СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 7/2016

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 70 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2016 Защищённые мониторы – от дисплея до тачскрина В статье рассматриваются основные принципы конструкции и работы защищённых мониторов для жёстких условий эксплуатации. Статья будет полезна инженерам и специалистам, связанным с производством оборудования в рамках программы импортозамещения. Игорь Матешев, Андрей Туркин (Москва) Разработчики современных систем отображения информации всё чаще сталкиваются с задачей создания защи- щённых мониторов или иначе – раг- гедизированных (термин возник от английского понятия ruggedized , то есть «созданный специально для жёст- ких условий эксплуатации» [1]). Эти мониторы работают в самых суро- вых климатических условиях в тече- ние длительного времени. Перечис- лять решения, где они применяются, можно долго, но самые главные – это транспорт и системы контроля. И если раньше использовались готовые зару- бежные изделия, то сейчас наступи- ло время импортозамещения. Чтобы заменить импортный монитор, нуж- но знать основные принципы и базо- вые элементы, на которых основана его конструкция. ЖК- ДИСПЛЕЙ Жидкокристаллический (ЖК) дисп- лей – краеугольный камень современ- ных раггедизированных мониторов. Попытки заменить жидкие кристал- лы предпринимаются по сей день, но пока что ни одна технология не может полностью их заменить. У ЖК-дисплеев есть определённые минусы – относительно слабая устой- чивость к низким температурам, срав- нительно невысокий собственный контраст и наличие задержки откли- ка. Однако создатели дисплеев посто- янно ведут работу над улучшением матриц, так что современные образцы способны выдерживать мороз до –30 ° С и работать на солнечном свете благо- даря яркой подсветке и антибликово- му фильтру. К тому же на рынке сей- час так много различных вариантов матриц, что разработчики защищён- ных систем могут найти изделие, удов- летворяющее практически любым тре- бованиям заказчика (см. рис. 1). Однако нужно понимать, что защи- щённый монитор – весьма специфиче- ское изделие, и при его разработке, ско- рее всего, не удастся ограничиться уста- новкой стандартного промышленного ЖК-дисплея – потребуется вносить доработки. Потребуется, как минимум, защищённый корпус и защитное стек- ло, но, возможно, также – система подо- грева и дополнительные антибликовые фильтры. Дело в том, что в отличие от бытового телевизора, который работа- ет в очень небольшом диапазоне тем- ператур окружающей среды, защищён- ный монитор часто работает на откры- том воздухе при экстремально низких температурах. К тому же информация на мониторе должна читаться при пря- мом солнечном свете. З АЩИЩЁННЫЙ КОРПУС Представим себе возможные усло- вия работы защищённого монитора, например, судно береговой охраны или поисково-спасательный вертолёт. В каких условиях будет работать монитор? Это морская вода, солёные брызги, песок, да ещё и туман, тоже «солёный». В таких условиях монитор без специального влагозащитного кор- пуса и с обычной системой вентиляции выйдет из строя после первого же меся- ца работы. Что делать? Использовать герметич- ный корпус и покрывать платы управ- ления матрицей специальным лаком. Да, подобная конструкция предъявляет очень высокие требования к теплоотво- ду, но позволяет использовать монитор в любых погодных условиях. Герметичный монитор подойдёт и для использования в «обычной» спец- технике, которая моря и песка может и не видеть, но регулярно видит мой- ку салона под давлением. Не всякий монитор выдержит давление в сотню атмосфер. Однако в данном случае можно обойтись монитором со степе- нью защиты IP67 только по фронту [2], а не по всему корпусу, если панель при- боров сама по себе защищает от попа- дания пыли и воды во внутреннее про- странство (см. рис. 2). Н АГРЕВАТЕЛЬ В России одно из главных требова- ний для раггедизированного монито- ра – возможность работать при экстре- мальных отрицательных (да и положи- тельных) температурах окружающей среды. Промышленные ЖК-дисплеи и мони- торы не способны работать в таких условиях, особенно дисплеи большого размера. Чтобы устройство не замёрз- Рис. 1. ЖК-дисплеи AUO для промышленных применений