Рекомендации по использованию световодов для улучшения конструкции HMI

В целом, HMI будут обладать тремя характеристиками: простота просмотра, простота понимания и интуитивность.

По этим причинам световые индикаторы (рис. 1) обычно используются для предоставления операторам информации, необходимой для безопасного и эффективного использования оборудования. Одним из надежных и эффективных способов передачи света на эти индикаторы является использование световодов.

Несмотря на то, что существуют различные способы настройки световых индикаторов для HMI, световоды (как гибкие, так и жесткие) являются очень популярным выбором среди инженеров. Их использование имеет несколько преимуществ, но эти преимущества основаны на тщательном учете таких важных факторов, как геометрия световода, используемый материал, угол обзора, рабочая среда и другие. При учете на ранних стадиях проектирования такие факторы будут иметь решающее значение для эффективности светового индикатора HMI.

Световоды представляют собой прозрачные пластиковые стержни (гибкие или жесткие), используемые для эффективной передачи света от светодиода (обычно на печатной плате) к пользовательскому интерфейсу с минимальной потерей интенсивности света. Однако световоды — это лишь один из вариантов индикатора для HMI.

Другие варианты включают в себя:

Светодиодные индикаторы для монтажа на панели представляют собой блок, состоящий из светодиода, находящегося в корпусе и установленного непосредственно на панели HMI.

Обычно светодиодные дисплеи предназначены для небольших и легких устройств, которые обычно являются портативными и включают в себя как семисегментные дисплеи с подсветкой, так и емкостные сенсорные светодиодные дисплеи.

Как следует из названия, индикаторы печатной платы представляют собой светодиоды, установленные непосредственно на печатной плате и обеспечивающие простоту сборки и хорошую гибкость конструкции.

Прежде чем вдаваться в подробности о световодах, важно различать световоды, световоды и светорассеиватели.

Разъясняя это, давайте посмотрим на два основных типа световодов: гибкие и жесткие.

Гибкие световоды, такие как показанные на рисунке 2, изготовлены из поликарбонатного волокна и могут передавать свет в ограниченном пространстве и углах, причем делают это с минимальной потерей интенсивности света.

Они также надежно крепятся к светодиодному источнику света и переносят свет на значительное расстояние (хотя большие расстояния приведут к большим потерям энергии). Кроме того, гибкие световоды дают инженерам-конструкторам гораздо больше свободы и хороший контроль над оптикой.

Жесткие световоды, такие как показанные на рисунке 3, представляют собой полимерные стержни, используемые для передачи света, когда расстояние от светодиодного источника света на печатной плате до панели управления относительно короткое.

Помимо передачи света по прямой линии, существуют также специальные геометрии, которые позволяют передавать свет под другими углами. Однако свет будет следовать за этими нелинейными жесткими трубами только до определенной точки.

Преимущества жестких световодов включают более низкую стоимость, чем их гибкие аналоги; Недостатками являются ограничения по длине и меньшая гибкость конструкции.

В зависимости от конструкции устройства, выбранного светодиода, материала, используемого для световода, и его конструкции (о которой речь пойдет в следующем разделе), световоды могут иметь ряд преимуществ при использовании в индикаторах HMI, в том числе:

Световоды могут использоваться для чрезвычайно широкого спектра приложений HMI. Они обычно используются в качестве важных индикаторов на машинах, где угол обзора и цвет имеют решающее значение для правильной работы и безопасности операторов. Важные варианты конструкции световых индикаторов HMI включают такие факторы, как цвет светодиода, цветовые схемы и характеристики просмотра, и это лишь некоторые из них.

Световоды экономически эффективны, и при правильном проектировании они обеспечивают надежный способ очень эффективной передачи света пользователю.

Светорассеивание (или потеря света) происходит, когда свет выходит куда-то, кроме желаемой точки выхода. Рассеяние света может привести к нескольким проблемам, таким как свечение на интерфейсе там, где его быть не должно, наложение или смешивание цветов светодиодов и (вероятно, самое опасное для HMI) ложные показания.