Considerações relativas ao ecrã LCD TFT para sistemas de gestão de baterias e equipamentos de armazenamento de energia

Introdução

Sistemas de gerenciamento de baterias e equipamentos industriais de armazenamento de energia continuam surgindo em novos lugares. Armários de armazenamento solar, unidades UPS industriais, racks de baterias de telecomunicações e gabinetes de armazenamento de rede precisam de um display local. Os operadores os utilizam para verificar o estado da carga, o equilíbrio da tensão da célula, a temperatura do sistema, os registros de falhas e o fluxo de energia. Colocar um display em um gabinete BMS é diferente de colocá-lo em um dispositivo de consumo ou mesmo em um painel HMI de fábrica. O ruído elétrico, os ciclos térmicos e as condições externas criam um conjunto de demandas importantes ao selecionar um módulo TFT LCD para esse uso.

Ruído elétrico e o que ele faz com os monitores

EMI

O equipamento BMS lida com correntes graves. Um rack de bateria de telecomunicações de 48 V pode fornecer centenas de amperes. Um UPS industrial contém inversores que comutam em altas frequências. Tudo isso cria interferência eletromagnética que pode atrapalhar uma tela desprotegida.

Um módulo TFT LCD para aplicações BMS deve ter blindagem EMI no FPC e circuito do driver de luz de fundo. O controlador de exibição precisa de filtragem adequada nas linhas de sinal. Um invólucro de módulo de metal deve ser conectado ao aterramento do chassi para fornecer ao ruído conduzido um caminho de saída de baixa impedância.

Módulos sem blindagem adequada podem apresentar cintilação, ruído na linha ou corrupção de imagem quando o sistema da bateria alterna entre carga e descarga.

Loops Terrestres

Os gabinetes BMS geralmente usam uma arquitetura de barramento compartilhado. O monitor pode ser conectado a uma placa controladora referenciada a um aterramento diferente do da bateria. Isso cria um caminho para as correntes de loop de terra através do cabo do display.

Um módulo de exibição com sinalização diferencial como LVDS ou MIPI lida com deslocamento de solo melhor do que interfaces de terminação única como RGB ou MCU. Para sistemas que necessitam de isolamento elétrico do barramento da bateria de alta tensão, um display com uma placa de interface isolada mantém a comunicação confiável sem expor o driver do display a tensões transitórias.

O que o meio ambiente faz

Calor dentro do gabinete

Os armários de armazenamento de energia ficam quentes. As células da bateria produzem calor durante a carga e descarga. A eletrônica de potência adiciona mais calor dentro da mesma caixa. Um armário de armazenamento solar exposto ao sol direto pode atingir mais de 55°C no interior em um dia quente.

Um módulo LCD TFT de ampla temperatura classificado para -20°C a +70°C cobre a maioria das instalações internas e externas protegidas. Para gabinetes em climas extremos de verão ou desérticos, um módulo classificado para -20°C a +85°C oferece margem de segurança extra. O driver de LED de retroiluminação deve ser classificado para a mesma faixa para evitar escurecimento precoce ou falha em altas temperaturas.

Umidade e Condensação

Os gabinetes de armazenamento nem sempre são climatizados. O aquecimento diurno e o resfriamento noturno criam ciclos de umidade. A condensação pode se formar na superfície da tela e dentro do conjunto.

Um módulo de exibição com revestimento antiembaçante ITO na superfície interna da tampa de vidro resiste ao embaçamento. A ligação óptica preenche o espaço de ar entre a tampa de vidro e o painel LCD, de modo que não há superfície interna onde se possa formar condensação. Um revestimento isolante na PCB da tela protege vestígios e componentes expostos contra danos causados ​​pela umidade.

Exposição ao ar livre

Muitos sistemas de armazenamento de bateria ficam ao ar livre. A tela precisa sobreviver à chuva, à exposição aos raios UV e aos ciclos de temperatura. O painel frontal deve ser selado. A cobertura de vidro precisa resistir ao amarelecimento causado por anos de exposição ao sol.

