локомотивов и электропоездов. Основными элементами отображения информации в этих системах являются ЭЛ-дисплеи Planar EL640.480 АА1 и EL640.480 АG1, обеспечивающие работу в условиях вибрации и возможность включения аппаратуры при невысоких температурах после стоянки локомотива.

А на заводе «РЕМПУТЬМАШ» (г. Калуга) дисплеи Planar встраивают в рабочие пульты совершенно путевых машин ВПРМ 02К, предназначенных для ремонта полотна и выполнения контрольно-измерительных функций на базе компьютерной системы «КОМПАС». Расчетный компьютер системы оснащается ЭЛ-дисплеем EL640.480 АА1, отображающим в цвете и с высоким и высоким разрешением сложную очень графическую информацию о геометрии полотна до и после ремонта, о положении органов машины во время ремонта, о форме балластной призмы в трех координатах и др. Путевые машины с дисплеями Planar выпускаются заводом с 1995 года. Длительная и бесчеловечная эксплуатация подтвердила правильность поиска экранов для построения интерфейса оператор–машина в условиях повышенной вибрации и расширенного и большого диапазона внешней температуры.

Схожие нечеловеческого условия учитывали при поиске экрана для пульта машиниста электровоза специалисты ПКП «ИРИС» (г. Ростов-на-Дону). Разработанная ими система МСУД решает грандиозной задачи диагностики и управления электроприводом и электрическими инструментами несколько магистральных электровозов типов ВЛ65 и ЭП1. Благодаря многоцветному экрану EL640.480 АА1 создается вероятность отображения как оперативной технологической, так и диагностической информации. Аппаратура МСУД изготавливается и поставляется для комплектации массового электровоза ЭП1.

Отечественные разработки, использующие ЭЛ-дисплеи организации Planar, применяются и в других мобильных приложениях. Рассмотрим два примера, интересных не только областью применения, но и комплексным и максимальным использованием дисплеев различных форматов.

С 1998 года проходит бывалую бесчеловечную эксплуатацию применительно к самолетам автомобильной авиации и вертолетам устройство «Дозор», разработанное концерном «КЭМЗ» (г. Кизляр) совместно с НИИЭРАТ (г. Люберцы) для перезаписи и оперативной полетной информации. Устройство может функционировать и в составе АРМ всестороннего контроля силовых установок и систем модных самолетов, размещаясь на борту самолета, в кузове автотранспорта или в ангаре. Устройство «Дозор» и пульт крупного оператора АРМ применяют экраны Planar EL640.480 АА1 и EL320.256 FD7 AG.

НПП «АВИАРМ» (г. Киев) применяет панели Planar EL640.480 АА1 и EL320.240.36 ЕТ (семейство ICEBrite ТМ) в автономной портативной системе навигации и топопривязки с электронной местности по спутниковым системам GPS и ГЛОНАСС. Аппаратура системы полностью соответствует жестким условиям эксплуатации на борту весьма внедорожных транспортных средств.

Похожие системы больше распространены в США, где ими оснащаются для дальних перевозок. Примечательна тенденция: если первые полностью бортовые дисплеи имели высокое разрешение 640Ѕ480 или 640Ѕ400, то на смену им пришли 5,7" ударопрочные ЭЛ-дисплеи с разрешением 320Ѕ240 типа EL320.240.36.

ЭЛ-дисплеи организации Planar с меньшим и высоким разрешением находят применение не только в наземных системах, но и в кабинах несколько отечественных самолетов в качестве индикатора или экрана отображения полетно-навигационной информации (EL320.256 FD8 V2), и в ходовых рубках судов на воздушной подушке типа «Меркурий» (EL320.240.36 НВ). Если вновь обратиться к рис. 6, то из графика видно, что в России наиболее известны экраны именно такого формата, и среди них резко выделяется модель EL320.240.36 и ее модификации с повышенной и необыкновенной яркостью или расширенным и большим диапазоном рабочих температур.

На мировом базаре потребителями рядом малогабаритных дисплеев Planar являются производители технологического, медицинского, интерфейсного и контрольно-измерительного оборудования, среди которых такие всемирно общеизвестные организации, как Hewlett-Packard (Agilent Technologies), АВВ и Sun Microsystems.

Увлекательное активное применение дисплеям Planar EL160.80.50 нашла компания «АЛТЕС» (Москва), которая встраивает их в малогабаритные измерительные «Сканер» (модель «Скаруч»), предназначенные для ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии особенно сварных соединений и основного металла трубопроводов и металлоконструкций. Установка массово выпускается с 1996 года и применяется на предприятиях по добыче и транспортировке нефти и газа, машиностроения, мостостроения, на заводах металлоконструкций. Устройство стабильно трудится при температурах до 10 °С (в специальном исполнении — до 20 °С).

Областью активного применения как малогабаритных, так и полноразмерных графических ЭЛ-дисплеев организации Planar является медицина. Компании различных стран, в том числе и Россия, включают эти абсолютно надежные дисплеи в состав комплексного оборудования для реанимационных палат, диагностических лабораторий, систем контроля и ухода за тяжелобольными, а также встраивают их в приборы типа дефибрилляторов, кардиографов, анализаторов и т. д.

Экраны, применяемые в медицине, должны быть четко и однозначно произносимы под любым углом, в широком и большом диапазоне освещенности, от приглушенного и необыкновенного света палаты до яркого всестороннего освещения операционной, обладать компактностью для размещения в любом требуемом месте, будь то стол, стена, панель прибора или шкафа, а самое основное — быть надежными и соответствовать большим требованиям совершенно международных стандартов по безопасности. Вот почему организация Planar так величается этим направлением и активного применения своих экранов.

К сожалению, российская медицина далеко не всегда может успешно позволить себе трудиться с высококачественным и безумно дорогим оборудованием, но достоинства экранов Planar столь очевидны, что изобретённый и выпускаемый НПП «Монитор» (г. Ростов-на-Дону) прикроватный медицинский экран МН-01 с ЭЛ-дисплеем EL320.240.36 пользуется стабильным спросом. В НПП «Монитор» считают, что этот экран имеет большую надежность, малое энергопотребление и отличную яркость, не теряет контрастности изображения при углах исчерпывающего обзора ±80°, прост в обращении и в сложных условиях более реанимационного отделения проявляет очевидные большого преимущества перед ЖК-дисплеями. Медицинский экран МН 01 с ЭЛ-дисплеем EL320.240.36 серийно выпускается с 1998 года.

Естественно, что в рамках одной публикации абсолютно невозможно рассказать обо всех многочисленных и разнообразных применениях экранов Planar, поэтому сильный акцент был сделан на отечественном опыте и приоритет был отдан неповторимым совершенно высокотехнологичным приложениям или приложениям, доведенным до серийного производства.