OLEDs in Compact Control Systems

Discover how industrial OLED displays enhance compact control systems with high contrast, low power, and seamless integration.

Introduction – Why OLED Displays Are Ideal for Compact Control Systems

Mit zunehmender Komplexität von Industrieautomation, IoT und tragbaren Testgeräten ist der Bedarf an leistungsstarken und platzsparenden Displays so hoch wie nie zuvor. Herkömmliche LCDs stoßen an ihre Grenzen hinsichtlich Kontrast, Betrachtungswinkel und Stromverbrauch – insbesondere in kompakten Steuerungssystemen. Hier kommt die neue Lösung ins Spiel.OLED-Display, eine selbstleuchtende Technologie, die überragende Bildqualität, ultradünne Profile und Energieeffizienz bietet.

In dieser Fallstudie aus der Praxis untersuchen wir, wie ein 6,0-Zoll-Geräteingebettetes OLED-Modulwurde erfolgreich in ein kompaktes industrielles Bedienfeld integriert und überwand dabei Herausforderungen in Bezug auf Platzbedarf, Sichtbarkeit und Zuverlässigkeit.

Überblick über die OLED-Displaytechnologie

OLED-Displays (organische Leuchtdioden) erzeugen Licht auf Pixelebene, ohne dass eine Hintergrundbeleuchtung benötigt wird. Dies ermöglicht echtes Schwarz, unendlichen Kontrast und schnellere Reaktionszeiten.

AMOLED vs. PMOLED

• PMOLED (Passive Matrix OLED):Einfachere Bauweise, geeignet für kleine Displays (z. B. Wearables), jedoch in Größe und Lebensdauer begrenzt.

• AMOLED (Active Matrix OLED):Nutzt eine TFT-Rückwandplatine für präzise Pixelsteuerung, ideal für größere, hochauflösendeindustrial OLED displays.

Wichtigste Vorteile von OLED für Steuerungssysteme

• Hoher Kontrast (100.000:1):Entscheidend für die Lesbarkeit in hellen wie in dunklen Umgebungen.

• Ultradünne Bauform:Nur 0,6 mm dünn – perfekt fürKompaktes OLED-Modul für Embedded-Systeme.

• Geringer Stromverbrauch:Insbesondere bei der Darstellung dunkler Benutzeroberflächen, ideal fürStromsparendes OLED-Panel für die Automatisierung.

• Weite Betrachtungswinkel (178°):Keine Farbveränderung aus irgendeinem Blickwinkel.

Projekthintergrund und -ziele

Kundenanforderungen

Ein führender Hersteller von Industrieanlagen benötigte eine Displaylösung für ein neues, kompaktes Bedienfeld. Zu den wichtigsten Anforderungen gehörten:

• Displaygröße unter 7 Zoll, um in ein enges Gehäuse zu passen

• Klare Datenvisualisierung bei Sonnenlicht und schwachen Lichtverhältnissen

• Betrieb im Temperaturbereich von -20 °C bis +70 °C

• 24/7-Betrieb mit minimalem Wartungsaufwand

Technische Ziele

• Hohe Helligkeit (≥600 cd/m²) für gute Sichtbarkeit im Freien

• Schnelle Reaktionszeit (<0,1 ms) für dynamische Daten

• MIPI-DSI- oder SPI-Schnittstelle für nahtlose MCU/FPGA-Integration

• RoHS-Konformität und geringe elektromagnetische Störungen für industrielle Sicherheit

Auswahl und Integration von OLED-Displaymodulen

Auswahl des richtigen OLED-Displaymoduls

Nach eingehender Evaluierung wurde ein 6,0-Zoll-AMOLED-Modul mit einer Auflösung von 1080 × 1920 Pixeln und einer MIPI-4-Lane-Schnittstelle ausgewählt. Alternativ wurden 4,3-Zoll-SPI-basierte Module für kostengünstigere Varianten in Betracht gezogen.