Para instalações externas, um módulo LCD TFT com moldura frontal com classificação IP65 e vidro de proteção com bloqueio de UV cobre os requisitos básicos de proteção. A ligação óptica também ajuda a evitar a entrada de umidade nas bordas da tela.

Desempenho de exibição

Lendo sob uma luz diferente

Equipamentos de armazenamento de energia vão para locais com iluminação não controlada. Uma sala UPS no subsolo. Um armário externo em pleno sol. Um recinto no telhado. O display tem que funcionar em todos eles.

Um nível de brilho de 500 a 800 cd/m² suporta a maioria das instalações internas e externas protegidas. Para exposição direta ao ar livre, 800 a 1.200 cd/m² com ligação óptica e vidro antirreflexo mantém a tela legível em toda a faixa de luz do dia.

Resolução para dados densos

Os monitores BMS mostram muitos dados de uma só vez. Tensões das células, corrente do pacote, leituras de temperatura, estado de carga e indicadores de falha, tudo em uma única tela. Uma resolução mais alta significa que tudo isso pode ser apresentado claramente, sem rolagem.

Para monitores BMS na faixa de 5 a 7 polegadas, 800 x 480 a 1024 x 600 oferece espaço suficiente para uma única página mostrando todos os parâmetros críticos. Para monitores de 7 a 10,1 polegadas, 1024 x 600 ou 1280 x 800 permitem layouts de tela dividida com gráficos de tendências próximos aos dados numéricos.

Ângulo de visão

O equipamento de armazenamento de energia é frequentemente instalado ao nível dos olhos ou abaixo dele. Os operadores olham para o display em pé ou agachados ao lado do gabinete. Um painel IPS TFT LCD mantém o contraste e as cores consistentes em toda a faixa de visualização vertical, o que ajuda neste tipo de instalação.

Opções de interface

Seleção da interface de exibição

A escolha da interface depende do controlador BMS. Os controladores baseados em MCU geralmente suportam interfaces RGB ou MCU para monitores menores. Para monitores maiores ou sistemas que executam Linux ou Android integrados, as interfaces LVDS ou MIPI são preferidas.

Um fabricante de módulos de display que oferece o mesmo tamanho de display com múltiplas opções de interface permite que o projetista do sistema combine o módulo com o controlador sem alterar o projeto mecânico.

Montagem de display remoto

Alguns sistemas montam o display na porta do gabinete enquanto o controlador fica dentro. Isso precisa de um FPC estendido ou cabo entre o monitor e o controlador. O cabo deve ser blindado. O conector deve ser do tipo travado para não se soltar quando a porta abre e fecha.

Opções de personalização

Os OEMs de armazenamento de energia frequentemente modificam os módulos de exibição padrão para se adequarem aos designs de seus gabinetes. Cobertura de vidro com recortes para indicadores LED, comprimentos de FPC personalizados com tipos de conectores específicos e adaptação do nível de tensão da interface são solicitações comuns.

Um fornecedor de monitores com recursos internos de montagem SMT, ligação óptica e design FPC pode lidar com essas modificações sem passar por vários subcontratados. A Chenghao Optoelectronics fornece soluções personalizadas de módulos TFT LCD para armazenamento de energia e OEMs de equipamentos industriais, com fabricação certificada ISO9001 e ISO14001, amplas opções de temperatura e personalização para vidro de cobertura, FPC e interface de toque.

Para OEMs que desenvolvem sistemas de gerenciamento de baterias e equipamentos de armazenamento de energia, um módulo de exibição escolhido tendo em mente as condições elétricas e ambientais específicas dos gabinetes BMS reduz falhas em campo e mantém os dados visíveis durante a vida útil do equipamento.

Resumo:Seleção de display LCD TFT para BMS e armazenamento de energia: blindagem EMI, ampla faixa de temperatura, resistência à umidade e legibilidade em ambientes externos.