Entwerfen Sie ein Gerät mit Bildschirm? Es ist ein Schritt in die richtige Richtung. Moderne elektronische Geräte werden aus ästhetischen Gründen und vor allem aus Gründen der Funktionalität zunehmend mit Displays ausgestattet. Der Bildschirm ist heute mehr als nur ein Element, das Daten präsentiert. Es hat sich zu einer wichtigen Benutzeroberfläche entwickelt, die eine intuitive Steuerung, eine sofortige Reaktion auf Systemmeldungen und eine direkte Interaktion mit den Gerätefunktionen ermöglicht.
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In diesem Leitfaden stellen wir die wichtigsten Punkte vor, die bei der Auswahl des optimalen Displays für die von Ihnen entworfene Lösung zu berücksichtigen sind. Diese Probleme treten fast immer in der Anfangsphase der Zusammenarbeit auf – sie helfen uns, die Bedürfnisse des Endbenutzers und die Besonderheiten der Anwendung, in der unser Produkt eingesetzt werden soll, besser zu verstehen.
Ein solches „technologisches Interview“ ist nicht nur eine Formalität – es ist der Schlüssel zu einer effektiven Zusammenarbeit, die den Designprozess erheblich beschleunigt und kostspielige Fehler vermeidet.
In diesem Artikel besprechen wir grundlegende Display-Technologien, Parameter wie Auflösung und Helligkeit, die Bedeutung der Betriebstemperatur und den Einfluss der Umgebungsbedingungen auf die Displayauswahl.
👉 Werfen Sie einen Blick auf andere Artikel in der Serie Wie wählen Sie ein Display für Ihre Anwendung aus?:
- Teil 2: Abmessungen, Formate, Geräteintegration,
- Teil 3: Bedienung, Haltbarkeit, zusätzliche Funktionen.
Technologie
Die Wahl der richtigen Display-Technologie ist einer der wichtigsten Designschritte. Im Unisystem-Angebot finden Sie z. B. LCD-TFT-, OLED-, EPD- (E-Paper) und monochrome (Grafik- und Zeichen-) Displays. Jedes unterscheidet sich in Konstruktion und Funktionalität, einschließlich der Art der Bilddarstellung, des Stromverbrauchs oder der Anforderungen an die Hintergrundbeleuchtung.
LCD-TFT ist derzeit die beliebteste und vielseitigste Lösung. Bewährt, flexibel und kontinuierlich weiterentwickelt, bietet es hervorragende optische Parameter und eine große Auswahl an Diagonalen und Formaten, wodurch es für nahezu jede Anwendung einsetzbar ist. Hervorzuheben ist die Local Dimming-Funktion – die lokale Steuerung der Hintergrundbeleuchtung -, die den Kontrast verbessert, indem inaktive Bereiche gelöscht und gleichzeitig Bereiche mit Inhalten beleuchtet werden können. Es ist eine Möglichkeit, die Bildqualität deutlich zu verbessern, ohne auf die Vorteile von TFT zu verzichten.
Auch EPD-Displays werden immer beliebter – vor allem bei batteriebetriebenen Geräten, bei denen ein geringer Stromverbrauch unerlässlich ist.
Auflösung
Die Auflösung ist ein Parameter, der die Anzahl der Pixel bestimmt, aus denen das Bild auf dem Display besteht. Sie wird als Produkt aus zwei Zahlen ausgedrückt: der Anzahl der Pixel horizontal und vertikal. Eine Auflösung von 1920 × 1080 bedeutet beispielsweise, dass der Bildschirm 1920 Spalten und 1080 Pixelzeilen darstellt, was mehr als 2 Millionen Punkte ergibt, aus denen das Bild besteht.
Die Wahl der optimalen Auflösung hängt von der Entfernung zwischen dem Benutzer und dem Bildschirm ab. Je höher die Pixeldichte, desto detaillierter und komfortabler der Empfang. Allerdings sollten Sie bedenken, dass eine höhere Auflösung höhere Hardwareanforderungen bedeutet – z.B. an den Controller. Daher sollten Sie auf ein Gleichgewicht zwischen Bildqualität und Systemfunktionen achten.
Erfahren Sie mehr über die Auflösung in unserem Artikel.
Helligkeit
Die Helligkeit des Displays, definiert in cd/m² (Candela pro Quadratmeter), auch Nits genannt, ist einer der wichtigsten Parameter, die die Lesbarkeit der präsentierten Inhalte beeinflussen.
