Rozważania dotyczące wyświetlacza TFT LCD dla systemów zarządzania bateriami i urządzeń magazynowania energii

Wstęp

Systemy zarządzania akumulatorami i przemysłowe urządzenia do magazynowania energii pojawiają się w nowych miejscach. Szafy do przechowywania energii słonecznej, przemysłowe zasilacze UPS, telekomunikacyjne stojaki na baterie i obudowy do przechowywania w sieci wymagają lokalnego wyświetlacza. Operatorzy używają ich do sprawdzania stanu naładowania, równowagi napięcia ogniwa, temperatury systemu, dzienników usterek i przepływu mocy. Umieszczenie wyświetlacza na szafce BMS różni się od umieszczenia go na gadżecie konsumenckim lub nawet fabrycznym panelu HMI. Szum elektryczny, cykle termiczne i warunki zewnętrzne stwarzają szereg wymagań, które mają znaczenie przy wyborze modułu TFT LCD do tego zastosowania.

Hałas elektryczny i jego wpływ na wyświetlacze

EMI

Sprzęt BMS obsługuje duży prąd. Stojak na baterie telekomunikacyjne 48 V może przesunąć setki amperów. Przemysłowy UPS zawiera falowniki przełączające przy wysokich częstotliwościach. Wszystko to powoduje zakłócenia elektromagnetyczne, które mogą zepsuć niezabezpieczony wyświetlacz.

Moduł TFT LCD do zastosowań BMS powinien mieć ekranowanie EMI w obwodzie FPC i sterowniku podświetlenia. Kontroler wyświetlacza wymaga odpowiedniego filtrowania linii sygnałowych. Metalowa obudowa modułu powinna być połączona z masą obudowy, aby przewodzić szumy na zewnątrz o niskiej impedancji.

Moduły bez odpowiedniego ekranowania mogą wykazywać migotanie, szumy na linii lub zniekształcenia obrazu, gdy system akumulatorowy przełącza się między ładowaniem a rozładowaniem.

Pętle uziemiające

Obudowy BMS często korzystają ze wspólnej architektury magistrali. Wyświetlacz może być podłączony do płyty kontrolera z uziemieniem innym niż akumulator. Tworzy to ścieżkę dla prądów pętli uziemienia w kablu wyświetlacza.

Moduł wyświetlacza z sygnalizacją różnicową, taki jak LVDS lub MIPI, lepiej radzi sobie z przesunięciem masy niż interfejsy single-ended, takie jak RGB lub MCU. W przypadku systemów wymagających izolacji galwanicznej od magistrali akumulatorów wysokiego napięcia wyświetlacz z izolowaną płytką interfejsu zapewnia niezawodną komunikację bez narażania sterownika wyświetlacza na przejściowe napięcia.

Co robi środowisko

Ciepło w szafce

Szafy do przechowywania energii nagrzewają się. Ogniwa akumulatora wytwarzają ciepło podczas ładowania i rozładowywania. Elektronika mocy dodaje więcej ciepła w tym samym pudełku. Szafa solarna wystawiona na bezpośrednie działanie słońca może w ciepły dzień osiągnąć temperaturę przekraczającą 55°C.

Szerokotemperaturowy moduł TFT LCD o parametrach od -20°C do +70°C pozwala na zastosowanie w większości instalacji wewnętrznych i osłoniętych na zewnątrz. W przypadku szaf pracujących w ekstremalnym letnim lub pustynnym klimacie moduł przystosowany do pracy w temperaturach od -20°C do +85°C zapewnia dodatkowy margines bezpieczeństwa. Sterownik podświetlenia LED powinien mieć parametry znamionowe dla tego samego zakresu, aby zapobiec przedwczesnemu przyciemnieniu lub awarii w wysokiej temperaturze.

Wilgotność i kondensacja

Obudowy magazynowe nie zawsze są wyposażone w klimatyzację. Ogrzewanie w ciągu dnia i chłodzenie w nocy tworzą cykle wilgotności. Na powierzchni wyświetlacza i wewnątrz zespołu może gromadzić się para wodna.

Moduł wyświetlacza z powłoką przeciwmgielną ITO na wewnętrznej powierzchni szkła osłonowego jest odporny na zaparowanie. Łączenie optyczne wypełnia szczelinę powietrzną pomiędzy szybą osłonową a panelem LCD, dzięki czemu nie ma wewnętrznej powierzchni, na której mogłaby tworzyć się kondensacja. Powłoka ochronna na płytce drukowanej wyświetlacza chroni odsłonięte ślady i komponenty przed uszkodzeniem przez wilgoć.

Ekspozycja na świeżym powietrzu

Wiele systemów przechowywania akumulatorów wykorzystuje się na zewnątrz. Wyświetlacz musi przetrwać deszcz, promieniowanie UV i zmiany temperatury. Przednia ramka powinna być uszczelniona. Szkło osłonowe musi być odporne na żółknięcie spowodowane wieloletnim nasłonecznieniem.

