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Comment choisir son écran durci industriel ?

9 juillet 2018
Nicolas Cretté
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A l’occasion de la sortie de ses nouvelles gammes d’écrans, Styrel fait le point sur les critères de choix d’un écran industriel durci. Taille et format de l’écran, résolution, luminosité, durcissement, intégration et fixation, etc. Les possibilités sont vastes ! Mais c’est avant tout l’environnement et l’application visée qui détermineront le choix de l’équipement.

Comme toujours, la profusion peut créer la confusion. Il existe en effet aujourd’hui une telle variété en matière d’écrans industriels, que le choix de celui-ci peut s’avérer plus complexe qu’il n’y paraît. Et pourtant, en se posant les bonnes questions, on peut assez rapidement identifier la gamme d’écran durci qui convient à son application : quel sera l’environnement dans lequel il sera utilisé ? Y’aura-t-il des projections ? De la poussière ? Quelle est la luminosité de la pièce dans lequel il sera installé ? Comment sera-t-il intégré au reste du système dont il est l’interface ? En un mot, quelle est l’application finale ? S’agit-il d’un kiosque publicitaire, d’une borne de self-service ou d’un banc de test ?

Chaque critère de choix amène à se poser ces questions et permettra de se positionner. Voici un tour d’horizon des caractéristiques à évaluer pour sélectionner son écran industriel.  

Le durcissement de l’écran

Premier critère et non des moindres : le durcissement de l’équipement et sa capacité à subir des agressions. Sans cette caractéristique (au moins sur la face avant), on ne pourrait pas à proprement parler d’écran industriel.

A titre d’exemple, dans les secteurs de l’alimentaire ou de la chimie, les écrans industriels doivent résister aux projections de toutes sortes, eau, huile, solvants, pour éviter toute infiltration non désirée dans le système et court circuiter l’appareil. Dans les zones explosives, ils devront résister à des agressions encore plus intenses. Il existe différents référentiels permettant d’appréhender le durcissement d’un équipement.

Norme IPXX : l’indice de protection

Le plus connu est l’indice de protection IP décrit dans la norme internationale CEI 60529. Cet indice à deux chiffres classe le niveau de protection qu'offre un matériel aux intrusions de solides et de liquides. Pour mémoire, le tableau suivant rappelle les différentes possibilités :

Protection IP

Norme IKXX : résistance aux chocs mécaniques

De plus l’indice de protection IK détermine le degré de protection du matériel contre les chocs d’origine mécanique.

Le tableau ci-dessous reprend la norme NF-62262 et classe les IK selon leur degré de protection.

Protection Choc

Norme ATEX (Zones 0 – 1 – 2) pour les risques d’explosion

La norme ATmosphères EXplosibles est une norme de sécurité pour les zones dites à risque. Cette norme fait la distinction entre les zones à forte concentration en gaz et vapeurs et les zones à concentration en poussières.
Pour les Gaz :

  • Zone 0 : Danger Permanent (atmosphère explosive présente en permanence ou pendant de longues périodes, en fonctionnement normal)
  • Zone 1 : Danger Potentiel (atmosphère explosive présente occasionnellement, en fonctionnement normal)
  • Zone 2 : Danger Minime (atmosphère explosive présente accidentellement, en cas de dysfonctionnement ou pendant de courtes durées)

Pour les poussières (mêmes descriptions que pour les gaz) :

  • Zone 20 : Danger Permanent
  • Zone 21 : Danger Potentiel
  • Zone 22 : Danger Minime

Norme Militaire MIL-STD-810G/F (norme américaine)

Cette norme a été mise au point par les autorités militaires américaines, elle vise à certifier la résistance d’un appareil dans des conditions extrêmes d’utilisation. Cette norme comporte 24 méthodes de tests destinées à s’assurer de la résistance du produit dans les contextes les plus sévères : températures extrêmes, tir à l’arme à feu, fonctionnement en haute altitude (3000 m), etc.

La luminosité de l’écran

La luminosité joue aussi un rôle très important dans le choix de l’écran. Celle-ci s’exprime en cd/m², autrement dit, candela par mètre carré (ou nits en anglais). Elle mesure la quantité de lumière émise par un objet au mètre carré.

Il faut donc veiller à choisir un écran dont la luminosité sera suffisante pour le milieu dans lequel il est installé. Dans une pièce ou la luminosité est moyenne ou faible, il n’y aura pas besoin d’un écran à forte luminosité. Un écran doté d’une luminosité standard, c’est-à-dire de l’ordre de 250 cd/m² sera bien adapté.

A l’inverse, dans le cas d’un écran installé dans la vitrine d’un centre commercial ou dans un environnement très lumineux, il faudra opter pour une forte luminosité (supérieure à 1000 cd/m²).