Es ist erwähnenswert, dass sich dieser Parameter in erster Linie auf die LCD-TFT-Technologie bezieht, bei der das Bild gebildet wird, indem Licht von der Hintergrundbeleuchtung durch eine Schicht aus Flüssigkristallen und Farbfiltern geleitet wird. Das LED-Hintergrundbeleuchtungssystem ist für die tatsächliche Helligkeit des Bildschirms verantwortlich – seine Leistung, Komponentenqualität und Platzierung wirken sich direkt auf den endgültigen visuellen Effekt aus.
Nicht alle Informationsvisualisierungstechnologien emittieren Licht – ein Beispiel sind EPD-Displays (E-Paper), die Umgebungslicht reflektieren. In ihrem Fall geht es nicht um „Helligkeit“, sondern um Lesbarkeit unter gegebenen Lichtverhältnissen.
Bei LCD-TFTs sollte die Helligkeit von den Lichtverhältnissen abhängen, unter denen das Gerät betrieben wird – natürliche, künstliche, intensive oder eingeschränkte Beleuchtung.
Zur Veranschaulichung:
- ca. 250 cd/m² – ein Niveau, das für Heim- oder Bürobedingungen ausreicht,
- ca. 750 cd/m² – für Arbeiten in stark beleuchteten Innenräumen,
- mindestens 1000 cd/m² – Anwendungen im Außenbereich*.
*An Standorten mit starker Sonneneinstrahlung empfehlen wir die Verwendung von Displays mit einer Helligkeit von mindestens 2500 cd/m² – wie z. B. Lösungen von Litemax.
Schauen Sie sich unseren praktischen Leitfaden an, um besser zu verstehen, wie Sie die Helligkeit des Displays entsprechend den Bedingungen auswählen, unter denen es betrieben wird.
Betriebstemperaturbereich
Die Umgebung, in der das Gerät betrieben wird – niedrige oder hohe Temperaturen oder vielleicht Orte mit großen thermischen Schwankungen – wirkt sich direkt auf die Auswahl des geeigneten Displays aus.
Im Unisystem-Angebot finden Sie Module mit einem breiten Betriebstemperaturbereich, von denen -20 °C bis +70 °C ein standardmäßiger, aber optimaler Bereich ist.
Zusätzliche Stützlösungen werden häufig in Umgebungen eingesetzt, in denen das Gerät extremen Temperaturbedingungen ausgesetzt sein kann. Bei diesen Lösungen kann es sich um Heizsysteme (z. B. Heizungen) bei niedrigen Umgebungstemperaturen oder Kühlsysteme (z. B. Ventilatoren) bei hohen Umgebungstemperaturen handeln. Sie ermöglichen es, die Betriebsparameter des Geräts auf einem Niveau zu halten, das einen ordnungsgemäßen Betrieb gewährleistet.
Das Problem bei Displays, die direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, ist die Beständigkeit der Matrix gegen Überhitzung. Extreme Temperaturen können dazu führen, dass Flüssigkristalle von einem nematischen in einen isotropen Zustand übergehen, was zu sogenannten „Black Spots“ – dauerhaften Bildstörungen – führt. Um dies zu verhindern, kommt die HiTNI-Technologie (High TNI) zum Einsatz, die auf Flüssigkristallen mit einer höheren Phasenübergangstemperatur basiert. Dadurch behält die Matrix auch bei starker Erwärmung die optische Stabilität bei und garantiert so die Lesbarkeit des Bildes. Es handelt sich um eine Technologie, die für Anwendungen entwickelt wurde, die in direktem Sonnenlicht arbeiten – ohne das Risiko einer Beschädigung durch Überhitzung der Matrix.
Anwendung
Ein wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Displays ist die Analyse des Verwendungszwecks des Geräts, mit der Sie den Zustand des Bildschirms bestimmen können. In der Regel definiert die Anwendung die Betriebsumgebung und die detaillierten Anforderungen, wodurch die Auswahl geeigneter Technologien, Parameter, Sicherheit und Funktionalität direkt beeinflusst wird.
Bevor Sie sich für eine bestimmte Lösung entscheiden, lohnt es sich, mehrere Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel:
- Wird das Gerät im Innen- oder Außenbereich verwendet?
- Wird es in einem öffentlichen Raum sein, wo es starker Beanspruchung ausgesetzt sein wird?
- Wird das Gerät bei extremen Temperaturen oder bei schnellen Temperaturschwankungen eingesetzt?
- Wie hell wird die Umgebung sein, in der der Bildschirm betrieben wird? Oder wird es direktem Sonnenlicht ausgesetzt sein?
Die Antworten auf diese Fragen helfen dabei, die Auswahl an Technologien und Designlösungen einzugrenzen, die eine zuverlässige Leistung und eine lange Lebensdauer des Geräts gewährleisten. Die Angabe des Verwendungszwecks der Anwendung reicht oft aus, um die optimale Konfiguration vorzuschlagen.
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