Integrationsprozess

1. Hardwareanschluss:MIPI DSI ist über impedanzangepasste Leiterbahnen auf der Leiterplatte mit dem STM32H7-Mikrocontroller verbunden.

2. Treiber-IC-Konfiguration:SSD1351 konfiguriert für Gammakorrektur und Farbkalibrierung.

3. Firmware-Anpassung:Implementierte dynamische Helligkeitssteuerung basierend auf einem Umgebungslichtsensor.

4. Testen:Geprüfte Bildwiederholfrequenz (60 Hz), Farbgenauigkeit (ΔE < 3) und thermische Stabilität.

Herausforderungen und Lösungen

• Energieeffizienz:Durch die Nutzung des Teilanzeigemodus und der automatischen Dimmfunktion konnte der Stromverbrauch um 25 % reduziert werden.

• EMV-Design:Durch das Hinzufügen von Ferritperlen und einer Erdungsabschirmung konnte die elektromagnetische Interferenz um 15 % reduziert werden.

• Mechanische Passform:Die speziell angefertigte Blendenkonstruktion gewährleistete eine sichere Montage im kompakten Gehäuse.

Wichtigste technische Merkmale des integrierten OLED-Moduls

Anwendungsszenarien

Industrielle Bedienfelder

Wird in Bedienfeldern für die Fabrikautomation, SPS-Schnittstellen und HMI-Systemen verwendet.Hochkontrast-OLED für IndustriemonitoreGewährleistet die Lesbarkeit in lauten Umgebungen.

Medizinische und Laborgeräte

Vitalzeichenüberwachung in Echtzeit mit präziser Farbwiedergabe für diagnostische Zwecke.

Smart-Home- und IoT-Controller

Stromsparende OLEDs verlängern die Batterielebensdauer in wandmontierten Smart-Hubs und Umweltsensoren.

Ausstellungen zur Automobil- und Transportbranche

Armaturenbretter und Infotainmentsysteme profitieren von einer breiten Temperaturtoleranz und guter Lesbarkeit bei Sonnenlicht.

Vorteile von OLED-Displays für eingebettete Systeme

• Energieeffizienz und lange Lebensdauer:Keine Hintergrundbeleuchtung = geringerer Stromverbrauch, insbesondere bei dunklen Benutzeroberflächen.

• Verbesserte Lesbarkeit und Betrachtungswinkel:Auch bei extremen Betrachtungswinkeln keine Farbverschiebung.

• Einfache Integration mit Mikrocontrollern:Die Unterstützung von MIPI, SPI und I²C vereinfacht die Firmware-Entwicklung.

• Umweltfreundlich:RoHS-konforme Materialien und recycelbare Komponenten.

Fallausgang und Leistungsergebnisse

Die Integration war ein Erfolg und führte zu messbaren Verbesserungen:

• ✅ 25 % geringerer Stromverbrauchim Vergleich zur vorherigen LCD-Lösung

• ✅ 2-fach verbesserte Helligkeitsgleichmäßigkeitüber den Bildschirm

• ✅ 15 % Reduzierung der elektromagnetischen Störungen, bestandene EMV-Zertifizierung

• ✅ Positives Kundenfeedbackin Bezug auf Benutzerfreundlichkeit und Zuverlässigkeit

Häufig gestellte Fragen

Fazit – Weiterentwicklung von Steuerungssystemen mit OLED-Technologie

Die Integration eines 6,0-Zoll-AMOLED-Displays in ein kompaktes Steuerungssystem demonstrierte das transformative Potenzial vonOLED für SteuerungssystemeMit überlegener Bildqualität, geringem Stromverbrauch und nahtloser MCU-Integration definiert die OLED-Technologie die Zukunft eingebetteter Displays neu.

Ob Sie industrielle HMIs, medizinische Geräte oder intelligente Steuerungen entwickeln,Hersteller von kundenspezifischen OLED-Displayskann Ihnen dabei helfen, optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu erreichen.