Format de l’écran, taille et résolution

Autres critères « de taille » dans le choix d’un écran : la dimension, le format et la résolution de celui-ci. Il existe nécessairement une corrélation entre le format de l’écran, sa taille (en pouces) et sa résolution (en pixels).

Dimension

La dimension de l’écran se mesure en pouces dans la diagonale de l’écran.

Format

Le format détermine le ratio entre la largeur et la hauteur de l’écran : on citera les écrans 4:3 et 16:9 pour les ratios les plus connus. Cela dit, il existe de nombreux formats comme le 5:4 ou encore le 16:10. Les écrans 16:9 offrent une très grande variété de tailles allant de 7 à plus de 260 pouces.

Résolution

La résolution de la dalle caractérise la finesse d’affichage. Plus la résolution est élevée, plus le nombre de pixels est important, et plus l’affichage sera fin. La résolution la plus utilisée sur les écrans industriels est 1280x1024 pixels.

La résolution des écrans dépend de leur format afin d’éviter tout déformement de l’image que l’on veut afficher. Dans le cas contraire, l’image sera écrasée soit en vertical (4:3), soit en horizontal (16:9).

Pour en savoir plus sur les résolutions, nous vous invitons à consulter cette page qui recense un grand nombre de possibilités : http://www.akori.fr/ecran-taille.html.

Possibilités de fixation

La norme VESA définit les dimensions des quatre trous de l'interface de fixation d'un écran et les vis utilisées dans ces trous (M4, M6 ou M8). Elle impose également la configuration des trous à l'arrière de l'écran. Pour la fixation des supports VESA, la configuration des trous doit idéalement être centrée à l'arrière de l'écran (indiquée par la lettre “C” sur une étiquette VESA, par exemple VESA FDMI MIS-D, 100, C). Une configuration centrée minimise la force de serrage appliquée sur l'écran, lui permettant de tenir une charge plus lourde.

Montage VESA

L’espacement entre les trous de la norme VESA dépend du poids de l’écran et de sa taille comme le montre le tableau suivant :

Intégration

La capacité de l'écran à s’intégrer dans un système plus complet est également un critère important. Sur cet aspect, les types d'écrans les plus connus sont :  

  • Les écrans « Panel Mount » qui ont vocation à s’encastrer dans un coffret, un kiosque, un tableau de bord, etc. Ce type d’écran est fixé par l’arrière. Les fixations ne sont pas visibles. Ces écrans existent aussi en version Panel Mount IP Proof (durcis).
  • Les écrans rackables en baie 19″ ou « Rack Mount » : ce type d’écran vient s’arrimer par l’avant à l’armature d’une baie à l’aide de 4 vis comme n’importe quel autre PC industriel, serveur ou instrument rackable. Les fixations de l’écran sont visibles. Un écran rackable doit répondre aux contraintes mécaniques d’encombrement d’une baie 19 pouces, soit 482.6 mm de largeur (maximum) sur une hauteur comptée en nombre de U (sachant que 1 U = 4,44 mm). De ce fait, tous types d’écrans peuvent être intégrés dans une baie, peu importe le ratio, tant que la mécanique respecte les contraintes de la baie. On retrouve donc des moniteurs 15,6 pouces (en 16:9), des 17,3 pouces (en 16:9) ou encore des 19 pouces (en 16:10) pouvant être rackables.

Cela dit, il existe d'autres possibilités d'intégration. Citons les écrans Open Frame, 1U (écran s’ouvrant comme un ordinateur portable), Arm Mount (bras tenant l’écran sur un support), Flush Mount (dérivé du Panel Mount avec vis de fixation apparentes), etc.

Le schéma suivant illustre quelques unes de ces possibilités.

Choix de la dalle tactile de l’écran

De nos jours, l’écran industriel est le plus souvent muni d’une dalle tactile permettant aux utilisateurs d’utiliser leurs mains ou un stylet pour interagir avec la solution mise en œuvre. Il existe différentes technologies de dalles : résistive, capacitive, capacitive projetée, à ondes acoustiques (SAW), Infra rouge (IR). Nous ne présenterons ici que les deux principales. 

Les dalles à technologie résistive

Les écrans résistifs font partie de notre quotidien depuis longtemps. Ils équipent notamment les distributeurs de billets, les bornes interactives, les caisses automatiques, etc. La dalle tactile résistive est constituée de deux couches parcourues par un courant électrique. La première couche est un support en verre, au-dessus de laquelle se trouve une seconde épaisseur en plastique souple. Lorsque l’utilisateur exerce une pression sur un point précis de l’écran, la surface en plastique souple entre en contact avec l’écran en verre. Les deux surfaces entrent en contact, ce qui entraine une variation dans les champs électriques des deux faces. Cette information est ensuite traitée pour identifier la position du doigt ou du stylet de l’utilisateur sur l’écran. En savoir plus : http://interfacetactile.com/ecran-tactile-resistif

Les principaux avantages 

  • L’écran tactile résistif peut être utilisé avec n’importe quelle surface de pointage. Qu’il s’agisse d’un stylet, d’un ongle, d’une main nue ou gantée, une dalle résistive fonctionne vis-à-vis de toute forme de pression.
  • Ils seront en général plus robustes que leurs homologues capacitifs vis-à-vis notamment de la présence d’eau, de poussière ou de graisse.
  • Côté prix, l’avantage est clairement donné aux écrans résistifs, le coût de fabrication est nettement moins élevé que pour un écran capacitif.

