Gehäusetechnik / Phoenix Contact Displays besser integrieren

Aus der Unterhaltungselektronik sind wir es gewöhnt, dass jedes Gerät auch ein Display besitzt. Dieser Trend beeinflusst zunehmend auch die Industrieelektronik. Doch Entwickler sind sich oft selbst überlassen, ein passendes Display auszuwählen und es ins Gehäuse zu integrieren. Das geht einfacher.

Seit Jahren breiten sich die Bediengewohnheiten, wie wir sie vom Smartphone her kennen, auch in der industriellen Gerätetechnik aus. So geht zum Beispiel Japan Display – ein Gemeinschaftsunternehmen von Sony, Toshiba und Hitachi, das Flüssigkristall-Bildschirme (LCDs) herstellt – davon aus, dass im Jahr 2022 etwa 700 Mio. Display-Einheiten in Bereichen abseits der Unterhaltungselektronik eingesetzt werden (Bild 1). Auch die Gehäuse für die zahlreichen unterschiedlichen Displays und Touchscreens rücken dabei in den Fokus.

Gerätehersteller sind primär auf die anspruchsvolle Elektronik im Gerät spezialisiert. Am Ende benötigt er dafür aber natürlich eine »Verpackung« in Form eines Gehäuses, in das sich ein Display integrieren lässt. Dem Elektronikentwickler wird es oft selbst überlassen, ein passendes Display auszuwählen und es dann elektromechanisch zu integrieren. Das fast unüberschaubare Angebot an Displays macht die Auswahl und die Integration nicht einfach.

Dies ist das Umfeld, in dem Phoenix Contact seine neuen Gehäuselösungen für die Integration von Displays positioniert Angeboten werden LCDs mit einer Auflösung von bis zu 1024 × 768 Pixel – sowohl TFT-Farb-LCDs wie auch andere passive LCDs. Dabei erstrecken sich die Einsatzgebiete auf Tragschienen-, Handheld- oder große Display-Trägergeräte. Anwendungsbeispiele sind hier Energiemessgeräte in Installationsverteilern, Barcode-Scanner in der Logistik oder Bedienterminals an Werkzeugmaschinen.

Ein Beispiel dafür sind die modularen Elektronikgehäuse ME und ME-IO für die Tragschiene, die sich für den Einbau eines TFT-Displays vorbereiten lassen (Bild 2). Der Bildschirm mit dem speziell konstruierten Rahmen lässt sich auf der Frontseite einrasten. Der dafür vorgesehene Ausschnitt wird passgenau gefräst – an der vom Kunden gewünschten Position. Durch die abgesetzten Rasthaken des Rahmens ist der Einbau auch in verschiedenen Gehäusen mit unterschiedlichen Wandstärken möglich.

Auch die Handheld-Gehäuse der Serie HCS und die Display-Trägergehäuse der Serie DCS hat Phoenix Contact für den Einbau von passiven LCDs vorbereitet. Diese lassen sich mithilfe abgestimmter Montagekits, die eine Befestigungsplatte, Abstandshülsen und Schrauben umfassen, befestigen. Das Fenster kann mit einem Acrylglas oder mit einem Touchscreen versehen werden. An den Stirnseiten finden sich Durchbrüche für das Anschlusskabel sowie für andere Geräteschnittstellen.

Eine Rundschnurdichtung erhöht die Schutzart auf IP54. Darüber hinaus sind zahlreiche Gehäuse für den Einbau von Folientastaturen vorgesehen. Bei der Arbeit mit handgeführten Geräten zur Datenerfassung – etwa im Logistikumfeld – ist die Belastung des Bedieners eher hoch. Ein Touchscreen würde den Bediener dort eher behindern, da er sich stark auf den Bildschirm konzentrieren muss. In diesem Fall ist eine physische Bedienung vorteilhaft.

Industrietaugliche Displays

Industrietauglichkeit ist ein Hauptaspekt bei der Auswahl eines Displays, denn dadurch ist die Verfügbarkeit über mehrere Jahre gewährleistet. Weil Elektronikgeräte häufig über Jahrzehnte im Einsatz sind, stellen sie hohe Ansprüche an die elektronischen und mechanischen Komponenten. Bei den eingesetzten Displays sind verschiedene Zuverlässigkeitstests wie Vibration und Thermoschock nach DIN EN 60068-2 Bestandteil der Qualifizierung. Darüber hinaus werden Betriebstemperaturen von –20 °C bis +70 °C und Lagertemperaturen von –30 °C bis +80 °C gewährleistet.

Vorteilhaft ist eine Hintergrundbeleuchtung bis zu 450 cd/m² sowie ein hoher Blickwinkel durch die eingesetzten FSTN-Panels (Film Super Twisted Nematic). Die Lebensdauer der LED-Hintergrundbeleuchtung bestimmt die Lebensdauer des gesamten Displays – sie wird in Stunden angegeben und über die Helligkeit definiert. Fällt die tatsächliche Helligkeit unter 50 Prozent der angegebenen, ist das Ende der Lebensdauer (End of Life) erreicht.

Gehäuse, Displays und Zubehör wie Folientastaturen und Dichtungssätze lassen sich über den Konfigurator für Elektronikgehäuse webbasiert zusammenstellen. Außerdem können bei der Konfiguration des mobilen oder stationären Gehäusesystems auch die Leiterplattenanforderungen berücksichtigt werden. Dabei erhält der Nutzer nach der Zusammenstellung die benötigten 2D- und 3D-Daten für erste Vorklärungen. Im nächsten Schritt können die zusammengestellten Teile ab Stückzahl eins bestellt und erste Prototypen entwickelt werden.

Fazit

Das Industrieumfeld ist durch vernetzte Steuerungssysteme geprägt, die stationär und mobil arbeiten. An der Schnittstelle zum menschlichen Systembediener ermöglichen zeitgemäße Gehäuse und Displays – wie sie von Phoenix Contact angeboten werden – den sicheren und zuverlässigen Betrieb smarter Geräte auch im Industrie-umfeld. Durch die Bereitstellung einer kompletten Lösung – bis auf die Elektronik, die Kundensache bleibt – können sich die Entwickler nun auf ihr eigentliches Handwerk konzentrieren.