W przypadku instalacji na zewnątrz moduł TFT LCD z ramką przednią o stopniu ochrony IP65 i szybą osłonową blokującą promieniowanie UV spełnia podstawowe wymagania w zakresie ochrony. Łączenie optyczne pomaga również zapobiegać wnikaniu wilgoci na krawędzie wyświetlacza.

Wydajność wyświetlacza

Czytanie w innym świetle

Urządzenia magazynujące energię trafiają do miejsc o niekontrolowanym oświetleniu. Pomieszczenie UPS w piwnicy. Szafka zewnętrzna w pełnym słońcu. Obudowa na dachu. We wszystkich wyświetlacz musi działać.

Poziom jasności od 500 do 800 cd/m² obsługuje większość instalacji wewnętrznych i osłoniętych na zewnątrz. W przypadku bezpośredniej ekspozycji na zewnątrz, jasność od 800 do 1200 cd/m² przy łączeniu optycznym i szkle antyrefleksyjnym zapewnia czytelność ekranu w pełnym świetle dziennym.

Rozdzielczość dla gęstych danych

Wyświetlacze BMS pokazują wiele danych na raz. Napięcia ogniw, prąd pakietu, odczyty temperatury, stan naładowania i wskaźniki usterek – wszystko na jednym ekranie. Wyższa rozdzielczość oznacza, że ​​wszystko to można wyraźnie rozmieścić bez przewijania.

W przypadku wyświetlaczy BMS o przekątnej od 5 do 7 cali, rozdzielczość 800 x 480 do 1024 x 600 zapewnia wystarczająco dużo miejsca na pojedynczą stronę przedstawiającą wszystkie krytyczne parametry. W przypadku wyświetlaczy o przekątnej od 7 do 10,1 cala rozdzielczość 1024 x 600 lub 1280 x 800 umożliwia układ podzielonego ekranu z wykresami trendów obok danych liczbowych.

Kąt widzenia

Urządzenia do magazynowania energii są często instalowane na poziomie oczu lub poniżej. Operatorzy patrzą na wyświetlacz z pozycji stojącej lub kucając obok szafki. Panel IPS TFT LCD utrzymuje spójny kontrast i kolory w całym zakresie widzenia w pionie, co jest pomocne w tego typu instalacjach.

Wybór interfejsu

Wybór interfejsu wyświetlacza

Wybór interfejsu zależy od sterownika BMS. Kontrolery oparte na MCU często obsługują interfejsy RGB lub MCU dla mniejszych wyświetlaczy. W przypadku większych wyświetlaczy lub systemów z wbudowanym systemem Linux lub Android preferowane są interfejsy LVDS lub MIPI.

Producent modułu wyświetlacza, który oferuje ten sam rozmiar wyświetlacza z wieloma opcjami interfejsu, pozwala projektantowi systemu dopasować moduł do sterownika bez zmiany konstrukcji mechanicznej.

Zdalny montaż wyświetlacza

Niektóre systemy montują wyświetlacz na drzwiach szafki, podczas gdy sterownik znajduje się w środku. Wymaga to przedłużenia FPC lub kabla między wyświetlaczem a kontrolerem. Kabel powinien być ekranowany. Złącze powinno być typu blokującego, aby nie poluzowało się podczas otwierania i zamykania drzwi.

Opcje dostosowywania

Producenci OEM zajmujący się magazynowaniem energii często modyfikują standardowe moduły wyświetlaczy, aby dopasować je do konstrukcji obudów. Często wymagane są szklane osłony z wycięciami na wskaźniki LED, niestandardowe długości FPC z określonymi typami złączy i dostosowanie poziomu napięcia interfejsu.

Dostawca wyświetlaczy posiadający wewnętrzne możliwości montażu SMT, łączenia optycznego i projektowania FPC może poradzić sobie z tymi modyfikacjami bez konieczności korzystania z wielu podwykonawców. Chenghao Optoelectronics oferuje niestandardowe rozwiązania w zakresie modułów TFT LCD dla producentów OEM urządzeń do magazynowania energii i sprzętu przemysłowego, z certyfikowaną produkcją ISO9001 i ISO14001, szerokimi opcjami temperaturowymi i możliwością dostosowania szkła osłonowego, FPC i interfejsu dotykowego.

W przypadku producentów OEM opracowujących systemy zarządzania akumulatorami i sprzęt do magazynowania energii moduł wyświetlacza wybrany z uwzględnieniem specyficznych warunków elektrycznych i środowiskowych obudów BMS ogranicza awarie w terenie i zapewnia widoczność danych przez cały okres użytkowania sprzętu.

Streszczenie:Wybór wyświetlacza TFT LCD do BMS i magazynowania energii: ekranowanie EMI, szeroki zakres temperatur, odporność na wilgoć i czytelność na zewnątrz.