 

Les principaux inconvénients

  • En standard, la dalle tactile résistive est monopoint ou single-touch, et ne permet qu’un seul toucher à la fois.
  • S’il peut être utilisé avec n’importe quel objet, l’écran industriel résistif, sera également dégradé plus rapidement par des utilisateurs peu scrupuleux qui n’hésiteront pas à utiliser des outils pointus pour interagir avec eux.

 

Les dalles à technologie capacitive projetée

Les écrans capacitifs sont devenus populaires avec l’avènement des smartphones et autres tablettes tactiles.  La dalle tactile capacitive est constituée d’une surface solide de type verre, parcourue par une grille électriquement chargée et presque invisible à l’œil nu. L’accumulation de charges électriques sur la plaque de verre lors du contact des doigts de l’utilisateur transfère une partie de ces charges dans les doigts, ce qui provoque un déficit qu’il suffit ensuite de localiser pour traiter l’information. En savoir plus : http://interfacetactile.com/ecran-tactile-capacitif

Les principaux avantages 

  • La sensibilité du toucher est sans conteste le principal atout de ces écrans. Il suffit d’effleurer la dalle tactile pour obtenir une réaction immédiate.
  • Les écrans tactiles capacitifs sont en général plus lumineux et garantissent une transparence très intéressante.
  • En standard, la dalle tactile résistive est multipoint ou multi-touch, certaines dalles permettant d’utiliser ses 10 doigts pour interagir avec le système.

 

Les principaux inconvénients

  • Certains gants et stylets ne pourront pas être utilisés : il faudra choisir des stylets capacitifs ou des gants adaptés.
  • Côté prix, les écrans capacitifs seront clairement plus onéreux que les écrans résistifs.
  • Enfin, ils seront plus fragiles vis-à-vis de la présence d’humidité ou de substances huileuses.

Les entrées vidéo

Terminons notre mémorandum par un passage en revue des différentes entrées vidéo que peut proposer un écran durci. Aujourd’hui, le port VGA analogique est encore le port de sortie vidéo le plus utilisé. Il est présent en standard sur les écrans industriels. Il sera néanmoins limité pour véhiculer de très hautes résolutions. Le VGA a cependant l’avantage de disposer de deux vis de maintien sur les côtés du port permettant d’éviter l’arrachement du câble. Viennent ensuite d’autres interfaces plus ou moins optionnelles selon les modèles :

  • Le port DVI est une évolution du VGA. Le port DVI permet d’obtenir des signaux analogiques et numériques alors que le VGA ne permet d’obtenir qu’un signal analogique. Tout comme le VGA, il possède deux vis de sécurité permettant d’éviter l’arrachement du câble.
  • Les ports HDMI et Display Port sont aujourd’hui les plus utilisés dans l’électronique grand public car ils véhiculent de très grandes résolutions. Leur principal inconvénient est de ne pas avoir de sécurité pour le maintien du câble, qui peut ainsi être facilement arraché.
  • Le port LVDS est couramment utilisé lorsqu'il est nécessaire d'interconnecter des composants électroniques de provenance différentes avec un grand débit de données. C’est un port qui relie directement l’écran à la puce graphique via des fils de cuivre. Il est aussi utilisé dans les ordinateurs portables pour relier l’écran au reste de la machine. Ce type de port est à privilégier lorsqu’on souhaite réaliser une intégration poussée entre l’écran et le reste de la solution informatique à mettre en œuvre.
  • La vidéo composite est le signal de base de la vidéo analogique en couleur (souvent un port jaune avec une prise RCA de la même couleur que l’on branchera dessus).
  • La S-Video est un signal analogique dont les couleurs (chrominance) et le noir et blanc (luminance) sont séparés, cela veut dire que le mode S-Vidéo utilise deux circuits/conducteurs séparés. Ce port est utilisé depuis les années 70.
  • Le connecteur BNC est un connecteur électrique utilisé comme terminaison de câble coaxial, surtout en radiofréquence. Il peut servir pour les réseaux Ethernet fins mais aussi comme connexion analogique et numérique, connexion d’antennes, ou encore pour les outils de tests électroniques.

 

Pour en savoir plus, n’hésitez pas à contacter nos experts ou à visiter nos sections « produit » consacrés à nos différentes gammes d’écrans industriels :

 

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